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在过去的46亿年里,地球一直依靠太阳提供的光和热来维持运转和生活。阳光普照,万物生长。随着人类社会的发展,太阳能作为世界上最廉价和最大的能源,其作用越来越受到重视。中国向联合国气候变化框架公约秘书处提交的国家对气候变化的独立贡献最近明确指出,到2030年,中国的非化石能源将占一次能源消耗的20%左右。太阳能具有稳定、环保和安全的特点。充分利用太阳能肯定会帮助中国实现其2030年的目标。
目前,太阳能的利用主要集中在光伏发电领域;然而,大多数人对太阳能利用的理解仅限于太阳能热水器。事实上,太阳能的功能远远不止提供洗澡水。光热发电是一种能充分利用太阳能的技术。
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光伏和光伏:孪生兄弟
谈到光和热,我们不得不提到光伏,这是众所周知的。光伏发电作为一种清洁能源技术,在中国已经有了相当大的发展。它使用多晶硅和其他半导体材料制成的太阳能电池板,通过照明产生直流电,直流电经逆变器转换成交流电后可以传输到电网。然而,由于光伏发电系统使用太阳能,当没有光时,例如在晚上,系统不能运行,导致电压不稳定和夜间供电不可持续。
光伏技术的孪生兄弟光热利用太阳能。光热发电技术起源于80年代。经过近30年的发展,已经形成了四种太阳能热发电系统:槽式、塔式、线性菲涅尔式和碟式。其中,槽式发电系统是目前应用最广泛、技术最成熟的。成千上万个槽形反射器将太阳光聚焦在集热管上,加热集热管内的热熔盐,然后将吸收热能的热熔盐输送到蒸汽换热器,产生蒸汽驱动汽轮机,驱动发电机发电。光热发电可以将白天储存的多余热量保留下来,在夜间发电,这样就可以保证电站在夜间提供连续稳定的电流。
太阳能热发电的优点是并网友好、发电稳定、储能可控,最有资格逐步取代火电承担基本电力负荷。这种无污染、不间断的输出技术受到了人类的高度期待。
光热发电发展的难点
既然太阳能热发电有这样的优势,为什么很少见到呢?事实证明,太阳能热发电在实施过程中遇到了许多困难。
首先,存在技术上的困难:太阳能热发电系统必须经历热能、机械能和电能的复杂过程。与光伏系统相比,它需要更多的生产环节,每个环节都需要相当大的投资。太阳能集热领域是火力发电厂的核心技术,也是整个电厂成本的40%以上。此外,反射器必须能承受6级大风、大风沙和冰雹的袭击,并能在恶劣环境下使用至少20年。
此外,与光伏发电相比,太阳能热发电对场地要求较高。土地的坡度和平整度必须达到特定的角度,这就要求较高的工作温度,只有直接照明才能满足作业要求。适合在戈壁、沙漠等光照强烈的地区推广。
在市场方面,由于发展时间较短,太阳能热发电产业的成熟度无法与风力发电和光伏发电相提并论。中国太阳能热发电产业尚未形成稳定的产业链。目前,示范项目仍占主导地位,很少有项目依靠市场运作来实现利润。同时,上网电价等问题也困扰着太阳能热发电的市场推广。
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政策支持:国家的决心和力量
虽然光伏发电在实施中存在一些问题,但其清洁、稳定、安静、低能耗等优点注定是这种太阳能利用模式的良好前景。国家还出台了相关政策,帮助推广太阳能热发电。
2014年12月,国家能源局发布了《国家能源局综合司关于编制太阳能发展“十三五”规划的通知》。根据通知,各地区可根据当地实际情况确定太阳能利用的主要类型,重点是太阳能光伏发电和太阳能热利用。具备太阳能热发电项目建设条件的地区也应包括太阳能热发电。
此外,本通知还详细规定了太阳能热发电规划的研究内容:太阳能热发电的重点领域和规模、重点项目的选址和建设条件、技术路线和技术经济研究等。
2015年4月,国家能源局发布了《国家能源局综合司关于进一步编制可再生能源发展“十三五”规划的指导意见》,明确指出太阳能热发电的省份应提出太阳能热发电基地和重点区域的布局。太阳能热发电技术在“十三五”期间的发展前景也成为本指南要求相关单位系统分析的内容。
钱景阳光无限
自2010年以来,全球太阳能热发电装机容量迅速增长,目前已超过4千兆瓦,尤其是在新兴市场。根据国际能源机构(iea)的预测,到2050年,全球装机容量将达到982千兆瓦,一个产值数万亿的市场正在形成。
光热发电进入人类视野才30多年,已经成为世界上的一个井喷趋势。由于我国太阳能热发电产业起步较晚,至今仍没有50兆瓦的商用电站。然而,随着太阳能热发电在中国能源结构中战略地位的提升,太阳能热发电有望获得更多的政策倾斜,工业投资有望迎来井喷。截至2014年底,中国已建成6座太阳能热发电站(系统),装机容量约为13.8兆瓦。长期以来阻碍中国太阳能热发电产业化的政策壁垒正逐渐被打破。国家能源局已基本确定了我国太阳能热发电产业发展的时间表,即2014年至2016年,在示范电价政策的支持下,将完成一批商业示范项目,2017年将进入大规模开发建设阶段。
太阳已经照耀地球46亿年了。稳定、廉价、清洁的太阳能是大自然给人类的无私礼物。人类依靠自然繁衍和成长。如何更好地利用这一天赋,如何使人类生活的发展更加符合生活和生活的自然规律,是我们前进时必须考虑的问题。光热发电技术是人类利用大自然无私礼物的一种方式,也是对这个问题的回答。让我们把这个答案写好,不要失去阳光和自然。
标题:光热发电“钱景”无限 让阳光热能不止用来洗澡
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