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张建城:太阳能光热发电技术解析与选择

2012-11-18 22:54| 发布者: bsssq| 查看: 1619| 评论: 0|来自: 世纪新能源网

摘要: 2012年4月14日,由中海阳新能源电力股份有限公司承办的第六届中国新能源国际高峰论坛——光热发电分论坛在北京国家会议中心隆重举行。中金盛唐新能源科技有限公司首席顾问张建城老师介绍一种新的热发电的模式,并且 ...
2012年4月14日,由中海阳新能源电力股份有限公司承办的第六届中国新能源国际高峰论坛——光热发电分论坛在北京国家会议中心隆重举行。中金盛唐新能源科技有限公司首席顾问张建城老师介绍一种新的热发电的模式,并且给企业家一些未来发展热发电的一个非常好的建议。以下是世纪新能源网&PVMate现场实录。



中金盛唐新能源科技有限公司首席顾问张建城

张建城:十分感谢薛总第二次邀请我来这个会议,跟大家共同交流。今天我想跟大家交流这么一个情况,就是说现在我们的热发电发展很快,并不像我们光伏一样,说它发展很快,我们光热发电就停留在一个水平上,并不是这样的。我们光热发电它的发展速度,特别是我在介绍当中了解到,这次我们的工商联邀请我写一篇文章,这里头我专门做了一些分析,现在全世界实际上截止到2011年底已经发行运行的光热电站是1700多兆瓦,这个是比较准确的。所以我在文章的后面专门列出来所有的电站运行电站,这个是我跟国外的网站核实以后得出的结论。

我们国家现在面临一个很大的问题,很多同志包括业内的一些新闻媒体都在问我,究竟光热电站怎么样,前途怎么样。这个事情来说,刚才我们姚博士把它的优点都跟大家介绍了,现在面临的最大的问题是什么呢?我想可能我们业界的人都感受到一种压力,不知道薛总有没有感受到这种压力。光伏发电在近几个月发生了逆转,我们现在最近招标的电站,最低的电价已经到了4块多钱一瓦,这样的电站意味着什么呢?他的投资成本大体上跟我们煤电的成本十分接近,而且跟我们的风电也已经很接近了,因为风电大体投资现在核算大概的是每千瓦是3800—4500之间。而现在光伏的投资成本下降非常快,所以光热发电就面临着一个,我们不能回避也不能否认,我们必须承认,光热发电现在的成本要想降到光伏发电这么低,目前在技术上还不可行,还做不到,我的讲话不知道我们业内人士能不能赞同。

今天我想给大家介绍一下什么情况呢?就是借这个机会我介绍一个新的情况。就是说我们的技术有很多种,看看我们怎么样来发展热发电。特别是在我们中国有一个特殊情况,我们的运营商是国企,而我们的装备制造企业,目前我了解的情况、汇总的情况大多是民企,有志于发展光热发电的一些民营企业家,像薛总这样的。但是他们招投标对于我们来讲是一个很大的问题,包括最近中广核搞了一个小型的试验装置,几十只管子,就几百平米,招标把价格压得非常高,当然我们不反对压价,但是压价要合理。民营企业怎么样突破,是不是一定要走这条路子?跟电投去合作,我看也未必。

所以我今天我把我了解的一些情况跟大家分享一下,主要来说就是今天介绍一下槽式,因为我主要进行的是槽式热发电的研究,所以我主要讲讲槽式的热发电。

槽式发电可以有多种动力模式选择,刚才姚博士讲了,我们在这里头来说,可以看到它主要的分类,我们说的多模式是针对动力模式讲的。

槽式发电,它和蒸汽朗肯循环热发电和燃煤发电,他们是除了热源获取方式不同以外,后面的发电基本上都是几乎完全相同的。现在来说,我们想就是说,朗肯循环在目前来讲,实现的方式有几种,第一个来说是导流换热,熔点储热,这是我们现在可以说大家比较认可的公认的一种商业化技术路线。因为这个占的比重比较大,现在在运行电站的95%以上,基本上都是这种模式。也可以这么讲,就是他现在是唯一的经过实际考验,证明可以实现工业化发电,可以实现商业盈利的这么一个电站。但是有的电站现在我们还不敢说,其他的技术现在还有的并不是很实际,比如说PS120,西班牙的,还有PS20,他现在商业上还不是盈利的电站,他还是依靠补贴比较大,这个是属于朗肯循环的。

第二个就是熔盐换热储热技术,就是工质量不采用。刚才我们讲的就是用的导流的,现在来说,这个新的方式在槽式里面应用,这个就是用的熔盐,但是熔盐的风险很大,因为熔盐的结晶点是200多度,这个最高的是功耗温度是在560度左右,所以这样来说就有一个新的问题了,就是一旦结晶、凝固,整个的系统就要报废,整个系统来说就要瘫痪。所以必须和化石能源进行互补。比如说Torresol这个公司,他们后面是一个燃气电站,他进行互补,就用熔盐做流体,跟我们刚才讲的塔式电站用熔盐直接做流体。

