太阳能不只是光伏!说说光热发电的利与弊

9月30日,国家能源局公布的《关于组织太阳能热发电示范项目的通知》,要求10月底须完成示范项目向国家能源局层面的上 报。这一重磅利好消息,意味着我国光热发电示范项目的开发将进入实质阶段,中国光热发电市场也将迎来首次爆发。

槽式光热发电图

相比光伏发电,光热发电拥有一系列独特的优势。[1]

优势一:光热发电是一种高品质的清洁电力,采用成熟的储热技术后可以实现全天24小时稳定持续供电, 相对于风电和光伏不稳定不可调的缺陷,光热发电对电网更友好;

优势二:在光热发电产业链中基本不会出现光伏电池板生产过程中的高耗能、高污染等问题,是真正的环 保绿色清洁能源;

优势三:光热发电的产业经济带动力强,其产业链辐射范围涉及玻璃、钢铁、化工、机械等多个国民经济 的重点产业领域,特别是对我国目前已经存在严重产能过剩问题的玻璃和钢铁产业有极强的带动作用,光热产业发展带来的就业人数增 加和经济贡献值要远远高于光伏。

塔式光热发电图

然而,相比更为简单和成熟的光伏发电技术,光热发电产业化目前存在诸多难题:[2]

1、初投资高

目前光热发电的建设成本过高,相比普通光伏电站的建设成本要高出3到5倍。比如每瓦的光伏电站建设成本是9元,光热电站 在30元左右。

2、技术不够成熟

光热发电技术并不是十分成熟,现有的槽式、碟式斯特林、塔式、菲涅尔等四种技术中,碟式、菲涅尔的使用者并不多,项目 规模也小,不太符合国家能源局要求的50兆瓦规模要求,塔式和槽式相对更好。
槽式技术存在效率低、电站建成后发电量少的问题。从结构上看,该技术由于其吸热管比较长,导致热损失较高。
塔式技术相对来说较新,它是将太阳光聚合在更多的镜面上,再反射到一个塔上,发电效率更高,但控制、集热及储热等技术 细节也较复杂,其介质为熔融盐,要保持一定温度,且维持24小时运转不能出错,对技术要求更高。

3、气候及地域限制严格

光热发电不同于光伏,需要直射光,在阴雨天完全不能发电,国家能源局给定的条件是直射辐射(DNI)量> 1600 kWh/( ㎡·年),约合> 4.4 kWh/(㎡·day),如下图橙黄色及红色区域。

NREL给出的中国直射辐照(DNI)分布图

专业人士分析指出,从经济性上考虑,光热发电只适合在西部和北部等太阳能资源丰富、空气能见度较好(空气中若含有大量 灰尘,会阻挡直射光,降低发电效率)的区域,如西藏、青海、内蒙、新疆、宁夏、河北北部、山西北部等地,在东部地区则不能像光 伏那样发展光热发电。

参考资料:
[1] 和讯网:光热发电具优势 发展之路却艰辛
[2] 搜狐财经:光热发电遭资本热炒 产业化尚存拦路虎

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