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目  录 

■中企阿根廷建南美首个光热电站项目

■光热发电新型传热介质的研发

■国际领先开发商竞逐光热发电储热技术应

态金属 ■以色列 AORA 创新分布式塔式光热发电技 术 ■汇银真空集热管通过 S2M 的产品性能测试 ■华能 1.5MWTH 菲涅尔光热燃气联合循环示 范电站参数

用 ■印度 500MW 太阳能光热电站开发计划遇挫 ■巴西将建光热示范电站 加快技术研发和 示范进程 ■澳大利亚 SOLAR DAWN 光热电站项目或将流 产 ■光热发电集热管市场格局生变 肖特或将 印度设厂 ■利好及利害消息传出 沙漠科技计划不确 定性增加 ■德国光热发电:退出者及坚守者 ■西班牙可变几何太阳能光热发电实验平台 完成建设

150MW 光热电站项目开工建设 ■世界最大的 IVANPAH 光热电站项目已完工 2/3 ■华能海南 1.5MW 菲涅尔光热发电示范项目 投运 ■甘肃金塔 50MW 光热发电项目或将于明年 春天开工建设 ■摩洛哥瓦尔扎扎特 160MW 光热电站加速向 前推进 ■以色列 ASHELIM 塔式光热电站揭标 中标电 价约 1.26 元/KWH ■CROSSROADS 太阳能热发电项目获得土地特 许使用证

熔盐与液

■熔融盐传热蓄热技术产业化将推进光热发

电商业化进程 ■碟式热发电破局 瑞典斯特林机厂商赌定 中国市场 ■国能阳光:一个民营光热发电企业的生存 范本

■南非总计

■技术及应用:光伏和光热发电的对比分析 ■光热发电和光伏的平准化电力成本竞争路 线

电话:010-56190686 投稿:crystal@cspplaza.com 更多相关信息请关注 CSPPLAZA 光热 发电网杂志栏目■

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表出席。

中企阿根廷建南美首个光热电 站项目 □ 文丨本网记者 Robin 据阿根廷北部萨尔塔省(Salta)政府发布 的消息,阿根廷将成为南美洲首个建设光热电 站的国家。而这次,中国的一家并不为业内熟 知的企业出现在了该项目的合约方中。

规划中的电站位于 San Carlos 村北部 7 千米 的 Valles Calchaquies,总占地 70 公顷(0.7 平方 公里),预计建设期为 18 个月。 CSPPLAZA 记者就此采访了中京新能源有 限公司董事长窦秀萍,她在接受采访时表示:“该 项目事实上自 4 年之前就已经开始和阿根廷方 面进行接触,经过较长时间的前期谈判、合作 方的选定、可研报告的审批等流程,项目已于 近日正式签约,这预示着该项目即将正式动工 建设。” 她还表示:“该项目产出的部分电力还将出 口至智利。为确保项目的技术水平,我们已经 与西班牙的三家光热发电企业达成了合作,共 同对该电站进行设计和开发。”但她并未透露是 哪几家西班牙公司。 据窦秀萍介绍,在该电站的投资构成上, 中京新能源有限公司持有该电站 25%的股权, 哈尔滨汽轮机厂将为该电站供应蒸汽轮机设备 并提供电站的 EPC 服务。电站将配置不低于 3 小时的储热系统。

Salta 省政府在其官方网站上发表消息称: 已经于近日签约建设一个 20MW 的槽式光热电 站项目,并将配置储热系统,项目总投资预计 达 1 亿美元。该电站将由阿根廷的 SolarNoa 公 司和中国黑龙江省中京新能源公司和哈尔滨汽 轮机厂联合开发。项目资金主要来自于欧洲和 中国企业以及当地政府的多方出资。 SolarNoa 公司高管称:“经过两年半的考察, 我们决定选择中京新能源公司和哈尔滨汽轮机 厂作为合作伙伴。” Salta 省环境和可持续生产部部长 Alfredo De Angelis 主持了当天的签约仪式,中国中京新 能源董事长窦秀萍,中国西部开发促进会会长 张剑鸿、哈尔滨汽轮机厂代表等共 13 名中国代

CSPPLAZA 记者就此向哈汽相关负责人求 证,对方明确,哈汽在此项目中将负责该电站 的总包。 对于一个大规模槽式光热电站来讲,其系 统集成十分复杂,难度较大,而哈汽在大规模 光热电站的 EPC 方面并无实际开发经验。但对 此,哈汽方面信心满满,称完全有能力完成该 电站的总包服务。 这是中国光热发电企业第一次走出国门, 在海外投资建设大型太阳能光热电站项目,该 项目预计建设周期为 18 个月,一旦投运,将成 为中国光热发电产业界的一大标志性事件。 [返回]


国际领先开发商竞逐光热发

与此同时,SolarReserve 的 Crescent Dunes (新月沙丘)光热电站目前还在紧张建设中,

电储热技术应用

SolarReserve 近期又与太平洋燃气电力公司达 成 25 年的 PPA 购电协议,将在南加州建设

□ 文丨本网记者 Robin

150MW 的 Rice 光热电站项目。其宣称采用其先 进的储热技术可以实现全天 24 小时持续发电。

储热技术的应用一方面可以降低度电成 本,同时还可以使光热电站实现可持续发电,

110MW 的新月沙丘光热电站就配置了长达 10 小时的储热系统。

满足电网的要求和终端的用电需求。当前,国 际领先的太阳能光热电站开发商正在储热技术 的应用方面展开竞逐。

对于储热技术的应用方案,SolarReserve 首席执行官 Kevin Smith 曾公开表示:“阿本戈 的槽式技术采用储热系统无法达到更高的运行

槽式光热发电储热技术目前已有较为成熟 的应用,全球多个槽式电站均采用了熔盐储热

温度,塔式技术则可以实现更高的运行温度, 这将有效提升电站的系统效率。”

解决方案。而塔式光热发电储热技术的商业化 应用目前还较少,但西班牙的 Gemasolar 电站

Smith 据此认为槽式技术并非塔式技术的

成功实现 24 小时持续发电为塔式储热技术的应

竞争对手,他认为,SolarReserve 的直接竞争对

用奠下里程碑。

手是 BrightSource,同时他坚信其来自于普惠洛 克达(Pratt & Whitney Rocketdyne)公司的储

BrightSource 能源公司 10 月 25 日获得加

热技术更加先进。BrightSource 的储热技术还未

州公共事业委员会(CPUC)全体成员一致表决

有成熟的应用,而 SolarReserve 配置大容量储

通过了其与南加州爱迪生电力公司就 Rio Mesa

热系统的新月沙丘光热电站明年即将投运。

和 Sonoran 光热发电项目签订的 PPA 购电协议。 该公司宣称将在 Rio Mesa 光热电站项目中采用

BrightSource 的塔式热发电技术由于采用

其下一代发电技术,规划于 2015 年建成投运;

直接水工质发电,储热问题一直是个难点。该

在 Sonoran 光热发电项目中采用其储热技术,

公司给出的解决方案是利用高温蒸汽加热熔盐

配置 2 小时储热,规划于 2016 年建成。”

进行储热。SolarReserve 则采用较为常见的熔盐 直接传热储热技术方案。而已经成功运行的

西班牙的阿本戈(Abengoa)集团 11 月 7 日则宣布,其已开始在南非建设 50MW 的 Khi

Gemasolar 电站的技术路线即与 SolarReserve 一样。

Solar One 塔式光热发电项目和 100MW 的 KaXu Solar One 槽式光热发电项目。这两个电站是南

对于 BrightSource 的储热技术方案,Smith

非首批光热电站项目。其中 Khi Solar One 将配

的种种言行表示“这让他难以理解”。事实好像也

置 2 小时储热,KaXu Solar One 将配置 3 小时

确实显得 BrightSource 有些底气不足,在一些

储热。

公开的场合,当谈论到这 2 种技术方案的优缺 点时,BrightSource 往往显得有点不太愿意就此


讨论过多,而 SolarReserve 的 Smith 则经常毫 不客气地指出:“用蒸汽来加热熔盐进行储热完 全是一种错误的做法,我们只能用太阳光来加 热熔盐,蒸汽加热熔盐明显是不具备经济可行 性的一种低效率方案,蒸汽加热熔盐后再返回 被加热为蒸汽?我难以理解你们为何要这样 做!” 对 于 BrightSource 的 储 热 技 术 方 案 , BrightSource 一直以来也未公开对此种技术方 案进行相关介绍,在其正在开发和规划开发的 太阳能热发电项目中,配置储热的时长也很小。 采用直接水工质发电固然有其优点,但储热问 题的解决也确实是其缺陷,至少在现在,还没 有成功的案例可以证明 BrightSource 的储热技 术方案是可行的,无论是在实际运行效果和经 济可行性方面,都有待下一步的验证。 [返回]

印度 500MW 太 阳能光热电 站开发计划遇挫 □ 文丨本网记者 Crystal

Kapoor 解释称:“项目开发商已经被迫申 请延迟了 5 个项目的投运日期,总装机约 320MW, 开发商宣称其主要原因是他们不能够及时从两 家美国供应商那里买到传热介质。”相关公司 也补充解释称,在光热电站的建设地,较高的 灰尘等级也影响了施工进度,灰尘对太阳光造 成了严重的散射,降低了太阳直接辐照强度 (DNI),使光热电站热量接收器无法达到运行 的温度需求。 项目的延迟对 GE、西门子等蒸汽轮机已定 供应商也造成了一定打击,西门子发言人 Torsten Wolf 和 GE 印度公司代表均拒绝对此置 评。 澳大利亚可再生能源机构 ARENA 日前表示 将不会为 Solar Dawn 光热发电项目提供任何资 金支持,这使该项目的最终融资梦想破灭,阿 海珐太阳能已经无奈终止了这一 250MW 的大型 光热电站项目。在印度,Areva 的项目也遇到了 一些难题。信实电力和阿海珐合作建设的位于 拉贾斯坦邦的 100MW 菲涅尔光热电站项目未能 按计划获得传热介质,导致项目将延期投运。 Godawari 绿色能源 50MW 槽式光热电站项目 方 Godawari 公司期望在获得传热介质供应后尽 可能在规定的投运日期内完成项目建设。而 KVK Energy 的 100MW 槽式电站项目目前还未取得实 质性进展。

印度投资超 14 亿美元的 500MW 太阳能光热 电站开发计划将无法按计划规定的日期完成投 运,从目前的情况来看,一半左右的光热发电 项目将被迫延期,甚至有部分项目将可能终止。

Kapoor 说,“政府还未决定是否将对未能 如期完成项目的项目方进行处罚,我们不希望 看到项目延期的结果,我们希望这些项目都能 按时投运。”

“印度尼赫鲁国家太阳能计划(JNNSM)第 一阶段规划的 500MW 光热电站项目按原定规划 应于 2013 年 5 月底之前投运,目前来看,最多 有三分之一的产能(约 170MW)可以实现这一目 标。”印度新能源和可再生能源部联合秘书 Tarun Kapoor 日前在新德里举办的一次新闻发 布会上表示。

20MW 的 Aurum 菲涅尔光热电站项目方没有 对是否将延期这一问题发表意见,印度 Lanco Infratech 公司总承包了印度七大光热电站项 目招标中的两个 100MW 的槽式电站,其未对这 两个项目的延期作出回应。 “太阳能光热电站的工程量很大,系统集 成难度也较大,特别是在较为恶劣的环境条件


