我國亟需尋求太陽能熱發電技術最優解

據中國建筑報報道 太陽能熱發電是當今的前沿技術，也是一種最古老的技術。1767年瑞士科學家就造出世界上第一個太陽能集熱器，1912年世界上第一個太陽能熱發電廠在埃及建成，其設備的外形與基本原理和今天的同類設備相差無幾。迄今為止，科學家們仍在從不同方向對此技術進行研究，但一直尚未找到一個可以超越所有其他解決方案的最優解。日前，各國專家學者與業界代表一起探討太陽能熱發電技術的最新進展及未來的發展方向。

　　人類對太陽能發電寄予重望

　　隨著全球能源需求的持續增長，可再生能源的比例大幅提升。歐洲聯合研究中心預測，2040年可再生能源將占到總能耗50%以上，太陽能發電將占總發電量的20%以上，到21世紀末可再生能源在能源結構中將占到80%以上，太陽能發電將占到60%以上。

　　意大利國家新技術、能源與環境署前主席，1984年諾貝爾物理學獎獲得者卡洛·魯比亞（Carlo Rubbia）說：“太陽輻射是地球資源最豐富的能源，而帶儲熱裝置的太陽能熱發電技術則是收集這種能源最經濟的方式。”

　　全球太陽能資源究竟豐富到了一個什么程度？以中國為例，每年到達地表的太陽能資源總量達17000億/噸標準煤，等效發電量達5700億/千瓦時。而2010年我國發電裝機9.62億千瓦，發電量41413億千瓦時，其中低碳裝機（水電、核電、風電）比例僅占26.5%，低碳發電比例僅占18.8%。太陽能發電在我國有巨大的發展空間。

　　“地理位置和大氣狀況是影響太陽能資源的兩個主要因素。”中國氣象局風能太陽能資源評估中心副主任申彥波說：“我國內蒙古西部、青海中部、西藏西南部是直接輻射資源最豐富地區，年輻照量在1800千瓦時/平方米以上，最適合太陽能熱發電。西北部其他地區的直射資源也較豐富，年輻照量在1400千瓦時/平方米～1800千瓦時/平方米，也比較適合太陽能熱發電。”

　　據了解，我國東南部地區的總輻射資源與歐洲相當甚至更高，較適宜于進行分散式的光伏發電。太陽能發電分光伏發電和光熱發電兩種，光伏發電在我國發展強勁，但光熱發電尚屬嘗試階段。

　　中國華電集團總工程師、國家“973”計劃太陽能發電項目首席科學家黃湘介紹，光伏發電只限于白天發電，光熱發電卻可以利用儲熱裝置24小時發電。穩定供電的特點使光熱發電很容易并入傳統電網。

　　不僅如此，光熱發電設備壽命也較光伏發電長，可穩定運行30年以上且拆卸方便。光熱發電中的儲熱發電轉換效率高，熱損可控制在10%以內，水電的勢能電轉換效率僅為75%。光熱發電設備還可供熱、供暖，可集中發電，也可分布式發電適用于更多不同的市場。

　　成本較高、占地較多 成為太陽能發電的主要瓶頸

　　雖然太陽能熱發電有諸多優點，在我國電網中的裝機和發電比例都幾乎可以忽略不計。但太陽能發電仍存在成本高和占地多的兩大瓶頸。與以煤為發電主力的火電電價相比，太陽能熱發電成本要高出得多。如果沒有政策補貼，根本無法進入電網。國務院參事、中國可再生能源學會理事長石定環表示，我國的清潔能源發電有一半未入網，這是清潔能源發展的障礙。

　　事實上，尋找更廉價的解決方案，是該領域的科學家們多年以來一直努力的方向。太陽能熱發電有集熱、蓄熱、發電三個主要環節。集熱是用大量鏡片收集太陽光的熱能，根據集熱方式的不同，可分為槽式、塔式、碟式、菲涅爾透鏡式（Fresnel Lens）等類型。槽式太陽能熱發電系統已進入商業化階段，塔式系統、碟式系統均處于中試和示范階段，但其商業化前景較好。

　　中國科學技術發展戰略研究院科技預測與評價研究所副研究員韋東遠認為，從經濟性角度看，點聚焦的碟式系統適合邊遠山區離網分布式供電，發電成本為0.19～0.26歐元/千瓦時；線聚焦的槽式發電系統和點聚焦的塔式發電系統，發電成本為0.076～0.09歐元/千瓦時，其發電成本依賴于工程規模即電站裝機容量。

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