太陽(yáng)能光熱發(fā)電 續(xù)寫新能源的科技神話
——訪科技部“高效規(guī)�；�(yáng)能熱發(fā)電的基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目首席科學(xué)家黃湘
業(yè)內(nèi)人士預(yù)言，“
十二五”期間，太陽(yáng)能可能呈現(xiàn)出類似風(fēng)能在“
十一五”期間的高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。更有專家表示，光熱發(fā)電是可再生能源領(lǐng)域繼
風(fēng)電、
光伏發(fā)電之后新能源領(lǐng)域的“第三個(gè)科技神話”。近日，科技部“高效規(guī)�；�(yáng)能熱發(fā)電的基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目首席科學(xué)家黃湘接受了記者采訪，和我們一起探析這一有著美好前景的新能源領(lǐng)域。
記者：太陽(yáng)能光熱發(fā)電被寄予很高的期待，其技術(shù)難點(diǎn)在哪里？
黃湘：
化石能源發(fā)電是一種可控的發(fā)電形式，而可再生能源的發(fā)電，絕大多數(shù)是不可控或有條件可控的發(fā)電形式。這兩年全國(guó)風(fēng)電運(yùn)行小時(shí)數(shù)不斷下降，就是由于風(fēng)電裝機(jī)容量不斷增大，超出了電網(wǎng)的接納限度，不得不棄風(fēng)造成的。將來(lái)太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)模擴(kuò)大，這一情況也會(huì)出現(xiàn)；其次，太陽(yáng)能的利用要解決連續(xù)發(fā)電問(wèn)題，即晚上如何發(fā)電，太陽(yáng)能熱發(fā)電通過(guò)儲(chǔ)熱和延時(shí)利用，將白天的太陽(yáng)能用于夜晚發(fā)電，這就是近10年國(guó)際上正在積極攻關(guān)的技術(shù)難題，國(guó)外在中小型機(jī)組上應(yīng)用已經(jīng)成功了。
記者：這種技術(shù)對(duì)光熱發(fā)電具有什么樣的意義？
黃湘：這種儲(chǔ)熱—延時(shí)發(fā)電的技術(shù)，在熱電轉(zhuǎn)換過(guò)程中是效率最高的發(fā)電形式，與電能—壓縮空氣轉(zhuǎn)換、抽水蓄能等相比，具有更高的轉(zhuǎn)換效率和更低的制造和運(yùn)行成本，這一點(diǎn)決定了太陽(yáng)能光熱發(fā)電具有的研究?jī)r(jià)值。
記者：那什么才是太陽(yáng)能儲(chǔ)能發(fā)電的最佳形式？
黃湘：最佳的太陽(yáng)能儲(chǔ)能發(fā)電形式尚未被證實(shí)，現(xiàn)階段大家正在探索和尋找。要解決儲(chǔ)能和發(fā)電的最佳結(jié)合，研究重點(diǎn)要放到發(fā)電介質(zhì)上，目前蓄熱介質(zhì)有蒸汽、導(dǎo)熱油和熔融鹽等，而儲(chǔ)能采用蒸汽作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，使設(shè)備成本增加，技術(shù)上已證明是不經(jīng)濟(jì)的。全球各地的太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)過(guò)各種形式，比如以蒸汽為介質(zhì)的無(wú)蓄熱發(fā)電，導(dǎo)熱油為介質(zhì)的無(wú)蓄熱、少蓄熱發(fā)電，熔融鹽為介質(zhì)的大容量蓄熱發(fā)電。目前，國(guó)際上采用熔融鹽蓄熱的電站最高可連續(xù)24小時(shí)發(fā)電。
記者：這是不是說(shuō)明技術(shù)瓶頸已經(jīng)突破了呢？
黃湘：雖然這一技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但有些問(wèn)題還沒(méi)有解決。用于太陽(yáng)能熱發(fā)電的熔融鹽在常溫下為固體，到達(dá)一定溫度(如200度左右)成為液體，這就給電站運(yùn)行帶來(lái)一定的安全隱患。最佳的介質(zhì)是在常溫下就是液體，工作溫度范圍和常壓下不發(fā)生氣化，同時(shí)單位儲(chǔ)熱量要大，導(dǎo)熱性能要好，流動(dòng)性要好，這就對(duì)材料提出了苛刻的要求。我們需要找到液態(tài)熔點(diǎn)更低的熔融鹽，國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)研究出熔點(diǎn)接近100度的熔融鹽。
記者：發(fā)電成本是新能源發(fā)展的關(guān)鍵，太陽(yáng)能熱發(fā)電成本能否隨著規(guī)模的擴(kuò)大而降低？
黃湘：的確，光熱發(fā)電的成本決定了其前途。光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化后，上網(wǎng)電價(jià)將有較大幅度下降，并逐步接近現(xiàn)行風(fēng)電標(biāo)桿電價(jià)。
按照科技部的規(guī)劃，2011年底將驗(yàn)收1兆瓦實(shí)驗(yàn)電站及研究基地。技術(shù)可行性得到證實(shí)之后，將逐步在2015年建設(shè)10兆瓦~100兆瓦示范電站；2020年建成荒漠地區(qū)100兆瓦~1000兆瓦商業(yè)實(shí)用電站；預(yù)計(jì)2020年后，光熱發(fā)電開始規(guī)模化建設(shè)。
記者：光熱發(fā)電的成本優(yōu)勢(shì)在哪里？
黃湘：任何一種可再生能源發(fā)電形式的成本都有其極限值，不同發(fā)電方式的極限值是不同的。風(fēng)力發(fā)電的極限成本最低，光熱發(fā)電站建設(shè)成本則相對(duì)較高，這是因?yàn)轱L(fēng)能和太陽(yáng)能的能流密度接近，但風(fēng)力發(fā)電單位千瓦鋼材耗量是常規(guī)
火電站的1.5倍，而光熱發(fā)電是8倍。因此，光熱發(fā)電的極限成本肯定不可能低于風(fēng)電。但是，如果考慮到光熱發(fā)電的儲(chǔ)熱能力及負(fù)荷輸出特性，其成本優(yōu)勢(shì)將會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。
再說(shuō)，任何可再生能源發(fā)電初期階段，其成本都較高，隨著效率進(jìn)一步提高，成本會(huì)逐步下降。雖然目前光熱發(fā)電的單位造價(jià)較高，但成本下降空間大，一旦光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)步入正軌，且實(shí)現(xiàn)規(guī)�；�、商業(yè)化發(fā)展后，建設(shè)成本將會(huì)達(dá)到合理程度。
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