下进行建设更增加了建设难度,即便是拥有丰 富 CSP 电站建设经验的公司也不能保证每一次 都能完美完成建设任务。”彭博新能源财经太 阳能首席分析师 Jenny Chase 如是表示,“这 种延迟不必大惊小怪”。印度本身没有开发大 规模光热电站的成功经验,初期遇到一些问题 是很正常的。 CSPPLAZA 研究中心分析师 Robin 对此分析 称:“排除一些客观因素,主观上自身能力不 足是其项目延期的一大原因。印度 JNNSM 第一 阶段光热电站项目的 EPC 厂商多为印度本地厂 商,其并没有大规模光热电站的 EPC 经验,而 光热电站的 EPC 是一项十分复杂的系统工程, 这需要在实际建设过程中逐步积累经验,印度 的相关厂商显然还没有完全具备成熟的 EPC 能 力。” “另外,印度自 2010 年起开始实施 JNNSM, 到 2013 年 5 月即要求所有的太阳能发电项目投 运,光伏可以做到,但 CSP 项目很难。即便在 成熟的西班牙和美国市场,一个 50MW 的光热电 站的建设期也需要一年半的时间,在印度各方 面如太阳能 DNI 值的测定不够准确、融资环境 较差的条件下进行建设,项目方需要更多的时 间进行准备和建设。”Robin 表示。

共同建设巴西首个 1MWe 的光热发电示范电站。 MCTI 表示将对光热发电技术加大研发支持力 度。 还有一些巴西公司也对光热发电技术产生 了浓厚兴趣,巴西石油公司已经提交了初始的 研究经费申请,以建设一个 3MWe 的塔式光热电 站。地方能源公司 CHESF 也正计划建设一个商 业化规模的光热电站。 [返回]

澳大利亚 Solar Dawn 光热电 站项目或将流产 □文丨本网记者 Jason 此前,澳大利亚最大的太阳能发电项目 Solar Dawn 菲涅尔式光热发电项目自在规定期 限内融资失败后,又遭遇澳大利亚昆士兰州政 府撤资 7500 万美元的挫折,相关方把最后的希 望寄托于澳大利亚新成立的澳大利亚可再生能 源机构 ARENA,但 ARENA 日前却表示将不会为 Solar Dawn 光热发电项目提供任何资金支持,

印度的光热电站开发无疑还需要较长的一 段路要走。 [返回]

这一希望也最终破灭,这或许将使该项目彻底 流产。 ARENA11 月 12 日对外宣布了 2012~2015 年

巴西将建光热示范电站 加快 技术研发和示范进程

项目资金支持计划,该计划同时大幅削减了对 大规模光伏电站的支持。 Solar Dawn 光热电站规划总装机 250MW, 总投资 12 亿美元,分析人士表示,ARENA 拒绝

□ 文丨本网记者张涵

为该项目提供融资支持在意料之中,这主要是 由于该项目的投资太大,而且是世界上首个采

伴随太阳能热发电技术的日益成熟和应 用,其正吸引越来越多国家关注的目光,巴西 就是其中之一。11 月 13 日,巴西科学技术和创 新 部 ( MCTI ) 与 巴 西 国 家 能 源 控 股 公 司 Eletrobras 下属的研究机构 CEPEL 签署合约,

用菲涅尔光热发电技术建设的超大规模电站, 存在较大不确定性。 Solar Dawn 光热电站原计划由阿海珐太阳 能负责开发,AREVA 在澳大利亚昆士兰目前正在


为 750MW 的 Kogan Creek 燃煤电厂建设一个 44MW 的菲涅尔光热发电补燃项目。

为进一步增加产能,Schott 太阳能新上任 的总经理 Patrick Markschläger 表示,“近期,

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公司将在保证现有产能供应充足的情况下,选 择适度地产能扩张。”

光热发电集热管市场格局生变 当前的市场环境下,产能扩张最明智的做

肖特或将印度设厂

法不是把生产基地建于德国抑或西班牙,而是 选择更重要和更具发展潜力的光热发电市场进 □文丨本网记者 Jason

行本土化制造。而当下,全球最具潜力的市场 空间显然已经不在西班牙和美国,而在于对新

伴随西门子退出光热发电业务,全球光热 发电真空集热管的市场格局正在悄然发生变 化,肖特和西门子二分天下的格局正在改变。 当下,肖特太阳能正抓住时机,着力拓展 其光热发电业务的全球布局,Schott 太阳能新 任总经理日前对媒体表示:肖特其正考虑在印 度建设一个高温真空集热管的光热发电设备生

兴光热发电市场的争夺。肖特显然早已意识到 了这一点,在中东、北非、南非、中国、印度 等地,肖特正在加快其市场拓展步伐。 目前,在阿联酋的 100MW 的 Shams 1 光热 发电站、印度的 Godawari 绿色能源 50MW 槽式 电站,都已经选择了肖特的集热管产品。这对 肖特在新兴市场的扩张意义重大。

产基地。 Markschläger 表示:“长远来看,如果印 槽式光热发电技术目前依然是全球新部署 的光热电站选择应用最多的 CSP 技术,这预示 着未来 CSP 市场对高温真空集热管的需求将继

度市场的发展达到公司的预期,特别是印度光 热发电的本土需求保持较大的市场容量,我们 很可能将选择印度作为新的产品生产基地。”

续维持高位。 事实上,Schott 太阳能目前已经在印度建 市场相对看好,引入的是越来越多的竞争

立了一个集热管玻璃外管的生产制造基地。

者,此前,肖特和西门子在槽式光热发电高温 真空集热管市场一直以来处于双寡头垄断地

国际可再生能源署的研究显示,在一个

位。而如今,西门的退出并不意味着肖特可以

50MW 的配置 7.5 小时储热系统的槽式光热电站

安枕无忧,如中国汇银等公司的集热管生产技

项目中,高温真空集热管的总需求量约 1.5 万

术日渐成熟,他们正开始逐渐蚕食这一市场,

~2 万只,投资约占项目初始投资成本的 7%。

这似乎引起了肖特的警觉。虽然在可以预见的 未来,西门子的退出意味着肖特至少在一段时 期内仍将统治集热管市场。

Markschläger 对塔式光热发电技术的未来 发展比较乐观,他认为塔式技术将在未来成为 槽式技术的有力竞争者,其将在光热发电大家

肖特目前的高温真空集热管产品线有三 条,一条在德国,另外两条都在西班牙,总的

庭中占据相当的应用比例,但他认为这一比例 不会超过 50%。

年产能达 600MW(超 20 万只集热管)。其集热 管产品也正经历着新一代的产品升级,第四代 集热管已经开始生产。

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利好及利害消息传出 沙漠科 技计划不确定性增加

□ 文丨本网记者 Robin 沙漠科技(Desertec)计划自 2009 年宣布 以来,这个庞大的可再生能源发电计划至今依 然处于海市蜃楼般的幻像之中。最近,西门子 退出、西班牙拖延计划等为 Desertec 计划的实 施蒙上了一层阴影,中国国家电网的可能参与 成为了该计划最近不多的利好消息之一。 最新的动态 沙漠科技产业行动计划组织 DII 于 2012 年 11 月 7 日到 9 日在德国柏林组织召开了第三届 沙漠能源大会。来自 16 个参与国的 57 个合作 方期望就在摩洛哥建设 500MW 的太阳能发电 项目上签署协议,但主要参与国西班牙却未能 同意该项目的细节,致使该计划继续延期。DII 规划在摩洛哥先期建设 500MW 太阳能电站,以 为 Desertec 计划的下一步实施奠定参考基础。 但西班牙的延迟使第一个拟定项目的不确定性 增加。

其项目进展较为顺利,第一大项目瓦尔扎扎特 160MW 光热电站的中标方已于 9 月份公布,项 目即将进入实施阶段。 另外,德国西门子自剥离太阳能业务之后, 已表示到今年年底将退出沙漠产业行动计划组 织(Dii)。Dii 成立于 2009 年,其目的是为加快 Desertec 计划的实施。西门子为 Dii 的发起人之 一。虽然西门子表示将继续支持“Dii 的愿景”并 与之保持紧密联系,但其退出依然带来了不利 影响。 但最近也有好的消息传出:德国金融时报 日前援引 Desertec 一发言人的话称,“中国的国 家电网对 Desertec 计划表示了参与的兴趣,这 是世界上最大的电网运营商,她的参与将为此 项目带来巨大的投资。”但该消息目前尚未得到 国家电网的官方证实。 Desertec 项目计划投资 4000 亿欧元在北非 撒哈拉沙漠建造人类有史以来最大规模的太阳 能发电项目,并通过建设一个横跨多个国家的 超级电网将其产生的绿色电力输送至欧洲,满 足欧洲地区 15%的电力需求。 Desertec 计划面临的主要问题 能源掠夺论:非洲太阳能行业专家丹尼 尔·阿尤克·姆比·埃贝曾经指出:“沙漠科技”计划 带有新殖民主义色彩的论调。他说:“很多人怀 疑,这是一种新形式的能源掠夺。”非洲地区不 少人都持有此观点。该计划若要顺利实施,电 力主产地的民众抵制情绪也是需要考虑的问题 之一。 投资及利益:该计划投资额巨大,利益方 牵涉过多,各方目前显然并未就利益问题达成 绝对共识。

而摩洛哥方面此前已经规划争取在 2015 年 建成总发电能力为 500 兆瓦的太阳能发电站, 并计划到 2020 年完成 2GW 的太阳能发电装机, 但这是独立于 Desertec 计划之外的项目,目前

实际建设难题:在非州建设超级电网和建 设大规模的太阳能光热电站目前都还面临一些 实际建设上的难点,包括撒哈拉沙漠的缺水难 题如何解决,如果采用空冷技术,又势必进一


步增加投资成本。

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生产的产品没有市场。这一点西门子也意识到 了,可能这也是其剥离光热发电业务的一方面 原因。”由于政治上的因素,阿拉伯国家十分排 斥来自于以色列的产品和技术。

德国光热发电:退出者及坚守

但事实上,西门子虽然在工业和可再生能 源领域一直领先全球,其在光热发电市场一直 以来都并非一个重要的角色。

□ 文丨本网记者 Crystal

Brakmann 认为,“太阳千年从某方面来讲在 光热发电领域是一个相对有影响力的公司,但 很遗憾,由于受到来自中国的廉价光伏产品的 冲击,其未能继续运营下去。”Brakmann 说,“光 伏发电的价格持续下跌,致使光热发电产业目 前依然面临着巨大的困难和挑战,此前有段时 间光热发电的成本是光伏发电成本的一半左 右,但这一时期并未维持多久即宣告结束。这 是导致太阳千年破产的根本原因。”

太阳千年破产、西门子退出光热发电业 务……德国的光热发电领军者们相继倒下,而 这并不意味着德国的光热发电产业将陷入黑 夜,相关厂商正致力于证明德国的光热发电产 业依然将在全球占据领先地位。 在最辉煌的时候,德国宇航中心 DLR 在西 班牙 PSA 平台的建设中起到了开创性的作用。 同时,肖特(Schott)太阳能等厂商引领着光热 发电组件及设备制造业,项目开发商太阳千年 的电站业务从西班牙延伸至美国。 如 Schlaich Bergermann und Partner 和 Solarlite 这样的一些公司在积极创新相关技术, 同时,Novatec 最近也成功投运了全球最大的菲 涅尔光热电站-Puerto Errado 2 项目。 离开的德国厂商

太阳千年在美国有很多大的项目,当时已 投入了巨额资金,但当光伏产品的价格直线下 滑时,这些项目慢慢地陷入停滞,他们已经无 力完成这些项目。这直接导致了其破产。 太阳能千年的破产很大程度上可以说是其 运气不好,另外,还有一个很少被提及的原因 是大多数的美国之外的公司资产当时已经被德 国公司转移。

无奈的出局 坚守的德国公司

最近一年来,德国人看起来比较失意。太 阳千年 2011 年无奈破产,其大多数资产目前已 经被廉价处理,如 NextEra 能源和 BrightSource 这样的一些优秀公司将接手太阳千年未完成的 项目。 上个月,德国工业巨头西门子宣布退出光 热发电领域,其声称其于 2009 年耗资 4.18 亿美 元收购的 Solel 太阳能并未给其营收带来实际帮 助,反而亏损连连。 Brakmann 认为:“在光热发电市场较为集中 的阿拉伯国家,西门子采用以色列 Solel 的技术

