太陽能熱發(fā)電能否超越光伏、挑戰(zhàn)火電，成為一種基礎電力，成本和環(huán)境影響是關鍵的考量因素

中國目前最大的太陽能熱發(fā)電項目——內(nèi)蒙古50兆瓦項目的特許權招標，預計于今年五六月開始。

有業(yè)內(nèi)人士表示，這一項目的啟動，將引爆中國太陽能熱發(fā)電市場，產(chǎn)業(yè)和投資界人士將蜂擁而至。

更有專家認為，太陽能熱發(fā)電(或稱光熱發(fā)電)一旦啟動，其發(fā)展速度將比光伏發(fā)電更快，甚至有可能挑戰(zhàn)火電，成為一種基礎電力。

光熱發(fā)電的全球版圖

當下世界各地建造的太陽能電站，基本上都屬于光伏發(fā)電(Photovoltaic Power，PV)，僅2009年一年的裝機容量就達到6千多兆瓦，或者說600萬千瓦。所謂光伏發(fā)電，是指利用太陽能電池，將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

同時，太陽能熱發(fā)電的浪潮(Concentrated Solar Power，CSP)也正在興起。太陽能熱發(fā)電是指利用大規(guī)模陣列鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，然后結合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機技術，達到發(fā)電的目的。目前，全球投入使用的太陽能熱發(fā)電電站裝機容量約有700兆瓦，在建項目1200兆瓦，已經(jīng)宣布建設的裝機容量則為1.26萬兆瓦。

太陽能熱發(fā)電有槽式、塔式和碟式三種系統(tǒng)。其中，槽式技術最為成熟、商業(yè)化運營規(guī)模最大，它通過槽式拋物面聚光鏡收集太陽能。

從理論上講，采用太陽能熱發(fā)電技術，可以避免光伏發(fā)電中昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，大大降低太陽能發(fā)電的成本。白天，太陽能熱發(fā)電站的集熱系統(tǒng)直接驅(qū)動汽輪機發(fā)電，同時把部分熱量儲存在巨大的容器組成的蓄熱系統(tǒng)；晚上，則可以利用蓄熱發(fā)電。

中國電力[1.88 0.00%]科學院研究院副總工程師胡學浩對本刊記者表示，由于太陽能熱發(fā)電和火電一樣是通過蒸汽輪機，加上太陽能熱發(fā)電帶有熱儲存系統(tǒng)，更有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1984年，世界上最早的太陽能熱發(fā)電站出現(xiàn)在美國加州。這之后，由于電站集成技術方面存在阻礙，太陽能熱發(fā)電有過近20年的停頓，從而給光伏發(fā)電留出了極大的發(fā)展空間。

如今，從美國到歐洲，都將太陽能熱發(fā)電作為未來替代能源的關鍵候選之一。根據(jù)美國加州的計劃，到2030年，新能源發(fā)電容量中太陽能熱發(fā)電與光伏發(fā)電的比例為4∶1。

目前，西班牙是太陽能熱發(fā)電規(guī)模最大的國家，既有11兆瓦量級的塔式電站，也有100兆瓦量級的槽式電站。

在西班牙的可再生能源規(guī)劃中，設定了2005年-2010年裝機容量500兆瓦的目標。這一目標已經(jīng)提前實現(xiàn)。于是，西班牙部長會議在2009年11月通過決議，提出2010年-2013年太陽能熱發(fā)電裝機容量的新目標：2440兆瓦。

2009年7月啟動的“歐洲沙漠行動”，堪稱可再生能源領域最具野心的計劃。多個歐洲財團和企業(yè)，計劃在未來十年內(nèi)投資4000億歐元，在中東及北非地區(qū)建立一系列并網(wǎng)的太陽能熱發(fā)電站，來滿足歐洲15%的電力需求，以及電站所在地的部分電力需求。

中國內(nèi)蒙古特許權招標

在太陽能熱發(fā)電的熱潮中，中國業(yè)界也不甘落后。

2009年10月，“中國太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”成立，首批成員包括中國科學院電工研究所、華電集團、皇明太陽能、保定天威、金晶集團、西安航空動力[30.38 -0.13%]集團、中國電力工程顧問集團、清華陽光、上海交大等30家企業(yè)和研究所。該聯(lián)盟的首屆理事長為中國科學院電工研究所王志峰研究員。

該聯(lián)盟計劃在“十二五”(2011年-2015年)期間，爭取在中國西部建設[33.23 1.31%]1000兆瓦級規(guī)模的太陽能熱發(fā)電站。

2009年12月，中國科學院電工研究所作為第一承擔單位的國家重點基礎研究計劃(即“973計劃”)“高效規(guī)模化太陽能熱發(fā)電的基礎研究”項目正式啟動。項目負責人告訴本刊記者，他們將對太陽能熱發(fā)電關鍵系統(tǒng)部件和材料進行攻關，也要爭取建立不同規(guī)模的塔式電站、槽式電站和碟式電站。

