太陽能光熱發電 續寫新能源的科技神話

    ——訪科技部“高效規模化太陽能熱發電的基礎研究”項目首席科學家黃湘

    業內人士預言，“十二五”期間，太陽能可能呈現出類似風能在“十一五”期間的高速發展態勢。更有專家表示，光熱發電是可再生能源領域繼風電、光伏發電之后新能源領域的“第三個科技神話”。近日，科技部“高效規模化太陽能熱發電的基礎研究”項目首席科學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域。

    記者：太陽能光熱發電被寄予很高的期待，其技術難點在哪里？

    黃湘：化石能源發電是一種可控的發電形式，而可再生能源的發電，絕大多數是不可控或有條件可控的發電形式。這兩年全國風電運行小時數不斷下降，就是由于風電裝機容量不斷增大，超出了電網的接納限度，不得不棄風造成的。將來太陽能發電規模擴大，這一情況也會出現；其次，太陽能的利用要解決連續發電問題，即晚上如何發電，太陽能熱發電通過儲熱和延時利用，將白天的太陽能用于夜晚發電，這就是近10年國際上正在積極攻關的技術難題，國外在中小型機組上應用已經成功了。

    記者：這種技術對光熱發電具有什么樣的意義？

    黃湘：這種儲熱—延時發電的技術，在熱電轉換過程中是效率最高的發電形式，與電能—壓縮空氣轉換、抽水蓄能等相比，具有更高的轉換效率和更低的制造和運行成本，這一點決定了太陽能光熱發電具有的研究價值。

    記者：那什么才是太陽能儲能發電的最佳形式？

    黃湘：最佳的太陽能儲能發電形式尚未被證實，現階段大家正在探索和尋找。要解決儲能和發電的最佳結合，研究重點要放到發電介質上，目前蓄熱介質有蒸汽、導熱油和熔融鹽等，而儲能采用蒸汽作為儲熱介質，使設備成本增加，技術上已證明是不經濟的。全球各地的太陽能電站實驗過各種形式，比如以蒸汽為介質的無蓄熱發電，導熱油為介質的無蓄熱、少蓄熱發電，熔融鹽為介質的大容量蓄熱發電。目前，國際上采用熔融鹽蓄熱的電站最高可連續24小時發電。

    記者：這是不是說明技術瓶頸已經突破了呢？

    黃湘：雖然這一技術已經取得了很大的進步，但有些問題還沒有解決。用于太陽能熱發電的熔融鹽在常溫下為固體，到達一定溫度(如200度左右)成為液體，這就給電站運行帶來一定的安全隱患。最佳的介質是在常溫下就是液體，工作溫度范圍和常壓下不發生氣化，同時單位儲熱量要大，導熱性能要好，流動性要好，這就對材料提出了苛刻的要求。我們需要找到液態熔點更低的熔融鹽，國內學者已經研究出熔點接近100度的熔融鹽。

    記者：發電成本是新能源發展的關鍵，太陽能熱發電成本能否隨著規模的擴大而降低？

    黃湘：的確，光熱發電的成本決定了其前途。光熱發電產業實現大規模商業化后，上網電價將有較大幅度下降，并逐步接近現行風電標桿電價。

    按照科技部的規劃，2011年底將驗收1兆瓦實驗電站及研究基地。技術可行性得到證實之后，將逐步在2015年建設10兆瓦~100兆瓦示范電站；2020年建成荒漠地區100兆瓦~1000兆瓦商業實用電站；預計2020年后，光熱發電開始規模化建設。

    記者：光熱發電的成本優勢在哪里？

    黃湘：任何一種可再生能源發電形式的成本都有其極限值，不同發電方式的極限值是不同的。風力發電的極限成本最低，光熱發電站建設成本則相對較高，這是因為風能和太陽能的能流密度接近，但風力發電單位千瓦鋼材耗量是常規火電站的1.5倍，而光熱發電是8倍。因此，光熱發電的極限成本肯定不可能低于風電。但是，如果考慮到光熱發電的儲熱能力及負荷輸出特性，其成本優勢將會體現出來。

    再說，任何可再生能源發電初期階段，其成本都較高，隨著效率進一步提高，成本會逐步下降。雖然目前光熱發電的單位造價較高，但成本下降空間大，一旦光熱發電產業步入正軌，且實現規模化、商業化發展后，建設成本將會達到合理程度。