合力求发展

在未来的新兴市场如中国、印度、拉丁美 洲、非洲、中东地区,一系列的光热电站招标 正在进行,而出现在竞标之列的德国公司却少 了一些,德国人似乎失去了在光热发电领域的 控制权。 但事实并非如此,德国其他的光热发电厂 商已经开始团结起来,蓄势待发,这个月,他 们正在筹备成立德意志 CSP 产业协会(Deutsche CSP)。这一组织的创办者包括 DLR 和肖特公司 的高级管理人员,目前已经有 35 名成员加入。 Deutsche CSP 发言人 Georg Brakmann 宣称,“我


们可以看到光热发电技术的发展潜力。”Georg Brakmann 放弃了 Fichtner 太阳能公司的总经理 职务,全心投入到 Deutsche CSP 的工作中来。 一些德国的光热发电公司确信:德国仍然 坚定不移地深深扎根于太阳能热发电领域。 德国目前依然拥有在光热发电领域占据领 先地位的厂商。例如,Schott 太阳能依然是光热 发电高温真空集热管的领先供应商,Fichtner 太 阳能依然是集成太阳能联合循环电站的领导 者,而 Flabeg 依然是反光镜的领先供应商。 在光热电站的工程建设领域,德国 Flagsol 及 Ferrostaal 公司居于领先地位。 Brakmann 说: “我们拥有光热发电全产业链的相关公司,涉及 项目开发、工程建设、组件及装备生产等”。 CIEMA(西班牙能源环境技术调研中心) 的 Eduardo Zarza Moya 博士说:“DLR 委派了 14 名研发人员在 PSA 工作。我们和他们保持着紧 密的联系,DLR 在光热发电领域作了大量的研 发,他们在 CSP 方面的投入比 CIEMA 更多。” 但 DLR 的 Dorothee Bürkle 却表示研发正在放 缓。 即便如此,观察者依然认为德国仍将在光 热发电领域占据至高地位,如彭博新能源财经 太阳能分析经理 Jenny Chase 就表示:“即便西 门子和太阳千年离开,德国公司依旧将在大规 模太阳能光热发电领域占据重要地位。”  [返回]

西班牙可变几何太阳能光热发 电实验平台完成建设 □文丨本网记者 Crystal 西班牙可再生能源先进技术中心(CTAER) 总裁 Valeriano Ruiz 日前宣布,可变几何太阳能 光热发电实验设施已经完成建设工作。

该实验装置的最大特点是将定日镜系统改 换为可移动定日镜,其特殊的镜场系统安装了 环形铁轨,可以保证定日镜可沿铁轨滑动变换 位置,集热塔顶部安装有旋转接收器,CTAER 宣称这种设计有更高的太阳能利用效率。初步 估算使用这种移动式定日镜场系统可使塔式光 热电站的年均集热效率提升 17%,在阳光晴朗 的月份,甚至可以提高 30%。 该实验平台位于阿尔梅里亚(西班牙南部 省份),与西班牙著名的 PSA 光热发电实验平 台相邻。目前正在进行相关调试工作,预计将 于 2013 年 1 月正式投运,了解更多请参阅本网 相关报道。 [返回]


的太阳能热发电项目,包括 Kaxu Solar One 槽 式电站和 Khi Solar One 塔式电站,均由西班牙 的 Abengoa 太阳能开发。Abengoa 已就上述两

南非总计 150MW光热电站项

大项目与南非国家电力公司 Eskom 签署了购电 协议。

目开工建设 □文丨本网记者 Robin 南非可再生能源电力独立计划(REIPPP)

上述协议签订后,Abengoa 集团 11 月 7 日 宣布,其已开始在南非建设 50MW 的 Khi Solar One 塔式光热发电项目和 100MW 的 KaXu Solar

第一阶段的项目已于 11 月 5 日与中标方签署合

One 槽式光热发电项目。这两个电站是南非首

同。第一阶段光热发电项目招标总计为 150MW

批光热电站项目。

图:从左至右分别为 KaXu Solar One、Khi Solar One、Bokpoort 项目

阿本戈此前与南非最大的工业发展集团

持股 29%,黑人经济授权计划(the Black

IDC 达成了合作,共同开发南非的可再生能源,

Economic Empowerment program)持股其余

以使南非逐步降低对煤炭等化石能源的过度依

20%。

赖。上述电站项目中,阿本戈持股 51%,IDC


Khi Solar One 和 KaXu Solar One 两大光热

项目。而其此前已经设定的目标是在 2012 到

发电项目分别位于北开普敦省靠近 Upington 和

2016 年期间完成 3725MW 的可再生能源发电装

Pofadder 的地区,两大项目建成后除了每年可

机量。

减排二氧化碳 498000 吨外,在建设期间平均每

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年还可以为当地创造 1400 个工作岗位,以及日 常运营期间的 70 个工作岗位。

阿本戈已经特别为南非两大项目开发了专 利技术以满足当地的建设需求,Khi Solar One 和 KaXu Solar One 均将采用领先的空冷技术以 降低对水的消耗,与采用水冷的光热电站相比, 其水资源消耗量将降低 2/3,Khi Solar One 将配 置 2 小时储热,KaXu Solar One 将配置 3 小时 储热,这将增加南非电网的电力调度能力,一 定程度上充当调峰电源,从而可以使南非电网 接纳更多不稳定的光伏和风电。

阿本戈太阳能目前全球范围内已装机投运 太阳能发电达 743MW,另有 910MW 正在建设 中,阿本戈太阳能公司也是世界上少有的同时 建设和运营槽式和塔式光热电站的开发商和系 统集成商。Khi Solar One 是阿本戈第三个商业 化的塔式光热电站,是其位于西班牙之外的第 一个塔式电站。

南非目前有三大光热电站项目,除了上述 两个之外还有南非可再生能源电力独立计划第 二轮项目中的 50MW 的 Bokpoort 槽式光热电站 项目,该项目预计将于 2013 年 3 月份之前完成 PPA 协议签署以及项目融资,随后开工建设。 Bokpoort 项目由沙特 ACWA 电力负责开发。 11 月 5 日,南非能源部长 Dipuo Peters 对 媒体宣称,南非可再生能源电力独立计划将在 2017 到 2020 年间另外完成 3200MW 的可再生 能源发电装机,其中将有 400MW 属于光热发电

世界最大的Ivanpah光热电站 项目已完工 2/3 □文丨本网记者 Crystal BrightSource 能源公司 11 月 2 日宣布,其 在建的 Ivanpah 光热电站项目目前总体已经完工 2/3,总计完成 117,000 套定日镜钢性支架和 77,000 套定日镜系统的安装工作。 BrightSource 在 10 月 30 日发布的一篇新闻 通讯中表示,“总计超过 2100 名工人在建设工地 同时工作。”项目正持续处于高峰建设阶段。


俯瞰 Ivanpah 光热电站(从前到后依次为 1-3 号电站,9

月份卫星照片) 目前,一号电站的光场系统已经完成安装, 开始进入调试。一号电站总计安装了约 50000 套支架和 50000 套定日镜系统。工作人员采取 BrightSource 的 SFINCS 光 场 综 合 控 制 系 统 (Solar Field Integrated Control System)对每一 块定日镜进行校正,该系统可以保证每块定日 镜的聚集精度达到最优。在一号电站的电力岛 建设方面,工人完成了锅炉管道的焊接,锅炉 外墙板的安装工作。同时,一号电站空冷设施 的安装也取得了重大进展。 在 2 号电站,主要的工作还是安装定日镜, 目前已经有超过 56000 套支架和 28000 套定日 镜系统完成安装。项目方每天可完成 500 套定 日镜系统的组装和安装工作。 在 3 号电站,超过 10000 套支架和较少的 定日镜系统已经完成安装。目前正在同时安装 电力岛和空冷设施。 另外,用于后期运营的行政办公大楼目前 已经建设完成,购电方南加州爱迪生电力公司 还为该项目拉了一条临时的 115KV 输电线路, 同时还将 Kern River 天然气输送管道的燃气接 入电站,以提供燃气辅助。

入运行。 该装置太阳能集热系统功率为 1.5MWth,可产生 400~450℃过热蒸汽,与华能 南山电厂的联合循环发电系统组成了我国第一 个太阳能光热与天然气发电的混合式发电系 统。与光伏发电相比,有效避开并网问题,且 发电效率、电力品质更高。

华能清洁能源技术研究院院长许世森介 绍,太阳能热发电是通过反射镜将太阳光聚焦 后产生的热量直接或间接加热给水,从而产生 蒸汽,通过汽轮发电机组向电网供电。得益于 拥有储热系统,年利用太阳能小时数比光伏发 电多 1/3,具有发电效率高、对电网损耗低、适 合大规模发电等特点。目前,太阳能热发电在 美国和欧洲已进入工程应用,���我国尚处在起 步阶段。

Ivanpah 光热电站明年建成投运后,将成为 美国乃至全球最大的商业化运营的塔式光热电 站。 [返回]

华能海南 1.5MW 菲涅尔光热 发电示范项目投运 □文丨本网记者 Jason 由华能集团自主研发的我国首套线聚焦直 接蒸汽式太阳能热发电装置 30 日在海南三亚投

与太阳能光伏发电相比,太阳能热发电具 有发电效率高、电力品质高、年运行时间长、 可实现热电联供、适合于大规模发电、比投资 低等特点,是利用太阳能发电的重要途径之一。 该技术在美国和欧洲已进入工程应用,我国在 此领域尚处在起步阶段。我国首套线聚焦直接 蒸汽式太阳能热发电装置是国家能源局和中国 华能集团的重点科技示范项目,由华能清洁能


源技术研究院和华能海南公司自主研发、建设, 所有设备均实现国产化。 与国外投入运行的槽式和塔式太阳能集热 发电技术相比,华能自主开发的线聚焦直接蒸 汽式太阳能热发电技术采用高聚光比的线聚 光,一次回路直接产生高参数的过热蒸汽,该 装置可生产 3.5MPa、400℃以上的过热蒸汽,最 高温度可达 450℃左右,达到了国际同类技术的 先进水平,并且参数有望进一步提高。所产生 蒸气可单独发电也可与常规的蒸汽发电机组匹 配,发电效率高,系统简单,并可近地安装。 太阳能镜场实现模块化,造价低;具有较强的 技术和经济竞争力。 该装置的成功运行,极大地提升了我国在 太阳能热发电的技术水平,将为我国太阳能热 发电产业提供坚实的技术支撑,对推动我国大 规模太阳能发电技术的发展和应用具有重要的 意义。 许世森说,辅以大规模储热系统后,该装 置可以进行全天连续稳定发电,年发电量可达 到 100 万度,二氧化碳减排量达 900 吨。华能 集团总经理曹培玺表示,太阳能热发电的投入 运行,将为我国利用太阳能发电开拓新领域, 进一步推动我国大规模太阳能发电技术的发展 和应用。 [返回]

CSPPLAZA 记者就此采访了华电工程总工 程师黄湘,黄湘表示,金塔项目事实上早在 3 年前就已经敲定落户金塔,这几年时间在金塔 项目预选地进行了测光等基础前期可研工作。 对于此次媒体报道的签约他表示并不知情。 黄湘在回答 CSPPLAZA 记者关于此项目当 前进度时说:“目前该项目可研报告已经通过水 电水利规划设计总院的审批,当前所有手续基 本齐备,就差一个土地批文,拿到此批文后即 可报国家发改委最终核准。预计如果一切进展 顺利的话,该项目将于明年春天正式动工建设。” [返回]

摩洛哥瓦尔扎扎特 160MW光 热电站加速向前推进 □文丨本网记者 Jason 摩洛哥瓦尔扎扎特首个 160MW 的光热发 电项目向前迈进了一大步。11 月 19 日,欧洲投 资银行(EIB)、法国发展局(AFD)、德国复兴信贷 银行(KfW)三家金融机构与摩洛哥太阳能管理 机构(MASEN)正式签署合作协议,分别为摩 洛哥瓦尔扎扎特首个 160MW 的光热发电项目 提供 1 亿欧元贷款支持,总计支持额度高达 3 亿欧元。

