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“中国制造”大幅降低光热发电成本

发表于:2016-11-28 16:37:59 来源:中国青年报

甘肃阿克塞2000平方公里的戈壁滩,见证了一个“晒着太阳就能挣钱”的历史时刻。近日,全球首个高温熔盐槽式光热发电平台项目在这里正式并网投入运营。

值得一提的是,这也是第一次从集热、储热、换热、发电到并网等全产业链全部实现了国产化。“以前建一座光热电厂,得去意大利买集热管,到西班牙买反光镜,去瑞士买支架,到智利买熔岩盐。”天津滨海光热发电投资有限公司董事长官景栋说,现在不出天津就可以买到整个产业链的相关产品,“价格很低,质量更优。”

“中国制造”带来的直接效益就是把成本大幅降下来,专家预计到2020年,更清洁、更高效的光热发电不再只是“阳春白雪”,其成本将降至火电水平。

“创新的印钞机开动了!”

让这座世界第一家高温熔盐槽式光热发电平台运转起来的“大脑”,位于甘肃阿克塞2000多公里之外的天津滨海高新区。这个国家级自主创新示范区,拿出45亿元投资,划出580亩土地,对这个“前景无限”的光热发电项目寄予厚望——要建成中国首个年产能200兆瓦规模、具有国际先进水平的太阳能光热发电技术研发及产业化基地,计划于2017年上半年调试并投产。2018年项目全部达产后,预计年产值超百亿元。

一切都在以创新的方式向传统告别。除了拥有世界最先进的技术之外,这是天津首个采取政府和社会资本合作立项的国家级公共能源示范项目,天津滨海新区政府授予民营企业特许经营30年,中央财政给予政策性支持。今年10月,成为首个获批国家ppp示范项目的光电项目。

创新带来的是实实在在的经济效益,《电力发展“十三五”规划》已经预见了前景:到2020年,我国太阳能发电装机达到1.1亿千瓦,其中光热发电总装机规模500万千瓦。这将带动直接投资数千亿元,间接投资上万亿元。

天津滨海高新区工委书记倪祥玉引用了一组数据:根据目前国家能源局透露的规划目标,从2020年到2030年,光热发电产业将成为能源建设的主导产业之一,这十年就是万亿级市场。如果按照世界能源研究会预测,2030年光热发电产业将占据全球能源供给的11%至16%,那这十年就是万亿美元级别的市场。

到目前,滨海光热已与甘肃省酒泉市阿克塞县、敦煌市等8个地方政府分别签订了10×50兆瓦光热发电机组的开发协议,总装机容量400万千瓦,协议投资总规模约1600亿元。

“创新的印钞机开动了!”倪祥玉说。

比风能和光伏更高效、更稳定

在甘肃阿克塞成功并网的光热发电平台实现24小时连续发电之后,官景栋宣布,这项技术的发电时长已经代表着目前国际最高技术标准。

同样是向太阳要能量,与利用半导体硅将光能直接转变为电能的光伏发电不同,光热发电则是通过聚光装置将太阳光聚集到吸热装置,加热吸热装置内的熔盐,经传热换热产生高温气体或流体,再通过机械做功转化为交流电。

官景栋说,与风能、光伏等新能源发电技术相比,光热发电的优势显而易见。除了发电时长优势之外,光热发电的效率较传统风能、光伏发电一般平均要高出近10个百分点。

“出于对24小时稳定发电并提高收益的渴望,我们选定高温熔盐槽式发电技术作为突破方向。”官景栋解释说,根据聚光方式的不同,光热发电可分为四种技术路线:槽式、塔式、碟式、菲涅尔式。其中,槽式和塔式是目前两种主流的光热利用技术。

目前全世界的光热发电体系里面83%以上都用槽式,虽然造价高,但系统比较稳定。塔式在国际上开始建得比较多,因为投资比较小,收益比较快,但其热量很难稳定,技术尚未成熟。

加热介质的选择也很有讲究,由于介质熔点不同,相应储热时间相差巨大。以高温熔盐作为介质可以加热到580度,储热时间长达十几个小时。也就是说,可以实现24小时不间断发电,同时根据用电的波峰波谷调节发电量,“比如用晚上用不完的俗称垃圾电来熔盐,白天可以用于发电,夏天制冷、冬天取暖。”而这些是只有100度沸点水介质及360度沸点的导热油都无法完成。

自主研发技术成本降低一半左右

在此之前,全球范围内并没有一家高温熔盐槽式电站,一切都仅仅是停留在欧盟HITECO项目中的一个设想。

官景栋和他的技术团队意识到这个设想背后巨大的经济和社会效益。“我们花了2000多万欧元买来欧洲专利、概念和设计,结果发现与实际还差十万八千里。”

一切必须从头开始。然而,光热发电系统本身就像是一台精密的仪器,需要一大批高科技配套产品。起初,他们在中国连供应商都找不到,“例如反射镜,当时国内仅能生产电视屏幕大小,但电场需要2平方米1个;集热管需要耐高温550度以上;跟踪太阳的精度达不到正负1.2毫弧度……”而这些如果都从国外买,成本高得可怕。

“一片反射镜从欧洲买,150欧元1片,而我们一个电厂要用40万片。从智利买回来的高温熔盐要1000欧元1吨;意大利集热管1.3万欧元1根,而跟踪装置更是高达几百万欧元……”国产化,成为生存下去唯一的选择。2015年起,官景栋在天津建起全球第一个光热产业园,致力于熔盐槽式太阳能热发电技术的研究开发、技术引进、装备制造、系统集成以及光热电站的规划、设计、建设、运营及维护,“自主研发出一批高品质的反射镜、集热管等配套产品,生产成本下降了一半左右。”

截至目前,已注册成立包括光热技术研究院、光热发电设备制造、光热发电投资等9家公司。官景栋说,产业园通过引进、消化、吸收、创新来自意大利、德国、瑞士等国家的顶尖技术成果,已拥有熔盐槽式光热发电的全套核心技术,获得光热技术专利168项,正在申请办理的专利超过400项,各项技术指标均达到世界领先水平。

下一步,如果实现大规模量产,将真正把光热发电成本拉低到火电的水平,“未来几年,将成本降到5毛钱一度。”

带动能源产业向光热产业集群发展

倪祥玉更看重的,是光电项目在未来几年对天津其他传统产业在转型中的巨大拉力,“对与之相关的钢铁和玻璃等产业,都将带来颠覆式的变化。”

值得注意的是,光热发电与其他能源形态并非排他的,而是互补发展。光热发电可以解决风电、光伏的缺点,原来建风电、光伏发电站,必须要建火电站来配套,现在就可以建光热电站配套。这也就是说,未来的新能源电站,将是完全脱离火电,名副其实的新能源电站,“太阳能产业要发展,一定是光伏、光热齐头并进、互补发展。”

倪祥玉说,天津高新区集聚了多家世界级新能源企业,在实现新能源产业规模快速增长,在风力发电、绿色储能电池、太阳能光伏、LED、智能电网等多个新能源技术领域具有非常强的竞争力,初步形成了具有影响力的产业集群,“调动这些能源企业的积极性,加强企业间的紧密配合、联动发展、在项目建设上通力合作、互相支撑,把第一批光热示范项目做实、做好,从而带动中国的光热发电产业真正起跑。”

新能源代替火电的时代终将到来。官景栋打了个形象的比方:“如果把新能源比成是一个皇冠,那么光热发电就是皇冠上的明珠,这个明珠就在天津,在我们中国人手中。”

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