甘肅阿克塞2000平方公里的戈壁灘，見證了一個“曬著太陽就能掙錢”的歷史時刻。近日，全球首個高溫熔鹽槽式光熱發(fā)電平臺項目在這里正式并網(wǎng)投入運營。
值得一提的是，這也是第一次從集熱、儲熱、換熱、發(fā)電到并網(wǎng)等全產(chǎn)業(yè)鏈全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化。“以前建一座光熱電廠，得去意大利買集熱管，到西班牙買反光鏡，去瑞士買支架，到智利買熔巖鹽。”天津濱海光熱發(fā)電投資有限公司董事長官景棟說，現(xiàn)在不出天津就可以買到整個產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)產(chǎn)品，“價格很低，質(zhì)量更優(yōu)。”
“中國制造”帶來的直接效益就是把成本大幅降下來，專家預(yù)計到2020年，更清潔、更高效的光熱發(fā)電不再只是“陽春白雪”，其成本將降至
火電水平。
“創(chuàng)新的印鈔機開動了!”
讓這座世界第一家高溫熔鹽槽式光熱發(fā)電平臺運轉(zhuǎn)起來的“大腦”，位于甘肅阿克塞2000多公里之外的天津濱海高新區(qū)。這個國家級自主創(chuàng)新示范區(qū)，拿出45億元投資，劃出580畝土地，對這個“前景無限”的光熱發(fā)電項目寄予厚望——要建成中國首個年產(chǎn)能200兆瓦規(guī)模、具有國際先進水平的太陽能光熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化基地，計劃于2017年上半年調(diào)試并投產(chǎn)。2018年項目全部達產(chǎn)后，預(yù)計年產(chǎn)值超百億元。
一切都在以創(chuàng)新的方式向傳統(tǒng)告別。除了擁有世界最先進的技術(shù)之外，這是天津首個采取政府和社會資本合作立項的國家級公共能源示范項目，天津濱海新區(qū)政府授予民營企業(yè)特許經(jīng)營30年，中央財政給予政策性支持。今年10月，成為首個獲批國家ppp示范項目的光電項目。
創(chuàng)新帶來的是實實在在的經(jīng)濟效益，《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》已經(jīng)預(yù)見了前景：到2020年，我國太陽能發(fā)電裝機達到1.1億千瓦，其中光熱發(fā)電總裝機規(guī)模500萬千瓦。這將帶動直接投資數(shù)千億元，間接投資上萬億元。
天津濱海高新區(qū)工委書記倪祥玉引用了一組數(shù)據(jù)：根據(jù)目前
國家能源局透露的規(guī)劃目標，從2020年到2030年，光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)將成為能源建設(shè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，這十年就是萬億級市場。如果按照世界能源研究會預(yù)測，2030年光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)將占據(jù)全球能源供給的11%至16%，那這十年就是萬億美元級別的市場。
到目前，濱海光熱已與甘肅省酒泉市阿克塞縣、敦煌市等8個地方政府分別簽訂了10×50兆瓦光熱發(fā)電機組的開發(fā)協(xié)議，總裝機容量400萬千瓦，協(xié)議投資總規(guī)模約1600億元。
“創(chuàng)新的印鈔機開動了!”倪祥玉說。
比風(fēng)能和光伏更高效、更穩(wěn)定
在甘肅阿克塞成功并網(wǎng)的光熱發(fā)電平臺實現(xiàn)24小時連續(xù)發(fā)電之后，官景棟宣布，這項技術(shù)的發(fā)電時長已經(jīng)代表著目前國際最高技術(shù)標準。
同樣是向太陽要能量，與利用半導(dǎo)體硅將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓夥l(fā)電不同，光熱發(fā)電則是通過聚光裝置將太陽光聚集到吸熱裝置，加熱吸熱裝置內(nèi)的熔鹽，經(jīng)傳熱換熱產(chǎn)生高溫氣體或流體，再通過機械做功轉(zhuǎn)化為交流電。
官景棟說，與風(fēng)能、光伏等
新能源發(fā)電技術(shù)相比，光熱發(fā)電的優(yōu)勢顯而易見。除了發(fā)電時長優(yōu)勢之外，光熱發(fā)電的效率較傳統(tǒng)風(fēng)能、光伏發(fā)電一般平均要高出近10個百分點。
“出于對24小時穩(wěn)定發(fā)電并提高收益的渴望，我們選定高溫熔鹽槽式發(fā)電技術(shù)作為突破方向。”官景棟解釋說，根據(jù)聚光方式的不同，光熱發(fā)電可分為四種技術(shù)路線：槽式、塔式、碟式、菲涅爾式。其中，槽式和塔式是目前兩種主流的光熱利用技術(shù)。
目前全世界的光熱發(fā)電體系里面83%以上都用槽式，雖然造價高，但系統(tǒng)比較穩(wěn)定。塔式在國際上開始建得比較多，因為投資比較小，收益比較快，但其熱量很難穩(wěn)定，技術(shù)尚未成熟。