甘肃金塔 50MW光热发电项目 或将于明年春天开工建设 □文丨本网记者 Jason 《甘肃经济日报》日前报道称,金塔县与 中国华电工程(集团)有限公司(下称“华电工 程”)签订 50 兆瓦(一期)光热发电项目。该项目 总投资 10 亿元,占地约 2578 亩,建设内容包 括完整的槽式太阳能热发电系统。

此前,世界银行已经为此项目提供了 2.97 亿美元的贷款支持。 欧洲投资银行副总裁 Philippe de Fontaine Vive 发表讲话称:“作为欧洲领先的项目融资机 构,我们十分自豪可以为可再生能源产业的发 展提供融资支持。瓦尔扎扎特 160MW 光热电站 项目是该地区太阳能产业发展的里程碑,项目 将对经济和就业提供强有力的支持。”


新和发展,我们十分自豪能够成为这一历史性 项目业主

MASEN(摩洛哥太阳能管理局)

技术路线

槽式

装机规模

160MW

开发商

ACWA、Aries、TSK

EPC 商

Acciona Energia、Sener、TSK

当地 DNI

2635 kWh/m2/yr

反光镜系统

SENER 槽式反光镜系统

储热系统

3 小时熔盐双罐储热

总投资

10 亿美元

中标电价

1.62 道拉姆/KWH(约 0.188 美元 /KWH,约人民币 1.183 元/KWH)

PPA 协议期限

25 年

预计开工日期

2012 年年底

计划完工日期

2015 年 4 月

项目的参与方之一。” PPA 协议的签署意味着该项目正式进入开 工筹备阶段,项目预计即将于今年年底开工建 设,计划于 2015 年正式投运。 [返回]

以色列Ashelim塔式光热电站 揭标 中标电价约 1.26 元/KWh □文丨本网记者 Jason

表:瓦尔扎扎特首个 160MW 的光热发电项目情况简表

瓦尔扎扎特首个 160MW 的槽式太阳能热

以色列财政部和能源及水资源部日前在一

发电站是该地区规划的 500MW 太阳能发电项

次新闻发布会上表示:“领先的光热发电企业

目中的首个项目。沙特国际电力公司 ACWA 与

BrightSource 和 Alstom 共同组建的联合投资体

西班牙 Areis、TSK、安讯能源和 Sener 组成的

Magalim 太阳能投资公司赢得了以色列

联合投资体今年 9 月 24 日正式中标该项目。该

Ashelim-1 光热电站项目的 BOT 合约。”

项目总计投资超 10 亿美元,ACWA 联合体的中 标电价为 1.62 道拉姆/KWH(约 0.188 美元 /KWH,约人民币 1.183 元/KWH)。

按招标要求,该项目定于 2017 年中期完工 投运。根据合约,Magalim 太阳能投资公司将在 以色列 Ashelim 建设一座装机 121MW 的光热电

当日,该光热电站的 PPA 购电协议也正式

站,预计投资 6 亿~7 亿美元,中标电价为 0.79

签署。相关协议的签署均在摩洛哥国王穆罕默

新以色列谢克尔(NIS)/KWh,(约合人民币

德六世的见证下完成。PPA 协议的签署方代表分

1.26 元/KWh),这一电价低于当前已运行的商

别为 MASEN 主席 Mustapha Bakkoury,沙特国

业化太阳能热发电站。

际电力公司 ACWA 主席 Mohammed A. Abunayyan。

Ashelim-1 光热电站将采用 BrightSource 公 司的塔式热发电技术,与其正在加州建设的全

Mohammed A. Abunayyan 表示:“十分感 谢穆罕默德六世国王给予 ACWA 的荣誉。”西班 牙 Areis 总裁 Javier Rojas 表示:“Areis 将持续 致力于可再生能源项目的设计和管理领域的创

球最大的塔式电站 Ivanpah 光热电站项目的技 术路线相同。


按照以色列的 BOT 模式,Magalim 太阳能

Crossroads 太 阳 能 热 发 电 项

投资公司将规划、建设并运营该电站 28 年,28 年之后,该电站的所有权将转移给当地政府所

目获得土地特许使用证

有。 □ 文丨本网记者 Crystal 以色列政府 2007 年对外即宣布要在 Ashalim 地区建设三座太阳能发电站,由两座总 装机 240MW 的光热电站和一座 30MW 的光伏 电站组成。2009 年 3 月,共有 7 家竞标方通过

美国大规模太阳能热发电站领先开发商 SolarReserve 公司 11 月 20 日对外宣布, Crossroads 光热电站项目已经经过亚利桑那州 马里科帕县(Maricopa)议会全体议员的一致通

预审得以参与最终竞标。

过,获得土地特许使用证。 除了上述的 Ashelim-1 光热电站,另外一个 太阳能热发电项目 Ashelim-2 光热电站项目装 机 120MW,将采用槽式技术建设。以色列 Shikun & Binui 集团和西门子此前组建的联合投 资体中标,但西门子在宣布退出太阳能热发电

Crossroads 光热电站项目在 2010 年 12 月 份通过 Maricopa 提出的全面的计划修正案, 2011 年 2 月获得亚利桑那州企业委员会的环境 相容性认证(CEC)。

业务后也退出了该项目的投标,Shikun & Binui 表示希望西班牙阿本戈接替西门子成为其新的 合作伙伴。为赢得该合约,Shikun & Binui 去年 3 月份就在当地建设完成了一个槽式示范电站。 目前,以色列方面正在与 Shikun & Binui 和阿本 戈组成的新的联合投资体 Negev 财团谈判具体 事宜。

注:BOT(build—operate—transfer)即建设 —经营—转让,是指政府通过契约授予私营企业 (包括外国企业)以一定期限的特许专营权, 许可其融资建设和经营特定的公用基础设施, 并准许其通过向用户收取费用或出售产品以清 偿贷款,回收投资并赚取利润;特许权期限届 满时,该基础设施无偿移交给政府。 [返回]

Crossroads 塔式光热电站规划装机 150MW,年发电量 45 万 MWh,占地面积 4 平 方英里。项目规划于 2013 年晚期或 2014 年初 开工建设,2016 年建成投运。 [返回]


光热发电新型传热介质的研发

要目标是开发一种熔盐流体,熔点在 150 摄氏 度以下,并且在 1000 摄氏度的高温下依然保持 稳定的工作性能。同时还要调整其热传输性能 以方便产业化的应用。”他说。 该项目团队成员包括亚利桑那州立大学和 乔治亚州理工学院的研发人员。

熔盐与液态金属 □ 文丨本网记者 Robin 在美国能源部 Sunshot 计划的支持下,多个 研发团队对光热发电新型传热介质进行了多方 面的创新性研究。所有研发的目标都是为了实 现新一代传热介质的商业化应用,来提高光热 电站的工作温度上限,以提高电站效率,降低 发电成本。 目前,相关研究团队主要的研发对象是新 一代熔盐和液态金属。 新一代熔盐 熔盐作为储热介质已经得到了成熟的商业 化应用,但作为传热介质还面临诸多瓶颈问题, 包括易凝固堵塞管路等。 自 10 月份以来,在美国能源部 Sunshot 计 划的支持下,亚利桑那州立大学领导的项目团 队就开始对熔盐这种传热介质进行了成分构 成、性能和成本等方面的一系列研发实验。项 目团队带头人 Peiwen Perry Li 表示:“光热发电 产业需要更低成本的传热介质,并且在 200~1200 摄氏度的温度区间内都能正常工作。”

“新的传热介质应当满足高性能热传输和热 存储的性能,项目团队将与产业公司合作将研 发成果尽快商业化。”Perry Li 说。 液态金属 在美国能源部 Sunshot 计划的支持下,加利 福尼亚州立大学洛杉矶分校领导的团队成员包 括来自耶鲁大学和加州大学伯克利分校的研发 人员。其研发的目标是开发一种耐高温的可使 光热发电效率提高的金属传热流体。 同时,在南非斯坦陵布什大学,也在进行 一项很有意义的研发,其目标是利用金属合金 材料的相变特性作为高温传热材料。其宣称这 种材料拥有更低的成本和更好的热传导性能。 斯坦陵布什大学的研发团队的 Johan Kotzé 博士称,这种材料是一种共熔的钠钾合金,其 拥有超低的熔点,低至负 12.8 摄氏度。 这解决了一般的熔盐传热介质的致命缺陷 --在一定温度下容易凝固导致管路堵塞,或需要 较高的压力才能防止凝固。而这是一种在常温 状态下即为液体的金属介质,给予相对较低的 压力则可以在 1200 摄氏度的温度下运行。

Perry Li 说:“当前已经有所应用的传热流 体是硝酸盐的混合物,但其在 550 摄氏度以上 的温度下不能正常工作,同时其易凝固的缺陷 使其容易造成管路堵塞。因此我们需要开发下 一代的新型熔盐传热介质,我们的目标是开发 出拥有更高传热性能和低熔点的熔盐传热介 质,并将其成本降至每公升 1 美元以下。”

但在实际操作过程中也面临很多困难,最 大的问题是 NaK 合金极其活泼,与空气和水可 产生剧烈反应,使用时必须注意。即使少至 1 克的钠钾合金仍可造成火灾或爆炸。“目前我们 面临的主要问题就是需要找到如何安全使用这 种液态金属的方法。”Kotzé 表示。

“为应对这种挑战,我们这一研发项目的主

相关的实验还在进行,在这个阶段,主要


是测试钠钾合金作为一种金属相变储热材料的 适用性。该团队同时也正在寻求共熔的铝硅合 金的解决方案。铝硅合金的熔点较为适中。 事实上,钠钾合金在核电工业中已经有成 熟应用,其被用作原子反应堆的导热剂,这意 味着理论上我们也可以将其用作光热发电的传 热介质。“我在 Flownex 仿真软件中对整个电站 系统进行模拟,结果表明,采用这种传热介质 的系统具备可行性,我认为还有很多的工作需 要做以激发这种传热介质的全部潜力,我们目 前还有许多初始的障碍必须去克服,未来我们 将建立一个小规模的示范项目。” Johan Kotzé 博士表示。 图:单个模块示范项目

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以色列AORA创新分布式塔式

其模块化的优势在于:模块与模块之间互 不影响,并可相互连接组建成大规模的光热发

光热发电技术

电场。这使项目开发商在前期资金不充足的情 □ 文丨本网记者 Crystal

况下,可以先期部署建设少量模块的电站系统, 完成后再用来吸引投资,以建设更大规模的项

以色列创新型光热发电技术厂商 AORA

目,降到了初使融资难度。同时,由于其模块

Solar 以光热发电的分布式应用为开发方向,开

化的构造,单个模块可单独进行检修维护,而

发了模块化的分布式塔式光热发电技术,并在

不影响其他模块的发电运行,即便某个模块出

多方面实现了创新性应用。

现故障,整个电场受到的影响也不大,保障了 整个电站系统的稳定运行。再次,模块化的构

这种被称为 DST 技术的最大特点之一是模

造使其不但适合建设大规模电站,还可以用来

块化,单个模块的发电功率为 100kw,共有 52

建设分布式电站。另外,单个模块系统还可实

面定日镜和一个集热发电塔组成。占地面积约

现热电联产,热功率 170kw,可用于空调或工

2000 平方米。塔高 35 米。

业用暖等。 据悉,建设一个 100kw 模块的项目,仅需 要 6 个月的时间。

由于其设计的集热塔像一朵郁金香,并采 用太阳能和其他燃料混合互补发电技术,此种 塔式发电技术也被冠之以 Tulip™混合发电项目


(Tulip 意为郁金香)。为了满足 24 小时全天 供电的需求,其采用天然气等其他发电方式进 行互补,一方面满足了全周期运行发电,同时 也可实现用燃气等实现整个电站的快速启动, 使电站系统对电网的影响达到最小。其互补燃 料可以使用天然气、LNG、生物质能、柴油等。