另外就是一种新的技术,这个技术也是最古老的技术,刚才我们讲了,100多年前我们采取的技术就是这个技术,就是DSG技术,直接蒸体技术。这个技术来说,实际上是最古老,但是又是大家最期望的。因为我们把这个熔盐或者把这个导热油体,特别是现在的导热油淘汰掉以后,成本可以节约很大的一块,涉及到换热,涉及到导热油的运行。因为导热油我们知道,现在50兆瓦的电站大概需要3000多吨导热油,而导热油并不是像我们大家通常理解的是用油,实际上它不完全是用油,它是一种苯类的醚化物,所以说它也很危险,温度过高以后还容易燃烧,对于环境也有污染,如果我们真正都采用这个直接蒸汽来发电的话,那么它的成本也许降下来了,再一个从环境来讲也比较友好。

这是德国航天中心做的一个DSG试验,这是去年3月份试运行的。目前来说亚洲第一个太阳能电站已经投产了,但是我们没有想到,投产的亚洲的第一个电站居然是DSG技术,由德国开发的,集热管也是德国的,这个来说是比较具有里程碑意义的,所以我讲来说,大家有些技术不是不可能实现,已经实现了。所以这样来说它的成本可以降低很多,所以我们可以说有一个将来在我们这个其他化石能源竞争过程当中可能提供一个新的技术路线。

这是泰国的,总投资是9亿泰铢,合2000多万人民币。这是我们简单介绍一下DSG技术它的优势。现在经过核算,大家公认建立50兆瓦,3SP这个产能同比费用大概减少15%左右,电力成本可以降低10%—3%。这个值通过PSA,西班牙的一个试验,他们做了试验以后推断出来的。

另外由于DSG技术允许有更高的工作温度,因此可以提高热转换效率大概是4%左右。这对于我们太阳能热发电来讲非常重要。同时降低了流体循环,也给换热部分减少了。

再一个就是我刚才说的,降低了环境的污染。上次龙博士跟我交换意见的时候他就讲,我问他你们在初期的时候遇到什么问题,他就讲,就是燃烧的问题。他说我们电站出现过导热油着了,着火,引起火灾。所以我们现在来说,DSG技术给我们展示了一个新的方向。

另外就是我们要注意就是混合技术,这个刚才已经介绍了,不再讲了。现在美国已经有了,跟煤电共混的,这个比较小,只做了8个类别。

另外就是燃气混合,这个电站比较大,这个是美国最大的一个燃气电站,规模最大的,1000多兆瓦,这个电站,我们国家现在还没有,最大的就是600多兆瓦,这一个电站就相当于我们两个电站。他就是加了一个菲涅尔式和槽式的。因为利用太阳能可以节约1.78亿美元的燃料费,就是燃气。

其他的技术包括热储能技术,目前来讲是两罐技术,一个冷罐一个热罐,热储能主要是采取的熔盐,这个因为我们北工大一直在这方面做研究,他们比较深入,我不再多讲。

现在来讲这个是两罐的,未来发展是向单罐发展,这也是一种趋势。

另外我说一个新的技术,当然也并不是一个新技术,但是这个是06年的时候,已经有1兆瓦的电站试验当中,就是利用有机的朗肯,是朗肯技术的派生技术,因为它的工质改变了,我去我们说朗肯技术,有机朗肯技术效率比较低,过去也就是不超过20%,10%几,但是目前来说,这个有了比较大的突破,我们讲现在很多的技术都在突破,这个技术最早形成是在地热上面的,我们现在地热发电我们国家一直还没有用过这个技术。地热发电现在美国和特别一些地热资源比较发达的地区,他们目前的效率已经达到了25%,就是它的效率非常可观,这是他的一个原理图,原理图就是前面我是加储热,进行换热以后,后面就是朗肯,跟谁结合呢?跟地热结合。这是美国1兆瓦的有机朗肯的一个试验电站,这是他的一个技术规范,我就不介绍了。因为这个电站是2006年完工,这个机组是以色列的一家公司的,但是现在来说我们国家涉及到发展的问题就是基础问题,但是美国现在发展非常快,现在小型的已经出来了。这个就是用在太阳能上的,而且现在哈佛大学的价格学生在欧洲进行援建,搞了这么一个太阳能电站。

这是正在销售的一个50千瓦的,这是利用双螺杆重力技术做的,完整的一个发电机,只要给热源进去,就可以有50千瓦的电力出来,太阳能利用它,特别是槽式利用它的话非常好用。

另外就是稍微大一点的,就是现在美国的一个企业,他现在已经是250千瓦的出来有机朗肯的热重力发电机组。这个机组的涡轮跟我们通常见到的涡轮不太一样,但是它的效率能够达到25%,这个效率很好。总的效率不低于12%,就是他们的光热效率一直到发电下来以后,他们核算是不低于12%,现在正在推销他的技术和设备。