加熱介質(zhì)的選擇也很有講究，由于介質(zhì)熔點不同，相應(yīng)儲熱時間相差巨大。以高溫熔鹽作為介質(zhì)可以加熱到580度，儲熱時間長達十幾個小時。也就是說，可以實現(xiàn)24小時不間斷發(fā)電，同時根據(jù)用電的波峰波谷調(diào)節(jié)發(fā)電量，“比如用晚上用不完的俗稱垃圾電來熔鹽，白天可以用于發(fā)電，夏天制冷、冬天取暖。”而這些是只有100度沸點水介質(zhì)及360度沸點的導(dǎo)熱油都無法完成。
自主研發(fā)技術(shù)成本降低一半左右
在此之前，全球范圍內(nèi)并沒有一家高溫熔鹽槽式電站，一切都僅僅是停留在歐盟HITECO項目中的一個設(shè)想。
官景棟和他的技術(shù)團隊意識到這個設(shè)想背后巨大的經(jīng)濟和社會效益。“我們花了2000多萬歐元買來歐洲專利、概念和設(shè)計，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與實際還差十萬八千里。”
一切必須從頭開始。然而，光熱發(fā)電系統(tǒng)本身就像是一臺精密的儀器，需要一大批高科技配套產(chǎn)品。起初，他們在中國連供應(yīng)商都找不到，“例如反射鏡，當時國內(nèi)僅能生產(chǎn)電視屏幕大小，但電場需要2平方米1個;集熱管需要耐高溫550度以上;跟蹤太陽的精度達不到正負1.2毫弧度……”而這些如果都從國外買，成本高得可怕。
“一片反射鏡從歐洲買，150歐元1片，而我們一個電廠要用40萬片。從智利買回來的高溫熔鹽要1000歐元1噸;意大利集熱管1.3萬歐元1根，而跟蹤裝置更是高達幾百萬歐元……”國產(chǎn)化，成為生存下去唯一的選擇。2015年起，官景棟在天津建起全球第一個光熱產(chǎn)業(yè)園，致力于熔鹽槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)的研究開發(fā)、技術(shù)引進、裝備制造、系統(tǒng)集成以及光熱電站的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運營及維護，“自主研發(fā)出一批高品質(zhì)的反射鏡、集熱管等配套產(chǎn)品，生產(chǎn)成本下降了一半左右。”
截至目前，已注冊成立包括光熱技術(shù)研究院、光熱發(fā)電設(shè)備制造、光熱發(fā)電投資等9家公司。官景棟說，產(chǎn)業(yè)園通過引進、消化、吸收、創(chuàng)新來自意大利、德國、瑞士等國家的頂尖技術(shù)成果，已擁有熔鹽槽式光熱發(fā)電的全套核心技術(shù)，獲得光熱技術(shù)專利168項，正在申請辦理的專利超過400項，各項技術(shù)指標均達到世界領(lǐng)先水平。
下一步，如果實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，將真正把光熱發(fā)電成本拉低到火電的水平，“未來幾年，將成本降到5毛錢一度。”
帶動能源產(chǎn)業(yè)向光熱產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展
倪祥玉更看重的，是光電項目在未來幾年對天津其他傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在轉(zhuǎn)型中的巨大拉力，“對與之相關(guān)的
鋼鐵和玻璃等產(chǎn)業(yè)，都將帶來顛覆式的變化。”
值得注意的是，光熱發(fā)電與其他能源形態(tài)并非排他的，而是互補發(fā)展。光熱發(fā)電可以解決
風(fēng)電、光伏的缺點，原來建風(fēng)電、光伏發(fā)電站，必須要建火電站來配套，現(xiàn)在就可以建光熱電站配套。這也就是說，未來的新能源電站，將是完全脫離火電，名副其實的新能源電站，“太陽能產(chǎn)業(yè)要發(fā)展，一定是光伏、光熱齊頭并進、互補發(fā)展。”
倪祥玉說，天津高新區(qū)集聚了多家世界級新能源企業(yè)，在實現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長，在風(fēng)力發(fā)電、綠色儲能電池、太陽能光伏、LED、智能電網(wǎng)等多個新能源技術(shù)領(lǐng)域具有非常強的競爭力，初步形成了具有影響力的產(chǎn)業(yè)集群，“調(diào)動這些能源企業(yè)的積極性，加強企業(yè)間的緊密配合、聯(lián)動發(fā)展、在項目建設(shè)上通力合作、互相支撐，把第一批光熱示范項目做實、做好，從而帶動中國的光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)真正起跑。”
新能源代替火電的時代終將到來。官景棟打了個形象的比方：“如果把新能源比成是一個皇冠，那么光熱發(fā)電就是皇冠上的明珠，這個明珠就在天津，在我們中國人手中。”
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