图:大规模电站想象图

其另外一大技术创新在于,这种塔式热发 电技术不像传统的光热电站一样使用水产生蒸 汽来发电,而是采用空气作为介质,空气被加 热后被送入燃气涡轮机进行发电。耗水的环节 仅仅在于对空气冷却的耗水,每 MWh 发电量仅

图:集热发电塔

耗水 230 升。 AORA Solar 的这种技术目前已经在多个地 方有所应用。在以色列的 Eilat 以北 34 公里的 Kibutz Samar 项目是其首个示范项目,于 2009 年投运。在西班牙阿尔梅利亚的 PSA 平台,AORA Solar 也建有一个示范性的项目,该项目建成于 2011 年,于 2012 年 2 月正式宣布投运。该项 目不但成功示范了发电能力,同时还利用其进 行了海水淡化实验,结果表明,每 24 小时可产 出 3 立方米淡水。(参见相关视频) 据悉,AORA Solar 目前正计划在意大利建 设一个与生物质能联合发电的项目,以实现电 站的全绿色能源发电。

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汇银真���集热管通过 S2M 的 产品性能测试

分析结果表明,汇银的集热管产品的各项 技术参数和性能符合国际市场高温真空集热管 的技术应用标准,可以在实际电站中进行应用。

□ 文丨本网记者 Jason 专注于太阳能光热发电研究的西班牙咨询 工程公司 S2M(Sun 2 Market Solutions)日前发 布了关于中国汇银公司的一份高温真空集热管 的产品性能对比报告。 其分析方法是把汇银的真空集热管产品和 两种已商业化运行的参考真空集热管的性能进 行对比。其以中东不同地区 125MW 的配置 7 小 时储热的槽式光热电站模型为例进行了情境分 析,总计对 10 个不同的中东地区进行了模型设 计,包括阿联酋迪拜、阿尔及利亚 Bechar、埃 及的阿斯旺、约旦的 Al Jiza、摩洛哥的 Beni mellal、阿曼的 Saiq、卡塔尔的多哈、沙特的麦 地那、突尼斯的 Gafsa 十个地区。 规格

参考管

汇银集热

1

4.06

4.06

4.06

吸热体外径(mm) 70

70

70

吸热体内径(mm) 66

64

66

玻璃管外径(mm) 125

136

115

玻璃管内径(mm) 120.5

130

109

350°C 温度下有效

96.23

96.4

长度(m)

96.7

参考管 2

图:汇银集热管 汇银对中国市场予以了极大关注,其总部 即位于中国北京,并在中国山东威海设立了产 业园。

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华能 1.5MWth菲涅尔光热燃气 联合循环示范电站参数

孔径长度(%)

□文丨本网记者 Jason

吸热体 太阳能吸收率(%)

95.5

96

96

400°C 温度下热发

9.5

11.8

9

太阳光透射率

96.5

97

96.5

玻璃外管发射率

0.86

0.88

0.89

148

178

208

射率(%) 玻璃外管

热损 不同温度下运行的 平均热损(W/m)

表:三种集热管的技术参数对比

10 月 30 日,华能清洁能源技术研究院和华 能海南公司共同设计、建设的菲涅尔光热发电 示范项目在海南三亚投运。项目位于三亚市崖 城镇南山工业开发区内的华能南山电厂旁边, 产生的过热蒸汽接入华能南山电厂燃气发电机 组的补汽口供给汽轮机发电,项目采用了全国 产化设备,拥有 30 多项技术专利。 CSPPLAZA 就此采访了华能清洁能源技术 研究院相关人士,据其透露,为降低项目造价,


项目在预热段和蒸发段采用了非真空镀膜钢 管,过热段则采用真空集热管;同时采用低廉 的平面反射镜,菲涅尔集热系统采用模块化构 造,更便于安装,降低了项目成本,缩短了建 设工期。项目自 2012 年 4 月份开工建设,10 月 底即完工。但其拒绝透露该项目的实际投资。 配套燃气发电

两台 50MW 和两台 16MW 燃气发电机

功率

组,总装机容量 132MW

示范项目总占

10000 平方米

地面积 热功率

1.5MWth

集热效率

55%

发电功率

约 400kw

光电转换效率

18%~20%

单个菲涅尔集

60 米

热器模块长度 模块个数

共9个

蒸汽参数

压力:3.5MPa 温度:400℃~450℃ 每小时产气量:平均 1.8 吨/小时

年太阳能利用

2500 小时

小时数 设备国产化率

100%(华能清洁能源技术研究院设 计、委托国内厂商生产)

年发电量

约 100 万度

备注:相关参数为项目方某次满负荷运行实验所得数 据,但目前该项目刚刚投运,还未完全接入相配套的燃 气轮机发电,实际情况可能与此有些出入。 表:华能 1.5MW 菲涅尔式光热燃气联合循环电站参数

上述人士还表示,目前测得的相关参数和 实际运行效果已经超出了我们的预期。目前该 项目还在进行相关运行监测,他本人也将继续 在电厂驻留一段时间,以掌握更多更可靠的数 据参数,为未来的大规模电站设计和建设积累 更多经验。 此项目的成功标志着华能在我国菲涅尔光 热电站的产业化进程中迈出了重要一步,未来, 华能将在中国西部光照资源丰富地区投资建设 数十兆瓦级发电功率的大型菲涅尔光热电站。

华能南山电厂位于三亚市崖城镇南山工业 开发区内,现有 4 台机组,装机容量 13.2 万千 瓦。是我国第一个利用海洋天然气发电的电厂, 是海南电网南部地区唯一的电源点。南山电厂 建设之初按燃油设计,1996 年 2 月起改用莺歌 海崖 13-1 气田天然气发电。南山电厂一期工程 两套 5 万千瓦燃气轮发电机组,于 1995 年 4 月 全部建成投产。燃机机型为美国 TPM 公司成套 提供的 FT8 轻型燃机,发电机为英国 BRUSH 公司提供。两台 1.6 万千瓦联合循环机组,于 2003 年 10 月全部投入运行,余热锅炉为杭州锅 炉厂生产,蒸汽轮机为青岛捷能汽轮机股份有 限公司生产,发电机为济南发电设备厂生产。

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能发电厂。

熔融盐传热蓄热技术产业化将 推进光热发电商业化进程 □ 文丨本网记者 Jason 让太阳能全天候不间断地为人类提供绿色 电力,是人类长久以来的梦想。而今天,光热 发电熔盐储热技术的应用让此成为现实。 熔盐储热系统作为可实现太阳能光热电站 全天候持续发电的关键系统,正受到愈来愈多 的关注。在这一技术逐渐在光热发电中开始广 泛应用时,我国的一个科研团队走入了记者的 视野。日前,在北京工业大学传热强化与过程 节能教育部重点实验室里,CSPPLAZA 光热发 电网记者专访了这个科研团队的带头人——马 重芳。

图:北京工业大学教育部传热强化与过程节能重点实验

这被看做是全球太阳能热发电领域的里程 碑,引起了国际产业界和政府层面的极大兴趣。 今年 5 月 26 日,全国人大常委会委员长吴邦国 饶有兴趣地考察了这座光热电站。 实现太阳能 24 小时持续发电,是国内外所 有“逐日者”的梦想。 10 年前,北京工业大学教育部传热强化与 过程节能重点实验室的马重芳教授敏锐地看到 太阳能光热发电熔融盐传热、储热技术的未来 前景,力排众议、毅然决然地率领他的团队投 入到此项技术的研发中来。10 年后,该团队对 此项技术的核心技术和系统把握能力已经成 熟,这将成为我国拥有自主知识产权的熔融盐 传热、储热技术,将有望打破国际技术封锁, 为我国光热发电产业的发展提供坚强支撑。 据该团队核心专家吴玉庭教授介绍,截至 目前,使用大规模熔盐储热的商业化运行的太 阳能光热发电站已有 12 个,总装机容量 60 万 千瓦,总熔盐用量达 32 万吨。另外在建的和计 划建的还有 10 座槽式、3 座塔式光热发电项目 总计 104.9 万千瓦的电站采用熔盐储热技术。采 用熔融盐储热已经成为太阳能光热发电的大趋 势。 正是基于全天索取太阳能电力的梦想,国 内外产业界展开了对储热技术的研发。据马重 芳介绍,目前全球真正掌握该项技术的机构并 不多,北京工业大学率先掌握了此项技术的核 心知识产权,不仅在国内领先,而且也获得了 国际的关注和高度认可。

室槽式聚光集热传热储热工程试验模块

“逐日者”的梦想———24 小时持续发电

产业带动性极强———应力促光热发电产业化 发展

2011 年 7 月初,总装机 19.9 兆瓦的西班牙 Gemasolar 太阳能光热电站顺利完成了为期 1 个 月的试运行,成功实现 24 小时不间断发电,成 为世界上首个能够全天持续供电的商业化太阳

在采访中,作为光热发电产业的积极推动 者,马重芳多次强调光热发电的诸多优点,他 表示,光热发电是一种高品质的清洁电力,采 用储热技术可以实现 24 小时持续发电;对电网


极其友好,不会对电网产生任何压力,相反还 能像抽水蓄能电站一样具有一定的电网调节功 能;同时,相对光伏产业来讲,光伏电池生产 过程中的高耗能、高污染在光热发电中不会出 现,光热发电的产业链从头到尾没有任何污染 环节,是真正绿色的清洁能源。 马重芳今年已经 72 岁了,记者惊诧于其青 年人般的自信和学者型的渊博。他甚至从国家 经济层面对记者分析了光热发电产业的战略性 重要地位。马重芳表示,光热发电极有可能成 为可以替代房地产经济的产业。我国的经济发 展长期以来依赖于房地产经济,房地产占我国 GDP 的近 10%,与房地产业关联的钢铁、水泥、 建材等产业无不受益于房地产行业。我国有 6 亿多吨的钢铁年产量,列世界第一;水泥产量 16 亿吨,居世界第一;平板玻璃产量占全球一 半以上,同样是世界第一。而如果没有房地产 业的需求拉动,这些产业将出现的问题可想而 知。 但对房地产经济的过度依赖是不健康的。 我们需要找到更多的战略性新兴产业经济增长 点来推动我国经济的持续健康发展。而太阳能 光热发电产业作为一种产业辐射面很广的产 业,其产业带动性不容小觑,光热发电产业可 以带动玻璃、钢材、水泥等诸多产业的发展。

打破技术封锁———全力支持企业自主研发 马重芳表示,我国拥有强大的制造业,可 以迅速实现光热发电设备的低成本制造,但我 国目前还缺乏核心技术。而海外厂商又极度担 忧我国的低成本制造能力给其带来的竞争,对 相关核心技术实行严密封锁。 而据记者了解,事实也的确如此,就拿光 热发电核心装备之一的高温真空集热管来说, 德国 Schott 公司拥有核心技术和应用经验,但 其早已对其玻璃配方进行保密,并设置了专利 壁垒。 对此问题,马重芳建议我国政府应积极扶 持国内科研机构和企业对核心技术进行攻关。 他乐观地表示,光热发电各种核心装备,除了 熔融盐传热、储热技术最具创新性、电站系统 集成最需实践经验外,其他的各种技术都可以 在传统的技术基础上改进而来。如果政府层能 给予这个产业一些实打实的支持,相信我国很 快就可以突破各种技术壁垒,实现光热发电核 心技术和装备的完全国产化。而且最关键的是, 我们的制造业优势显而易见,可以迅速地把成 本拉低,从而有望在国际市场上拥有竞争力。 突破核心技术———实现科研成果产业化应用