“十一五”(2006年-2010年)期間，中國科學院電工研究所已經(jīng)在國家高技術發(fā)展計劃(即“863計劃”)支持下，于北京八達嶺開始建設1兆瓦的太陽能塔式熱發(fā)電實驗項目。

即將于今年五六月間在內(nèi)蒙古公開招標的50兆瓦槽式太陽能熱發(fā)電電站，則是目前國內(nèi)規(guī)模最大的太陽能熱發(fā)電。根據(jù)內(nèi)蒙古當?shù)叵嚓P部門的估算，該項目總投資16億元人民幣。項目建成后，每年可發(fā)電1.2億度，分別實現(xiàn)產(chǎn)值1.8億元和稅收1530萬元。

“這一項目將引起中國整個太陽能熱發(fā)電行業(yè)的覺醒?！?月12日，在蘇州舉辦的西交利物浦大學中英電力與能源研討會上，中國科學院電工研究所研究員王志峰透露。

早在三年前，該項目就作為全國示范項目獲得了國家發(fā)改委下達的《關于同意內(nèi)蒙古自治區(qū)太陽能熱發(fā)電示范項目開展前期工作的復函》。隨后，德國太陽千年公司(下稱太陽千年)與內(nèi)蒙古綠能新能源有限公司(下稱內(nèi)蒙古綠能新能源)共同建立了內(nèi)蒙古施德普太陽能開發(fā)有限公司(下稱施德普太陽能)，專門從事中國首個太陽能槽式熱發(fā)電的可行性研究報告和實施工作。

根據(jù)2009年2月內(nèi)蒙古水利廳批復的該項目水土保持方案資料，項目位于鄂爾多斯[13.94 0.14%]杭錦旗巴拉貢鎮(zhèn)境內(nèi)，占地一百多公頃。

太陽千年駐北京首席代表周立新透露，該項目最初規(guī)劃年總發(fā)電量為1.2億度，如果含稅上網(wǎng)電價達到每度電2.26元，當資本金內(nèi)部收益率達到8.86%時，資本金投資回收期接近16年，而項目可以運行25年。

太陽千年與內(nèi)蒙古綠能新能源原本決定，共同投資建設這個項目。其中，中方控股75%，但鑒于此前光伏上網(wǎng)電價風波等原因，國家能源局計劃對這個項目建設運營實施特許權招標。這讓太陽千年不得不赴京與各大電力公司商談，為即將到來的招標做準備。[page]施德普太陽能項目經(jīng)理楊金鳳表示，當初成立合資公司時，太陽千年打算自己融資，但根據(jù)中國的相關規(guī)定，外資投資電力的比例不能超過25%，太陽千年就在國內(nèi)找了合作伙伴。

她對本刊記者說，槽式太陽能熱發(fā)電站的后端發(fā)電和普通火電一樣，前端的設計完全是德國的技術，“涉及外方技術和地方設計院的銜接問題，進展沒有想象中那么快。這在中國是首例，沒有什么可以參考?！?/p>

2009年3月的敦煌光伏發(fā)電項目招標，更給了這個項目沉重一擊?！霸谀侵埃夥椖侩妰r一直是(每度電)4元左右，包括上海和鄂爾多斯的項目，我們電價只是一半，有優(yōu)勢。但敦煌的項目招標出了1.09元的電價，對我們是致命的打擊。”楊金鳳說。

1.09元的電價讓業(yè)內(nèi)一片嘩然——盡管很多人認為這個價格就是賠本賺吆喝。無論如何，這個局面讓中國政府在2.2元的光熱發(fā)電項目面前變得猶豫。

楊金鳳透露，這次光熱發(fā)電項目招標電價因素所占的比重也要占60%。這意味著，和敦煌光伏發(fā)電項目一樣，招標的結果很大程度上是價低者得。

據(jù)本刊記者了解，該項目的招標也將由主持敦煌項目招標的中設國際招標公司負責。為了盡可能拿下這個項目，施德普太陽能相繼走訪幾大發(fā)電集團，希望進行合作。這些發(fā)電集團雖然表示出很大興趣，但仍在觀望。

目前，國家能源局已經(jīng)認可這個項目的可行性報告，惟一不確定的就是電價。這個具有示范意義的項目，究竟留給經(jīng)驗相對豐富、每度電報價超過2元的德國企業(yè)，還是由報價可能較低的中國企業(yè)來完成，仍然是未知數(shù)。

電站集成難題

中國科學院電工研究所一位研究人員告訴本刊記者，總體而言，太陽能熱發(fā)電行業(yè)不像光伏發(fā)電那樣復雜。

太陽能熱發(fā)電的原材料包括玻璃、鋼鐵、導熱介質(zhì)和儲熱材料，這在中國都具備，所需工作是對這些材料進行改性，比如減少玻璃中的鐵含量、增加玻璃的透光率、選擇儲熱成本低于電價的儲熱材料等。

不過，對中國企業(yè)來說，過去的技術研發(fā)基本上都是針對單個器件，最大的缺陷在于沒有完成太陽能熱發(fā)電項目的經(jīng)驗，而太陽能熱發(fā)電電站集成是非常困難的技術。中國已經(jīng)完成的示范項目，規(guī)模僅僅是兆瓦級甚至千瓦級。

