光熱發(fā)電的真相

2015-12-03 09:29:45 太陽能發(fā)電網(wǎng)
曾經(jīng)由于成本過高而被市場(chǎng)唾棄的太陽能熱發(fā)電,如今再次成為市場(chǎng)熱點(diǎn)
  要特別說明的是,碟式斯特林太陽能發(fā)電和有的聚光光伏(CPV)技術(shù),采用約50-100平米的碟式聚光系統(tǒng)。碟式斯特林太陽能發(fā)電效率在22-32%;聚光光伏在聚焦太陽光500倍左右時(shí)它的光電轉(zhuǎn)換效能介于36-40%之間,光電模組的效能在22-28%之間。這兩種技術(shù)的“光—電”轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)高于普通太陽能光伏、太陽能槽式和塔式發(fā)電技術(shù)的效率,但目前這兩種技術(shù)都沒有得到大規(guī)模推廣,而效率小得多的光伏反而發(fā)展得風(fēng)生水起,其主要原因就是聚光器成本太高,下降無門。
  目前,聚光鏡普遍采用玻璃鏡和鋼結(jié)構(gòu)和跟蹤太陽的形式。而玻璃和鋼材已經(jīng)是大規(guī)模生產(chǎn)的材料,生產(chǎn)技術(shù)已非常成熟,通過技術(shù)提高降低材料成本的空間十分有限。此外,玻璃和鋼結(jié)構(gòu)在惡劣的大氣環(huán)境里跟蹤太陽(有運(yùn)動(dòng)部件),既要抵抗惡劣的環(huán)境又要保持跟蹤精度和反射率,要想降低成本非常困難。如果今后沒有破壞性的創(chuàng)新技術(shù)出現(xiàn),聚光器仍然采用玻璃鏡和鋼結(jié)構(gòu)的形式,那么,對(duì)太陽能熱發(fā)電的成本下降空間沒有樂觀的理由。
  此外,由于日夜變化和季節(jié)變化,太陽能熱發(fā)電站即使采用大規(guī)模儲(chǔ)熱也面臨頻繁起停的問題,這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)——尤其是熱機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性和壽命提出了更高要求,汽輪機(jī)將長期處于非設(shè)計(jì)點(diǎn)工作——這時(shí)熱電轉(zhuǎn)換效率比設(shè)計(jì)點(diǎn)低,而經(jīng)常起停對(duì)汽輪機(jī)的壽命是嚴(yán)峻考驗(yàn)。這毫無疑問會(huì)增加太陽能熱發(fā)電站的成本(系統(tǒng)效率降低,間接增加發(fā)電成本)。

  光熱發(fā)電能做到“天時(shí)地利人和”嗎?
  太陽能熱發(fā)電,最根本的就是需要有好的太陽能資源,利用才有意義。但是,根據(jù)SolarGIS提供的中國太陽能資源分布(筆者曾對(duì)多個(gè)測(cè)量站的數(shù)據(jù)和SolarGIS數(shù)據(jù)做過比較,精度較高),除了西藏地區(qū)以外,DNI大于2000kWh/m2y的地方并不多,DNI資源在2000kWh/m2y左右的地方均位于我國西北地區(qū)。而我國西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱、干旱少雨、水資源貧乏、多風(fēng)沙、冬季氣溫寒冷,且同樣遠(yuǎn)離用電負(fù)荷中心。
  實(shí)際上,國內(nèi)已經(jīng)建成了多個(gè)示范項(xiàng)目(海南、蘭州、內(nèi)蒙、青海、三海關(guān)、延慶等),有一些項(xiàng)目已經(jīng)拆除,國家投資的和民間投資的系統(tǒng)都有。經(jīng)過試驗(yàn),這些項(xiàng)目的“光——熱”轉(zhuǎn)換效率到底達(dá)到多少?年產(chǎn)生蒸汽時(shí)間能夠達(dá)到多少?有的項(xiàng)目還發(fā)電了,其“光——電”轉(zhuǎn)換的效率和發(fā)電成本呢?也許由于涉及商業(yè)秘密的原因,這些數(shù)據(jù)極少公布。但根據(jù)國內(nèi)公開發(fā)表文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)(webofknowledge數(shù)據(jù)庫中查詢的文獻(xiàn)),國產(chǎn)某槽式聚光器回路的光熱轉(zhuǎn)換效率低于50%。而從非公開渠道獲得的信息顯示,某已建成熱發(fā)電站的“光——電”轉(zhuǎn)換效率低于10%(有的項(xiàng)目更低),而發(fā)電成本接近1.5元/度。
  太陽能確實(shí)是取之不盡、用之不竭。但以聚光熱發(fā)電的形式利用太陽能,對(duì)太陽資源嚴(yán)重依賴。沒有好的太陽能資源,很難說孟子曰:天時(shí)不如地利,地利不如人和。孟子當(dāng)時(shí)說的是古代戰(zhàn)場(chǎng),理論上天時(shí)、地利和人和都可能成為戰(zhàn)場(chǎng)上改變戰(zhàn)局的因素。但對(duì)于太陽能熱發(fā)電來說,雖然沒有規(guī)定什么樣的太陽能資源和環(huán)境條件能建和不能建電站,但天不時(shí)和地不利的因素將深深地影響發(fā)電的成本。

作者:吳治永 來源:無所不能 責(zé)任編輯:wutongyufg

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