当前我国正在紧缩房地产市场,房地产经 济放缓将迫使玻璃、钢材、水泥等关联产业寻 求新的市场,如果我国的光热发电产业得到发 展,势必将对这些产业产生利好,使其摆脱长 期依赖房地产经济的困局。

熔融盐传热和储热系统是光热发电最核心 的技术。马重芳对记者表示,做一个产业,最 根本的就是对核心技术的把握。经过 10 年来的 研发,我们已经完全掌握了拥有自主知识产权 的熔盐传热、储热技术。

同时,针对我国的光热发电产业现状,马 重芳向记者讲述了他的担忧:目前我国的光热 发电产业还没有形成一个较为完整的产业链、 核心技术还没有被完全掌握、产业政策支持还 不明朗,这些诸多因素决定了我国的光热发电 产业化进程还较为缓慢。在未来,我们应从全 产业链的角度考虑,扶持科研应用、鼓励更多 企业进入光热发电产业,从而推动这个产业的 快速发展。

据记者了解,马重芳带领的科研团队通过 10 年来的研究,搭建了我国第一个熔盐管内对 流传热试验平台,通过对 120 种多元混合熔盐 的配比选型和测试,成功解决了一系列技术难 题,已经实现了几千小时的成功运行试验和上 百次的启动—运行—停止循环。 马重芳表示,熔融盐储热系统已经在国外 不少电站中得到了实际应用,但熔融盐作为传


热介质的实际商业化电站只有西班牙的 Gemasolar 电站。相对于当前常用的传热介质导 热油,熔融盐传热介质具有价格低、安全可靠、 传热性能好、系统压力小、无污染等诸多优点, 是最理想的传热工质。基于马重芳团队的研究 成果,我国在这方面的研究已经处于领先地位。 马重芳团队就熔盐传热储热方面的相关研 究已发表了多篇学术论文,得到了国际科研机 构的高度关注。在马重芳的办公室里,记者看 到了几篇学术论文。据马重芳介绍,这些都是 国际权威的学术论文对其研究成果的引用。美 国爱达荷国家实验室发表的《液态熔盐的热物 理与热化学性质数据库》和《熔融盐强迫对流 换热试验回路的概念设计》两个科技报告中都 大篇幅直接引用了马重芳团队的研究成果,在 这两个报告中推荐了 6 个公式,6 幅数据图均来 自马重芳团队的研究成果。这代表了国际权威 学术界对马重芳团队研究成果的认可。 马重芳团队还设计研发了 12 米长的槽式 聚光系统,在北京工业大学建成了一个槽式聚 光集热传热蓄热工程试验模块,并已用自主研 制的低熔点熔盐代替导热油在该工程试验模块 中进行了上千小时的循环运行工程试验,掌握 了槽式聚光熔盐传热蓄热系统的设计和运行技 术。 “我们正在与相关投资方接洽,计划做一个 10 兆瓦的光热电站,采用我们自有的熔盐传热 储热技术,以实现该技术的产业化示范。”马重 芳信心满满地表示,如果这个项目能够顺利完 成,将对我国光热发电产业化产生深远影响。 马重芳团队对我国光热发电的前景十分乐 观。对于国家能源局此前发布的规划目标,他 们虽然认为 2015 年实现装机 1 吉瓦的目标存在 难度,但对 2020 年 3 吉瓦的规划目标表示乐观。 这或多或少源于马重芳团队对自有技术产 业化能力的信心。马重芳认为,科研成果最终 要产业化,才能体现科研人员的价值。在光热

发电的相关科研上,马重芳团队注重科研成果 的实际应用,外聘了 10 来名有实际工作经验的 工程师为其科研实践提供支持,并积极整合各 方资源,推动其示范电站项目的进程。 马重芳这样形容科研的最终归宿,科研与 产业化应该形成一个闭环循环。投入资金进行 科研,科研完成后要具备产业化的能力,从而 产出更多的资金,再拿这些“生”出来的资金投入 更先进的技术研发。而不是拿了国家的钱来搞 科研,搞到最后才发现根本就没有产业化的可 能,导致科研仅仅停留在理论阶段。 或许正是在他这种以科研产业化为根本目 标的思想指引下,马重芳率领团队突破了光热 发电产业链最核心的传热、储热系统的技术研 发。在未来,我们有希望看到,在我国的光热 发电站上,马重芳团队主导设计的传热、储热 系统将稳定运行。 [返回]

碟式热发电破局 瑞典斯特林 机厂商赌定中国市场 □ 文丨本网记者 Jason 乌审旗,中国鄂尔多斯市西南部的一个旗 县。 2012 年 9 月,中国第一座碟式斯特林太阳 能光热电站在这里正式完工,沉寂许久的中国 碟式太阳能热发电产业化以此为起点——开始 破局。


图:鄂尔多斯项目一角

主导该项目建设的是三家公司,项目业主

“我们做鄂尔多斯这个项目,并不以赚钱为目

内蒙古鄂尔多斯的华原集团(以下简称华原)、

的,为的就是一个示范,通过这个示范让更多

设备供应及系统集成商瑞典 Cleanergy 能源技

的人了解碟式太阳能热发电技术,了解我们公

术公司(以下简称 Cleanergy)和大连宏海新能

司和我们的产品。”李强波坦言。Cleanergy 在

源发展有限公司(以下简称宏海)。

做这个项目时仅仅收取了最低的设备成本费等 相关费用,���目建设期间产生的其他诸如技术

近日,CSPPLAZA 记者走进该项目的主要参

服务费等相关费用则完全由其自己承担。

与方 Cleanergy 的中国办公室,采访了这个项目 的主要负责人李强波。

这是中国第一个碟式斯特林光热电站,其 实际运行效果到底如何?Cleanergy 首席执行

“为的就是一个示范”

官 Anders Koritz 宣称,“示范电站的输出功率已 经超出了我们对它期望的最高水平。”

2010 年,Cleanergy 携其全球领先的斯特 林发电机技术进入中国;2011 年,Cleanergy

这并非妄言。CSPPLAZA 记者在 Cleanergy

开始与华原探讨合作在中国建设第一个碟式斯

的办公室里看到了一份鄂尔多斯项目实际运行

特林光热发电示范项目;2012 年,Cleanergy

输出功率的曲线图,测试时间是今年的 8 月 29

与华原、宏海两家公司达成合作,共同建设这

日,当日最高 DNI 值达 800W/㎡。结果显示,

一标志性的示范工程。

从上午 11 点到下午 3 点,电站系统均达到满功 率或超额定功率运行,持续时长超过 4 个小时, 最大输出功率达到 11KW,超出 10KW 额定功率


的 10%。从大约上午 8 点 30 分到下午 5 点, 输出功率均维持在 8KW 以上,总计持续时间大 于 9 个小时。

CSPPLAZA 记者也就此采访了宏海的商务 总监,他说,“碟式斯特林在中国的应用,既要 突破由于“军用”而产生的技术封锁,更要突破中

李强波介绍,如果在 DNI 值达 900W/㎡的

国企业炒做的多,做的少,成功的少的现状。

太阳辐照条件下进行测试,一天之内将有超过 7

该项目的成功无疑为太阳能发电市场注入了新

个小时可以达到满功率以上输出。

的生命力,也证明了碟式斯特林光热发电不仅 具有太阳能发电的共同优点,更有与光伏发电

Cleanergy 提供给记者的宣传册上也写道, 其碟式斯特林发电方案可以使日电力产出达到

不同的优势,可以填补光伏发电的差异化市场, 具有广阔的市场前景。”

8 至 10 小时,因此使得太阳能发电成本有望降 低至接近化石燃料的发电成本。

“另外,基于碟式太阳能热发电系统的模块 化和可扩展性,这个 100KW 的项目实际上可以

当然,这不仅仅取决于斯特林机的性能,

看作是未来 50MW 规模电站的微缩版,50MW

与之配套的碟盘、追踪系统等组件的性能也至

的电站可以在此基础上通过模块化的扩展组

关重要。“宏海的技术还是相当不错的。” 李强

建,其所需要的设备和集成技术都是一样的,

波对该电站的碟盘和追踪系统等组件的供应商

这就可以证明我们有能力建设更大规模的电

宏海公司表示了相当的肯定,也正是基于两家

站。”李强波补充道,“Cleanergy 期望以此项目

公司优良的设备供应和安装技术,才使整个电

为跳板,尽快在中国建设一个或多个总装机规

站的实际效果超出预期。

模达到 50MW 的碟式太阳能热发电站,以推动 其斯特林机的规模化生产。”

长远的意义 工业化推动成本下降 在问及该示范项目的意义之时,李强波说: “最大的意义在于这是中国第一个真正意义上的

“我们一直以来都在积极推动斯特林机的工

碟式斯特林太阳能热发电站。以前我们在向客

业化、规模化生产,鄂尔多斯项目的成功有助

户讲我们的产品、我们的技术时,更多的只能

于该目标的实现。” 在采访中,李强波多次提到

是一些书面上的、电子类的资料,很难让人在

了“工业化”,在他看来,实现碟式斯特林热发电

感官上有真实的体验。但现在,这个真实的电

成本下降的关键点除了技术上的持续创新和改

站就摆在我们面前,所有人都可以去看,去亲

进外,更在于工业化的大规模生产。

自测试相关数据。这是完全可以证明我们的技 术能力的最实际的东西。这为我们以后参与建

李强波表示,“根据我们的测算,以鄂尔多

设更大规模的项目打下了基础,对于公司的发

斯项目为例,斯特林机的资金总投入占到了项

展至关重要。从大的方面来讲,这是中国第一

目总成本的 45%。”降低斯特林机的造价就可以

座碟式电站,对促进中国碟式光热发电产业的

实现碟式光热发电成本的下降。“规模化是降低

发展也具有重大意义。”

成本的主要途径,我们计划建设总计 50MW 的


电站项目,为的就是通过大项目建设把我们的 成本降下去。”

而对于工作温度要求高、要求密闭的闭环 循环、工作介质为氢气时易发生爆炸等技术难 点,Cleanergy 宣称已经完全解决。或许正是基

工业产品的规模化生产毫无疑问可以带来

于碟式光热发电的诸多优点、自身技术的绝对

成本的快速下跌,那么,生产 100 台斯特林机

优势和中国巨大的潜在市场,Cleanergy 正欲把

和生产 5000 台斯特林机,其单机成本差异有多

中国变为其第二个“总部”所在地。

大呢?据李强波介绍,Cleanergy 曾委托沃尔沃 集团供应链管理部门对其斯特林机的规模化效

在完成鄂尔多斯项目后,Cleanergy 一方面

益进行测算,最终的结果指向的是:如果每年

积极争取与国内相关企业合作开发数十兆瓦级

生产 5000 台斯特林机,其应用于太阳能光热发

的大规模碟式光热电站,一方面正积极寻求合

电,将可以使其发电成本降至 0.9 元~1.1 元/千

资伙伴,实现 Cleanergy 的本土化。

瓦时。 “我们需要尽快地通过几个兆瓦级的大规模 而鄂尔多斯项目目前的发电成本约为 1.4

电站的建设,把我们的斯特林发电机进行工业

元/千瓦时,按此计算,其发电成本还有

化、规模化生产,以尽快降低我们的单机成本”。

36%~21%的下降空间。

为此,Cleanergy 正在积极与包括华原、几大电 力公司等实力雄厚的企业进行沟通,探讨合作

同时,Cleanergy 在 2008 年收购德国 Solo

开发数十兆瓦级的大规模碟式光热电站项目。

Kleinmotoren 公司 V161 斯特林发电机技术和其 另外,为加强与中国企业的合作,实现斯

技术团队后,一直致力于技术的持续创新和研 发。目前其产品的热电转换效率为 25%,李强

特林机的本土化生产以进一步降低成本。

波表示:“我们正在通过一系列的技术创新,对

Cleanergy 的战略是首先把自己变成一家真正

现有的斯特林机进行改造,预期将可以使其效

的中国本土公司,实现这一目标最简单的方法

率提高至 30%,预计将在半年到一年内即可实

就是与中国的实力型企业合资组建一个新公

现这一目标。”