因此，這位研究人員呼吁國家考慮給予中國企業(yè)建設集成電站的機會，雖然用國外技術可以做得很好。在他看來，中國企業(yè)只要完成三四個商業(yè)項目，整個產(chǎn)業(yè)就會比較完整。

目前，中國五大發(fā)電集團都有各自的太陽能熱發(fā)電小型示范項目，保定的天威集團則計劃在四川建立一個100兆瓦的太陽能熱發(fā)電項目。提及內(nèi)蒙古50兆瓦項目時，上述研究人員認為，這些企業(yè)可能通過今后擴大規(guī)模的方式，大幅度壓低投標電價來拿下這一項目。

其間的原因在于，太陽能熱發(fā)電項目規(guī)模越大，每度電的成本越低，據(jù)這位研究人員估計，如果項目能夠達到1000兆瓦的規(guī)模，每度電電價可以降到0.8元左右。這樣，大型發(fā)電企業(yè)可能會把目前的50兆瓦項目，作為未來1000兆瓦電站的一部分，先以低電價中標，其余的950兆瓦另行建設。

楊金鳳則表示，如果把未來擴建因素考慮在內(nèi)，現(xiàn)在的支持文件和設計圖紙都要重新審核，而且能否有那么多土地作為擴建場所也是疑問。根據(jù)目前國際上的情況，建設1000兆瓦的太陽能熱發(fā)電電站，需要35平方公里的土地。

她同時說：“不管誰拿下，詳細設計國內(nèi)做不了，光場安裝、維護國內(nèi)也做不了，如果德方公司不能承擔項目，也有可能成為被雇用的一方。”

“超越光伏，挑戰(zhàn)火電”

興業(yè)證券研究員李綱領曾經(jīng)用“超越光伏，挑戰(zhàn)火電”來形容太陽能熱發(fā)電的前景。他認為，太陽能熱發(fā)電已經(jīng)成為不間斷供電的可再生能源重要形式。隨著技術進步和組件的規(guī)?；a(chǎn)，太陽能熱發(fā)電未來在成本上具備挑戰(zhàn)火電的潛力。

根據(jù)中國政府2007年頒布的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，“十一五”時期，在甘肅敦煌和西藏拉薩建設大型并網(wǎng)型太陽能光伏電站示范項目，在內(nèi)蒙古、甘肅、新疆等地建設太陽能熱發(fā)電示范項目。到2020年，全國太陽能光伏電站總容量達到2000兆瓦，太陽能熱發(fā)電總容量達到2000兆瓦。

有專家表示，中國在制定太陽能發(fā)展規(guī)劃時，對光伏發(fā)電和光熱發(fā)電設定的發(fā)展規(guī)模也是相似的，但后者一直沒有發(fā)展起來。一旦太陽能熱發(fā)電啟動，發(fā)展速度將比光伏發(fā)電更快，因為其穩(wěn)定性更好，完全可以作為基礎負荷。

這位專家還說，未來20年太陽能熱發(fā)電技術發(fā)展的主要任務是使發(fā)電的平均成本比 2006 年降低一半，總體約達到2025年燃煤發(fā)電成本(每度電0.030-0.042美元)的1.3倍。

但是，國家發(fā)改委能源所副所長李俊峰對光熱發(fā)電的前景并不是太看好。他曾對《紐約時報》記者發(fā)表評論，認為太陽能熱發(fā)電最適宜的地區(qū)，是有便宜水源、便宜土地和大量日照的地區(qū)，而中國具備這種條件的地區(qū)很少。

此外，李俊峰認為，太陽能熱發(fā)電將會被證明成本高于光伏。

中國電力科學院研究院副總工程師胡學浩則表示，光伏的缺陷在于不能儲存，如果加上蓄電池成本則更高。光熱本身有熱儲存系統(tǒng)，可以連續(xù)發(fā)電，在經(jīng)濟性上有優(yōu)勢，但由于需要消耗水，環(huán)境上的影響還需要驗證。

目前，中國的決策層對于光熱發(fā)電，或者說太陽能熱發(fā)電技術依然比較謹慎，但企業(yè)界已經(jīng)先行一步。今年1月，山東蓬萊電力設備公司與美國太陽能光熱發(fā)電供應商esolar公司簽訂協(xié)議，計劃未來十年內(nèi)在中國建立2000兆瓦的太陽能熱發(fā)電機組，并首先在陜西榆林開建92兆瓦的項目。當然，這一項目也需要等待中國政府的批復。

 

免責聲明：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其它媒體的文章，目的在于弘揚科技創(chuàng)新精神，傳遞更多科技創(chuàng)新信息，宣傳國家科技政策，展示國家科技形象，參與國際科技輿論競爭，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，在此我們謹向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認為本網(wǎng)文章及圖片侵犯了您的版權，請與我們聯(lián)系，我們將第一時間刪除。