十二五光熱發(fā)電或?qū)⒂瓉?lái)新的發(fā)展契機(jī)
2011-11-02 15:23 來(lái)源: 作者:
最近國(guó)家能源局副局長(zhǎng)吳吟在公開場(chǎng)合講話指出,“十二五”期間,太陽(yáng)能可能呈現(xiàn)出類似風(fēng)能在“十一五”期間的高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。北京工業(yè)大學(xué)教授馬重芳表示,光熱發(fā)電是可再生能源領(lǐng)域繼風(fēng)電、光伏發(fā)電之后的第三個(gè)科技神話。
而目前光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀如何?光熱發(fā)電能夠向風(fēng)電的發(fā)展尋求哪些精神財(cái)富?科技部首席科學(xué)家黃湘接受了采訪。
風(fēng)電為光熱發(fā)電提供鏡鑒
黃湘表示,化石能源發(fā)電是一種可控的發(fā)電形式,而可再生能源的發(fā)電,絕大多數(shù)是不可控或有條件可控的發(fā)電形式。風(fēng)力發(fā)電的歷史對(duì)太陽(yáng)能利用提供了很多參考。
黃湘指出,風(fēng)電就是一種典型的不可控發(fā)電形式,用風(fēng)力發(fā)電只完成了工作的一半,風(fēng)電輸出功率隨風(fēng)力的變化而變化。電網(wǎng)的接納是有限度的,隨著風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的增加,電網(wǎng)的消納將越來(lái)越難。這兩年全國(guó)風(fēng)電運(yùn)行小時(shí)數(shù)不斷下降,就是不得已棄風(fēng)造成的,這種狀態(tài)會(huì)由于風(fēng)電裝機(jī)容量的增大而越來(lái)越嚴(yán)重。近來(lái),氣象預(yù)測(cè)法提高風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模,風(fēng)—光—電互補(bǔ)的形式和分布式等技術(shù)的應(yīng)用,就是為了解決風(fēng)電無(wú)序上網(wǎng)的難題。但是,這些都無(wú)法從根本上解決大規(guī)模風(fēng)電上網(wǎng)的境況。一些有識(shí)之士也提出采用風(fēng)電—壓縮空氣儲(chǔ)氣的方式,用來(lái)調(diào)整風(fēng)電的波動(dòng),使風(fēng)電上網(wǎng)比例進(jìn)一步增加。
黃湘認(rèn)為,將來(lái)太陽(yáng)能發(fā)電普及了,這一困難也會(huì)出現(xiàn)。因?yàn)樘?yáng)能發(fā)電過(guò)程輸出負(fù)荷和電網(wǎng)負(fù)荷的波形基本吻合,即電網(wǎng)出現(xiàn)最大負(fù)荷時(shí),也是太陽(yáng)能發(fā)電的最大輸出負(fù)荷時(shí)間。因此,如果太陽(yáng)能光伏發(fā)電和熱發(fā)電的發(fā)展規(guī)模類似當(dāng)前的風(fēng)電時(shí),電網(wǎng)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的容納程度會(huì)大大高于風(fēng)電;其次,太陽(yáng)能的利用要解決連續(xù)發(fā)電問(wèn)題,即晚上如何發(fā)電,太陽(yáng)能熱發(fā)電通過(guò)儲(chǔ)熱和延時(shí)利用,將白天的太陽(yáng)能用于夜晚發(fā)電,這就是近10年國(guó)際上和中國(guó)正在積極技術(shù)攻關(guān)的難題。國(guó)際上在中小型機(jī)組上應(yīng)用已經(jīng)成功了,中國(guó)要加緊努力。
“這種儲(chǔ)熱—延時(shí)發(fā)電的技術(shù),在熱電轉(zhuǎn)換過(guò)程中是效率最高的發(fā)電形式,與電能—壓縮空氣轉(zhuǎn)換、抽水蓄能等相比,具有更高的轉(zhuǎn)換效率和更低的制造和運(yùn)行成本,這一點(diǎn)決定了太陽(yáng)能熱發(fā)電具有的研究?jī)r(jià)值?!秉S湘強(qiáng)調(diào)說(shuō)。
太陽(yáng)能儲(chǔ)能發(fā)電的最佳形式
“最佳的太陽(yáng)能儲(chǔ)能發(fā)電形式尚未被證實(shí),現(xiàn)階段大家正在探索和尋找?!秉S湘介紹說(shuō),要解決儲(chǔ)能和發(fā)電的最佳結(jié)合,研究重點(diǎn)要放到發(fā)電介質(zhì)上,目前蓄熱介質(zhì)有蒸汽、導(dǎo)熱油和熔融鹽等,而儲(chǔ)能采用蒸汽成本太高,技術(shù)上已證明是不經(jīng)濟(jì)的。全球各地的太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)過(guò)各種形式,比如以蒸汽為介質(zhì)的無(wú)蓄熱發(fā)電,導(dǎo)熱油為介質(zhì)的無(wú)蓄熱、少蓄熱發(fā)電,熔融鹽為介質(zhì)的大容量蓄熱發(fā)電。其中采用熔融鹽蓄熱的有西班牙Andasol1電站可儲(chǔ)熱7.5小時(shí)發(fā)電量,意大利Archimede和西班牙Andasol電站可儲(chǔ)熱15小時(shí)發(fā)電量,目前均已經(jīng)投入運(yùn)行,后兩座電站可連續(xù)24小時(shí)發(fā)電。
但是,目前用于太陽(yáng)能熱發(fā)電的熔融鹽,在運(yùn)行溫度范圍內(nèi),常溫下為固體,到達(dá)一定溫度(如200度左右)成為液體,這就給電站運(yùn)行帶來(lái)了安全隱患,我們需要找到液態(tài)熔點(diǎn)更低的熔融鹽,國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)研究出熔點(diǎn)接近100度的熔融鹽。