司。

成为真正的中国公司

“Cleanergy 愿意与中国企业合作,同样也 会逐步将斯特林发动机技术注入到未来的合资

碟式光热发电的热电转化效率是所有光热

公司中,甚至可以让中国企业控股,成为一个

发电技术中最高的。其采用成熟的空冷技术,

真正的中国企业。” 李强波称,“这是公司董事

更加节水,也使其更适合于在我国西部缺水地

会的一致决定。我们认为只有真正与中国企业

区的应用。碟式光热发电除了适合分布式发电

进行紧密合作,才能获得中国市场。”

外,也同样适合大规模电站开发。其模块化、 独立式的设计使各个发电系统单元互不影响,

由于斯特林发电机涉及到军事上的应用,

这使其更符合电网对电力调度的需求,也更受

为了防止技术输出或产品出口可能面临的瑞典

电网的欢迎。

政府方面的反对,Cleanergy 高层曾前往瑞典商


务部拿到了相关的证明文件,来证明该公司的

日走进了国能阳光,试图站在一个民营企业的

斯特林发电机产品可以出口到中国,并可以对

角度,去探究“在我国光热发电市场尚不成熟的

中国转移相关技术。

当下,一家民企如何生存”这一现实话题。

“我们寻找的合资对象一是要有资本实力,

不赚钱的背后

二是要有良好的信誉,三是看其是否拥有新能 源发电行业的经验。目前我们已经取得了一些

当前做太阳能热发电集热管的国内企业, 基本都不能赚钱,主要原因在于我国的光热发

重要进展。”李强波透露。 [返回]

电市场尚未打开,同时我国热发电集热管企业 的生产技术尚不能够与国际领先厂商相抗衡。

国能阳光:一个民营光热发电

在这样的生存环境下,民营企业无疑需要足够 的耐心和决心,持续投入研发,为未来或海外 的市场竞争做足准备。

企业的生存范本 □ 文丨本网记者 Jason

而如此将面临的一个现实问题就是“钱”,民 营企业的资金实力往往相对较弱,而高温真空

2001 年,尚德太阳能成立,自此拉开了中

集热管的研发和生产又是一个投资体量较大的

国光伏产业的发展大幕;2005 年,尚德上市,

产业,如何保障在该业务尚不能赚钱的情况下

成就了中国太阳能产业的财富神话,大批民营

获得发展?我国大部分的民营光热发电集热管

光伏企业随之涌现。

企业依赖做低温太阳能热利用的资本积累,打 下了发展基础,如皇明太阳能和力诺集团,其

时至今日,中国的光伏业界已然诞生了诸

以太阳能热水器为主的多元化业务体系已经形

多在全球光伏市场中拥有重要影响力的民营企

成了较强的资金实力和抗风险能力,这使得它

业。

们可以放心地投入光热发电的研发。而国能阳 光,也找到了一条适合自己的发展之路。 纵观中国的传统电力市场,从煤炭等原材

料,到锅炉、发电机等设备、再到电网,都鲜

国能阳光是青岛云鼎集团(下称“云鼎”)全

见民营企业的身影,而在新兴的太阳能电力领

资控股的子公司。云鼎是一家集工程建筑施工、

域,这一垄断格局已经被打破。或许没有哪种

房地产开发、新能源开发和制造等产业为一体

发电方式,比太阳能发电更能凸显民营企业在

的综合性集团公司。据国能阳光市场部副总经

电力市场的重要影响力了。

理刘海峰介绍,正是依托母公司在地产等其他 业务的稳定收入来源,以及国能阳光自身在中

光伏如此,光热发电更是如此,在颇具潜

温领域的市场拓展,才使得我们可以持续地进

力的光热发电市场,如国能阳光新能源科技有

行技术研发,实现从太阳能中温利用到高温发

限公司(下称“国能阳光”)一样的民营企业正在

电领域的升级。

延续中国新电力市场的格局。CSPPLAZA 记者近


据刘海峰介绍,目前国能阳光的主要业务 方向为太阳能中温利用,主要集中于 100 摄氏

发工作,把技术做好,同时密切关注这一产业 的发展动态。”

度到 300 摄氏度的温度区间,比如太阳能锅炉、 烘干、海水淡化、印染化工行业的热源供应等

“为专心做好技术,我们专门成立了研究院,

工业利用领域,并且已经在云南有了多个茶叶

投入了大量资金,集合了大连理工、中科院等

烘干项目,在郑州等地区的有多个工业集中供

七八家科研院校的专业研发人员,对集热管进

暖项目。在这些可营收业务的支撑下,国能阳

行持续性的研发。”张鹏龙介绍称。

光着眼于未来更大规模的光热发电市场,持续 进行技术研发,在光热发电市场爆发前做足前 期准备。

刘海峰对 CSPPLAZA 记者表示,“从 2002 年到现在,我们已经研发了五代集热管,从第 一代到第五代,我们从膜系、熔封、真空、波

另外,为了加速在光热发电领域的布局,

纹管、可伐合金等诸多方面进行了持续性的创

国能阳光依托云鼎集团的雄厚资金实力,展开

新和改进,增加了集热管的吸收率,降低了反

了多项投资并购。

射率,实现了集热管性能的整体提升。目前研 发的第五代集热管采用 5.0 硼硅玻璃与可伐合

早在 2011 年 6 日 12 日,国电青松吐鲁番

金的完全匹配熔封技术,各项性能和指标已经

新能源有限公司就在新疆吐鲁番建成了 180 千

接近国际领先水平,并且在生产成本上要低于

瓦的槽式太阳能热发电示范项目,实现并网发

国际领先厂商。”

电。而当时参与该项目设计施工的就有山东华 援新能源有限公司。国能阳光此后通过投资山 东华援拥有了该公司 85%的股权,并完成了相

在产品检测认证方面,国能阳光也积极参 与 DLR 等权威机构的测试认证。

关技术团队的整合。这也使国能阳光拥有了槽 式光热电站的系统集成经验。

另外,在做好技术的同时,国能阳光并没 有放弃当前的市场开拓。据刘海峰介绍,通过

云鼎集团更是通过其投资控股的新疆义德

云鼎在海外的相关资源,国能阳光正在积极与

隆新能源设备制造有限公司在新疆英吉沙投资

美国加州能源委员会等相关机构进行密切接

建设 1200 亩太阳能中高温产业园项目,项目已

触,拓展海外的光热发电市场。同时积极与中

于今年 6 月 29 日正式开工,在未来 3 年内将投

广核等国内相关的光热发电项目方进行沟通,

资 10 亿~20 亿元人民币,建成中国西部最具规

以期尽快将产品应用到更多的示范电站项目中

模的太阳能产业制造基地。这也成为国能阳光

去。目前的市场开拓以打基础为主,目的是为

未来业务发展的一大基础。

未来的市场开发做好准备。

技术与市场

EPC 的理想

国能阳光项目部副总经理张鹏龙说,“在光 热发电方面,目前我们主要是做好基础性的研


“国能阳光未来的发展方向是光热电站的

“因此,未来真正能主导光热发电行业的应

EPC。”刘海峰的语气很坚定。一家集热管产品

该是那些具备系统集成能力的厂商,而非单个

制造商,何以也要去做电站 EPC?

产品的供应商。”张鹏龙强调。光热电站建设是 一个系统工程,与光伏电站完全不同,集热管

张鹏龙给出了答案,在整个光热电站的投

作为其中的系统组件之一,其工作性能同时受

资构成中,集热管也就占到约 10%的投资比例,

反光镜、传热介质等的影响。好的集热管如果

同时,伴随集热管的技术进步,各个厂商的集

不能配备合适的配套设施,其性能同样发挥不

热管生产技术水平将逐渐趋近,其对光热电站

出来。国能阳光同时还要做反射镜、支架等相

的整体性能的影响将趋于稳定。对于我们来说,

关设备,并且要具备光热电站光场系统的 EPC

更为重要的是光场系统的 EPC,EPC 的能力将很

能力。

大程度上决定一个光热电站的最终效率,而这 也是目前我国的企业整体欠缺的能力。未来,

刘海峰表示,国能阳光位于青岛即墨的产

如果一个集热管厂商同时拥有整个光场系统的

业园目前厂房已经全部建设完成,预计今年 10

设计集成能力,这家企业在电站投标中将占据

月份一项项目相关设备将陆续完成安装,并具

绝对优势。反过来,如果这样一家企业中标,

备投产条件, 一期项目规划年产 10 万支集热管。

又肯定会选择自己的产品。从这个角度来考虑,

同时,国能阳光研发的适用于集热管的特种玻

拥有电���的 EPC 能力,至少是拥有光场系统的

璃生产线也将在该产业园于明年投产,玻璃的

集成能力,对我们这样的企业的未来发展至关

性能与技术指标远远优于国内水平,并且不会

重要。

低于世界先进水平,这将有望使我国的太阳能 热发电集热管达到世界先进水平。 [返回]

图:solarreserve 带储热的塔式光热发电技术原理图(CSPPLAZA 论坛网友分享)


为规避电站所在地不同造成的影响,有人 作了如下测算:根据对美国加州 12 个 5MW 到

技术及应用:光伏和光热发电

500MW 的光热电站项目(除一个为菲涅尔电站 外其余均为槽式或塔式)的评估计算,其平均 的单位土地电力输出为 39.47MW/k ㎡,对 5 个

的对比分析

同样位于加州的光伏电站进行测算其平均的单 □ 文丨 CSPPLAZA 研究中心

位土地电力输出为 32.53MW/k ㎡。这表明光热 发电的单位土地利用率更高。

在经济层面上,我们此前已经对光热发电 和光伏发电的 LCOE、未来成本趋势等进行过相

考虑土建投资和土地利用率的另外一个方

关分析和对比。从技术和应用层面来讲,光热

面是项目对土地形状、倾斜度和预备场地的要

发电和光伏发电这两种不同的太阳能发电技术

求,光伏电站对项目用地的几何形状没有过多

也有着诸多不同之处,主要表现在项目土地利

要求,但光热电站对项目用地的要求则较为严

用率、应用领域、关联组件、环境影响、相对

格,比如,光热电站对土地斜率和平整度的要

温室气体减排量等多个方面。本文将对上述几

求就较高,这是因为不论是槽式和菲涅尔的反

个层面作简要分析。

光镜还是塔式的定日镜、都对聚焦精度要求较 高,土地如果不够平整则对聚焦精度影响较大,

土地利用

而光伏电站对此的要求则低很多。另外,光热 电站对项目建设期间的预备场地(用来运输相

太阳能辐射到地球上的低能量密度使得单 位土地面积的太阳能利用率成为衡量光热发电

关设备、组件及办公用场地)的要求也较高, 而光伏则要求较低。

和光伏发电的重要参数。特别是在部分国家和 地区,土地价格的攀升对电站建设成本的影响

应用领域

也越来越大。因此,土地利用率成为衡量一个 太阳能电站投资可行性的重要指标。

光伏发电和光热发电的基本原理完全不 同,这使其对太阳能辐照的要求也不同,光热

在一些已发表的研究报告中,有数据指出:

