甘肅阿克塞2000平方公里的戈壁灘，見證了一個(gè)“曬著太陽就能掙錢”的歷史時(shí)刻。近日，全球首個(gè)高溫熔鹽槽式光熱發(fā)電平臺(tái)項(xiàng)目在這里正式并網(wǎng)投入運(yùn)營。
值得一提的是，這也是第一次從集熱、儲(chǔ)熱、換熱、發(fā)電到并網(wǎng)等全產(chǎn)業(yè)鏈全部實(shí)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?yàn)I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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)產(chǎn)品，“價(jià)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(jì)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(jī)開動(dòng)了!”
讓這座世界第一家高溫熔鹽槽式光熱發(fā)電平臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)起來的“大腦”，位于甘肅阿克塞2000多公里之外的天津?yàn)I海高新區(qū)。這個(gè)國家級(jí)自主創(chuàng)新示范區(qū)，拿出45億元投資，劃出580畝土地，對(duì)這個(gè)“前景無限”的光熱發(fā)電項(xiàng)目寄予厚望——要建成中國首個(gè)年產(chǎn)能200兆瓦規(guī)模、具有國際先進(jìn)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(jì)劃于2017年上半年調(diào)試并投產(chǎn)。2018年項(xiàng)目全部達(dá)產(chǎn)后，預(yù)計(jì)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(jìn)的技術(shù)之外，這是天津首個(gè)采取政府和社會(huì)資本合作立項(xiàng)的國家級(jí)公共能源示范項(xiàng)目，天津?yàn)I海新區(qū)政府授予民營企業(yè)特許經(jīng)營30年，中央財(cái)政給予政策性支持。今年10月，成為首個(gè)獲批國家ppp示范項(xiàng)目的光電項(xiàng)目。
創(chuàng)新帶來的是實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)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(jī)達(dá)到1.1億千瓦，其中光熱發(fā)電總裝機(jī)規(guī)模500萬千瓦。這將帶動(dòng)直接投資數(shù)千億元，間接投資上萬億元。
天津?yàn)I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(biāo)，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(jí)市場。如果按照世界能源研究會(huì)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(jí)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(gè)地方政府分別簽訂了10×50兆瓦光熱發(fā)電機(jī)組的開發(fā)協(xié)議，總裝機(jī)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(jī)開動(dòng)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(tái)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電之后，官景棟宣布，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)電時(shí)長已經(jīng)代表著目前國際最高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
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(jī)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(shí)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(gè)百分點(diǎn)。
“出于對(duì)24小時(shí)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(jià)高，但系統(tǒng)比較穩(wěn)定。塔式在國際上開始建得比較多，因?yàn)橥顿Y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(diǎn)不同，相應(yīng)儲(chǔ)熱時(shí)間相差巨大。以高溫熔鹽作為介質(zhì)可以加熱到580度，儲(chǔ)熱時(shí)間長達(dá)十幾個(gè)小時(shí)。也就是說，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷發(fā)電，同時(shí)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(diǎn)水介質(zhì)及360度沸點(diǎn)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(xiàng)目中的一個(gè)設(shè)想。
官景棟和他的技術(shù)團(tuán)隊(duì)意識(shí)到這個(gè)設(shè)想背后巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。“我們花了2000多萬歐元買來歐洲專利、概念和設(shè)計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與實(shí)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(tái)精密的儀器，需要一大批高科技配套產(chǎn)品。起初，他們?cè)谥袊B供應(yīng)商都找不到，“例如反射鏡，當(dāng)時(shí)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(gè);集熱管需要耐高溫550度以上;跟蹤太陽的精度達(dá)不到正負(fù)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(gè)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(dá)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(gè)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(jìn)、裝備制造、系統(tǒng)集成以及光熱電站的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營及維護(hù)，“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(cè)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(jìn)、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(xiàng)，正在申請(qǐng)辦理的專利超過400項(xiàng)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
下一步，如果實(shí)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(dòng)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(xiàng)目在未來幾年對(duì)天津其他傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在轉(zhuǎn)型中的巨大拉力，“對(duì)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(bǔ)發(fā)展。光熱發(fā)電可以解決
風(fēng)電、光伏的缺點(diǎn)，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(shí)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(jìn)、互補(bǔ)發(fā)展。”
倪祥玉說，天津高新區(qū)集聚了多家世界級(jí)新能源企業(yè)，在實(shí)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(chǔ)能電池、太陽能光伏、LED、智能電網(wǎng)等多個(gè)新能源技術(shù)領(lǐng)域具有非常強(qiáng)的競爭力，初步形成了具有影響力的產(chǎn)業(yè)集群，“調(diào)動(dòng)這些能源企業(yè)的積極性，加強(qiáng)企業(yè)間的緊密配合、聯(lián)動(dòng)發(fā)展、在項(xiàng)目建設(shè)上通力合作、互相支撐，把第一批光熱示范項(xiàng)目做實(shí)、做好，從而帶動(dòng)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(shí)代終將到來。官景棟打了個(gè)形象的比方：“如果把新能源比成是一個(gè)皇冠，那么光熱發(fā)電就是皇冠上的明珠，這個(gè)明珠就在天津，在我們中國人手中。”
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