这是我刚才说的,我们的UTC这个公司的一个产品,我跟UTC联系过,我说能不能在一万块钱以下一千瓦给我这个机组,但是实际谈的是高于一万,太贵了不能接受,但是技术很好,UTC的技术还是很好的。所以我们希望就是说,如果能够有机会能不能在中国做一个试验电站,让人们了解更多的太阳能热发电技术。

这个是带空冷的,250千瓦直接空冷,一体化控制技术。所以这样的话便于运输,我要是用的话,那么来说就是模块化,很简单了。但是这个技术现在来说,比以前有了很大的进步,尽管这五年,从06年开始到现在6年了,它的发展非常快,所以我们关注一些新的技术发展。

另外一个就是槽式太阳能的重力斯特林技术,很多同志都不知道,很多我们的同仁并不了解这项技术。为什么来说呢?因为现在这个斯特林技术SES这个破产之后,人们都怀疑他的技术,实际上他的技术还真是值得怀疑。这是波音公司最早的一个槽式斯特林发电技术的一个方案,这是他的专利。看起来很简单,这个专利很早了,这是大概90年代,上世纪90年代提出来的,到现在一直没有实现。但是最近这个技术由于新的斯特林技术的出现,有不同的变化。比如说举个例子,现在一个是线性斯特林发电机,我跟中科院的交换意见,他们也想搞这个线性斯特林机,他们现在还搞四杠式的,但是不行。那个时候双杆式的斯特林机使用,是在家庭燃气炉上。就是我们现在北京市有很多的燃气炉,一户一个燃气炉,冬天取暖,就用的燃气炉,把它组合在燃气炉里面,它的工况温度是200—350度就能够启动,发电功率是1000瓦,满足一个家庭需要。

这个是现在目前利用小型式整机,进行家庭用的一个槽式的热发电的一个技术方案,这个现在这个公司正在推销他的整个产品,这是他们做的一个试验。

为什么要把这个槽式聚光和斯特林机发电结合起来?我们都知道斯特林机有它的优势,第一是它的效率高,低的都是在20%以上,另外一个斯特林发电不用水。包括刚才我们说的一些朗肯,也可以不用水,所以这个跟朗肯循环有很大的区别,不用水以后,就是冷却的方式可以多种多样。另外,可以和各种能源进行互补,比如说跟生物质能互补,跟其他的能源进行互补,做到全全天候发电,这是我们很关注的一个事情。比如我们现在降低成本,太阳能发电时数太少,比如说光伏好的1800,再好一点的2000,但是实际运行发不到这么多,实际上运行时间很少。为什么现在刚才我们看到的介绍的,他那个电站他说比较好,因为他连续24小时运行以后,他就可以做到整个的运行时间自己控制,达到6500小时连运行。6500小时是什么概念?就是我们现在核电的概念,最大的强度是7000小时,我们的燃煤电站现在大的机组不超过三个亿小时,小机组在4000小时左右,这样来说,为什么说成本低,很大程度上就是我们太阳能发电能不能发电时数上去,很多是关注效率,但是没有关注发电时数,这很重要。

我们要搞一些比如说有机朗肯,一些及光装置,我们可以搞一些小型的,这是国外的一些小型的,它的节热温度可以达到230度,适合有机朗肯发电,还有WDD,就是我们说的海水淡化。

这是在夏威夷一个公司的10兆瓦的槽式的菲涅尔发电的电站实际上他做的是2兆瓦,这个是一个小型的试验机组。

我现在讲的就是太阳能发电技术确实具有无可比拟的优势,创新空间非常大。我们国家不仅要关注现在成熟的技术,还要看到国外在这项技术上在不断的发展,而且发展速度很快,有些甚至是我理解的比较奇思怪想的,但是往往奇思怪想可能有技术上的突破。

我为什么要讲多模式,我这里讲一个观点,我们国家现在有一个绿色能源线计划,但是绿色能源线计划里面现在我看到的主要是指生物质,我问了问他们的计划制定的一些人,他说这个绿色能源线其实包括太阳能,包括光伏、也包括热发电,但是这一点从技术上来讲,一直没有被这些绿色能源的技术选项应用,所以这是一个问题。因为现在我们绿色能源,只要获得批准的是财政补贴大概是8000万,一个项目8000万。如果太阳能热发电结合起来,我们就可以来说利用8000万,要求的电站并不大就几千瓦,能不能让我们的电站建设走一走微化、小型化,这个技术,其实我们不仅要关注大型电站的建设,而且还要关注像小型电站的建设。我们把正规军的正面作战让给主力军,让给五大电头去,我们的民营企业可不可以发展小型的,进入绿色能源线?如果能够进入绿色能源线这个项目,我想我们的太阳能热发电可能会有找到新的突破点,这也是我今天为什么介绍多模式槽式热发电技术的初衷,我就想跟大家讲,太阳能热发电有很多的技术,种类有很多,但是仅槽式一项又有很多种,所以我们在这里头,要关注一下技术发展方向和我们技术创新的方向,我们可以根据我们国家的实际情况,不仅搞大型的,同时也要搞中型的。这样来说,可能对于我们这个项目和事业发展,会起到很大的推动作用。

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