发电对太阳辐照的要求更高,一般采用 DNI(直

大规模光伏电站的单位土地电力输出可达

接辐照强度)来衡量某地区是否适宜建设光热

33MW/k ㎡到 40MW/k ㎡,而太阳能光热电站

电站,而光伏发电一般则采用 GHI(地表总辐射

则可以达 40MW/k ㎡到 50MW/k ㎡,其他一些

值)来衡量即可,同样一个地方,DNI 的总量一

数据则指出光伏电站为 25MW/k ㎡到 50 MW/k

般为 GHI 总量的 65%~85%。这是因为光伏发

㎡,光热电站为 30MW/k ㎡到 50MW/k ㎡。上

电对光照的要求低,即便是散射光也可用来发

述研究提供了一个参考数据,但在实际电站中,

电,而光热发电对工作温度要求较高,只有直

这些数据将受到电站建设的地理位置、电站设

射光照才可以满足运行需求。

计方案等多方面因素的影响。


但在能量的存储方面,光热发电优势明显,

光热发电和光伏发电的建设时间差距很

这是因为热量的存储技术比电能的存储技术成

大。光伏发电的系统集成和建设工程相对简单

熟且廉价的多。这使得当前光伏电站依然无法

很多,这使得其建设时间很短,一般规模的光

满足全天候发电的愿望,而光热发电已经实现

伏电站在 6~12 个月内即可完成建设。而光热发

这一目标。

电则需要大量的设备组件安装及较复杂的系统 集成,一般都需要一年以上的建设时间。光伏

另外,在电网接入方面,光伏发电的不稳

发电仅仅需要光伏电池板的铺设即可完成大部

定性对电网运行造成了较大的挑战,而光热发

分建设工作,而光热电站则需要进行光场系统、

电则可以像常规火电一样并入电网而不会对电

储热系统、发电系统的建设,特别是光场系统,

网产生任何有害影响。这使得光热发电有希望

建设工程量较大。另外,在后期的电站运维中,

成为基础负荷的绿色电力来源。

光伏电站几乎不需要工作人员在现场进行维 护,远程操作即可实现,而光热电站则必须要

同时,在电力调度方面,光热发电的这一

技术人员在电站现场,随时进行电站运行维护。

特性也可使其像抽水蓄能电站一样充当电网的

从建设时间和后期运营时间来看,光热电站无

调度电力来源,在较好的峰谷电价机制下,这

疑都比光伏电站费时的多。

将产生更大的经济收益,从另一个方面来讲, 也将加快电站的成本回收。

在环境温度影响方面,环境气温升高可导

原材料供应

光伏电站的主要组成是光伏电池板,目前

致光伏电池的输出功率下降,而环境温度越高,

应用的多为晶硅电池、碲化镉薄膜电池,其原

光热的集热效率则越高。从这一点来看,光热

材料供应可能会出现供应趋紧并导致市场价格

发电更适合于建于气温较高的地区,光伏发电

升高的问题,特别是碲化镉的元素组成都为稀

则更适合建于气温较低的地区。

有金属材料,更易引发价格波动,而光热电站 的原材料构成主要为玻璃、钢铁、混凝土等常

从能量转化的过程来看,光伏发电仅需经 过光电一次转换即可,而光热发电则需要经过

见材料,供应量充足,基本不会出现因原材料 供应而引发的价格大幅波动。

光到热再到电的二次转换。这虽然增加了系统 集成的难度,但热量发生作为光热电站运行的

应用成熟度

一个中间环节,也扩大了光热发电技术的应用 领域。比如可以利用其产生的过热蒸汽与传统

光伏发电的成本近些年来下降迅猛,技术

的燃煤电站、燃气电站或生物质发电厂进行混

也日趋成熟,应用已经在全球范围内铺开并实

合发电。另外,其产生的热也可当做副产品用

现商业化运营。但光热发电还是一种相对不够

来进行海水淡化、工业用热、空调等领域。

成熟的技术,应用还处于初级阶段,离完全市 场化的商业化运营还有较长距离。另外,光伏

建设时间

发电更高的可扩展性使其可以满足微型和大型 太阳能电站的建设需求,在应用领域方面更加


灵活,而光热发电目前来看在此方面的优势不 太明显,光热发电对太阳能辐照条件要求过高

工作岗位

也使得光热电站对地理位置的要求更加苛刻。 光伏电站的组件安装不需要有专业技术能 水资源消耗

力的工人,光热电站的系统安装难度较大,需 要掌握一定技术能力的工人,上岗之前需要对

水资源短缺是一个特别重要的考量因素,

其进行一定程度的培训,这一方面也增加了劳

相对光热电站来讲,光伏电站对水的消耗量很

动力的素质;同时由于光热电站的建设周期较

小,仅限于清洁用水(耗水量约 15 升/MWh)。

长,对劳动力的需求也更多,创造的工作岗位

在评估一个光伏电站的可行性时,对水资源的

也就更多。对带动项目建设当地的人员就业效

评估基本可以忽略不计;而水资源消耗却是评

果更加明显。

估一个光热电站可行性的重要考量因素,在适 合光热电站建设的大部分地区,水资源又相对

经济拉动

短缺,这给光热电站的建设带来了更多不确定 因素。

光热发电技术由于其产业链更长,投资规 模更大,对经济的拉动效应也更加明显。光热

光热电站的水耗主要在两个方面:清洁用

电站涉及到的玻璃、钢铁等产业都属于传统基

水和冷却用水,清洁用水量取决于技术路线而

础工业,光热电站的建设需求将进一步刺激相

有所不同,根据对实际电站的研究结果显示,

关产业的发展,拉动经济。

碟式光热电站的平均清洁耗水量约在 15~25 升 /MWh 之间,而塔式或槽式光热电站的清洁耗水

两种技术的合作

量则高达约 90 升/MWh。在冷却方面,选择空 冷技术可以大幅降低水耗,空冷耗水量相对很

光伏发电和光热发电作为两种不同的太阳

小,约 300~400 升/MWh,但其在天气过热时

能发电技术,当前很多人将其作为竞争关系进

的运行效果不太理想,同时还将增加电站的投

行分析,事实上,我们可以考虑将这两种技术

资成本。而选择水冷的耗水量则高达

结合起来以实现更大的整体运行效果。当前,

3000~4000 升/MWh。

光热发电技术已经能够很轻易地就和传统的燃 煤电站、燃气电站等进行混合发电,光热发电

温室气体减排

对电网友好的特性使其可以充当电网的可调度 电源,发挥类似抽水蓄能电站的一些特性和功

光热发电和光伏发电每发出一度电的温室

能,而光伏电站则由于其不可持续性、间歇性

气体减排量也有所不同。光伏电站的二氧化碳

易对电网造成冲击,增加光热发电的并网装机

减排当量约在 15g~90g/kwh 之间,而光热电站

量则可以让电网更多地接收不可调度的光伏发

的二氧化碳减排当量约在 15g~70g/kwh 之间。

电。

这主要是由于其自身的运行耗电量有所不同, 光热电站相关设备的自耗电量要大一些。


NREL 最近的研究也称,光热发电技术和光

平准化电力成本(LCOE)作为一种可衡量太阳

伏发电并非竞争对手,相反,通过成熟的储热

能电站发电寿命周期内的最终成本的分析工

技术的应用,增加光热电站的并网装机量则可

具。可更好地考量两种技术的发展潜力。

以促进更多光伏发电的上网。 [返回]

LCOE 充分考虑了一个太阳能电站整个运 行周期内的投资和运营、维护、管理成本。通

光热发电和光伏的平准化电力 成本竞争路线

过一个数学公式可以粗略计算出一个电站的 LCOE。LCOE 受多种参数的影响,不同的电站拥 有不同的 LCOE。比如一个光热电站,塔式和槽 式电站的 LCOE 不同,增加储热系统和不配置储

□ 文丨 CSPPLAZA 研究中心

热系统的 LCOE 也不同;一个光伏电站,采用多 晶硅还是薄膜技术,其 LCOE 也将不同。因此从

伴随包括光伏和光热发电在内的太阳能发

大的光伏和光热发电技术的全局角度来衡量两

电技术在全球范围内的规模化应用,对这两种

种技术确切的 LCOE,是不可行的,应根据实际

技术路线究竟哪种更能主导未来更大规模的太

情况进行分析。

阳能发电市场的争论似乎从来没有停止,这也 成为投资者最为关心的核心问题之一。

有多家研究机构一直以来关注着这两种技 术的 LCOE,下图 1 显示了 2008 年美国市场各

发电成本无疑是目前争论的焦点,并成为

种发电技术的 LCOE(红色和蓝色小方块指出了

诸多“唯光伏论者”最强有力的论据,光伏发电的

不同发电技术在多种因素影响下的最高 LCOE

成本在近几年表现出可喜的下降速度,而光热

和最低 LCOE)。

发电的成本似乎还未见到可平价上网的曙光。


图 1:美国 2008 年各种电力技术的 LCOE 对比(单位:$/kwh)

从图 1 可以看到,在 2008 年,光伏发电的

的成本将可以在 2015 年到 2020 年期间与燃气

LCOE 还高出光热发电,但自 2008 年至今,光

发电成本抗衡,但美国能源信息署(EIA)的预

伏发电的成本已经大大下降。光热发电的成本

测则相对悲观一些,认为上述结果将在 2020 年

仅仅有小幅下跌。

之后才可能出现。

但可以肯定的是,两种太阳能发电技术的

下图 2 显示了瑞士某研究机构计算得出的

整体成本都还将在相当长一段时间内呈下降趋

美国加州光伏和光热发电的 LCOE 对比曲线图

势,根据欧洲太阳能热发电协会(Estela)2010

(2010~2020 年,每条曲线的 5 个点分别对应表

年发布的一份报告显示,光伏发电和光热发电

中所列的 5 中技术)

图 2:美国加州 PV-CSP 的 LCOE 对比曲线 (单位:美分/kwh)

上述研究在计算光伏发电的 LCOE 时,考虑

电的 LCOE 为 16.6 美分/kwh,高出最便宜的光

了晶硅电池(c-Si)和锑化镉薄膜电池(Cd-Te)

伏发电 24.81%,而预测到 2020 年,光热发电

两种技术路线,光热发电则以最为普及的槽式

的 LCOE 将降至 10.6 美分/kwh,成本优势超过

技术为例,同时参照了燃气联合循环发电

光伏。

(CCGT)的 LCOE(分别设想了 CCGT 最低成 本和最高成本两种情景模式)。

上述研究机构同时研究了中国、美国、西 班牙、埃及四个不同地区的光伏发电和光热发

从图 2 可以看出,2010 年,晶硅电池光伏 发电的 LCOE 为 14.9 美分/kwh,锑化镉薄膜电 池光伏发电 LCOE 为 13.3 美分/kwh,而光热发

电的 LCOE。 下图 3、 图 4 分别以 2010 年和 2020 年为例进行了分析。


图 3:2010 年四国 PV-CSP 的 LCOE (单位:美分/kwh)

图 4:2020 年四国 PV-CSP 的 LCOE(单位:美分/kwh)


图 5:2010 年~2020 年四国 PV-CSP 的 LCOE 对比 (单位:美分/kwh)

华尔街老牌投资银行瑞德集团(Lazard)2011 年发布的《平准化电力成本报告》也研究了各种 发电技术的 LCOE 范围。如图 6

图 6:各种发电技术的 LCOE 范围(单位$/MWH) Lazard 同时根据电力燃料的价格变动分析 了各种发电技术的 LCOE 变动情况,如图 7(其

中黄色部分为根据燃料价格波动而造成的 LCOE 波动)


图 7:各种发电技术的 LCOE 范围(考虑燃料价格变动因素,单位$/MWH)

《平准化电力成本报告》还给出了光热发电和光伏发电在 2009 年和 2011 年的 LCOE 对比。

图 8:2009 年和 2011 年 PV-CSP 的 LCOE 对比(单位$/MWH,注:上图被遮住的数字为 206,198)

从上图可以看出,2009 年,光热发电的 LCOE 还低于光伏发电,但到 2011 年,其就被 光伏发电超越,这表明光伏发电近两年的成本 下降速度之快。但根据此前的相关测算,光热 发电的 LCOE 有望在 2020 年之前超过光伏发 电,这预示着从现在起到未来 10 年,光热发电 的成本下降潜力比光伏更大。但不论如何,光

热发电和光伏发电都是很好的太阳能发电技 术,它们将共同负担起未来的绿色电力供给大 任。 [返回]



CSPPLAZAMAGAZINE20121126