發布者:王超 | 來源:PV-Tech | 1評論 | 7544查看 | 2013-04-03 15:16:00
2012年8月,三亞太陽能熱發電國際論壇——中國CSP相關企業集中度最高的活動之一,中國科技部太陽能光熱產業創新戰略聯盟的“產業發展與商業化及戰略研究”座談會中,參會代表們正在商討著CSP產業如何應對光伏發電成本不斷降低所帶來的影響。與此同時,中國光伏行業也在經受著諸多困境。在光伏之后發展起來的CSP產業該如何借鑒光伏的經驗和教訓?
同樣的十年
無論光伏還是CSP,市場的起步都在2002年以后。如果追溯大型電站的起步,CSP要早于光伏——早在上世紀八九十年代,位于美國Majave沙漠的9座槽式電站(總裝機354MW)就已經陸續投入運營。石油價格是影響太陽能發電的重要因素,它直接關系到太陽能發電的經濟性。2000年石油價格約為23美元/桶,到了2005年已經突破70美元/桶。在這樣的背景下,包括太陽能發電的新能源逐漸受到關注。作為率先推出太陽能發電上網電價之一的德國成為了當年最大的市場,但是這個國家的日照條件并不適合熱發電。
光伏的靈活應用形式逐漸成為了德國太陽能應用的主力,直到西班牙推出太陽能發電上網電價后CSP才找到了市場。但西班牙的刺激政策并不是良性的,市場暴漲后很快就遇到了財政阻力。
CSP第二大熱土在地域遼闊的美國,更靈活的電價補貼政策推動了熱發電在加州、內華達、亞利桑那州等西部幾個地區的發展。但是,此時光伏已經在歐洲和北美大面積“開花結果”。在過去兩年中,全球光伏裝機量是CSP裝機量的30倍以上;光伏企業已超過千家,而CSP企業數量還差很多。
從產品的性質來看,光伏屬于半導體行業,熱發電屬于傳統工業領域;這種差異必然導致兩者的行業發展曲線的差別。從歷史看,工業的發展較為漫長,而半導體業的發展則更迅速,每隔幾年都會出現更新換代——這就導致光伏制造企業每隔一段時間都會推出新代號、轉換效率更高的產品,而CSP產業更多的在降低成本。
產業成型
目前中國已經形成了完整的光伏產業,而CSP產業則剛剛起步;但兩個行業的從業者心態已經完全不同——前者不得不面臨產能嚴重過剩導致的運營危機,后者則期待市場真正啟動后所帶來的機遇。但這兩個“兄弟”產業也有相似的地方,如產業起步時技術都從歐美進入中國。
產品制造離不開設備。在早期光伏產業發展中,大部分設備都依賴進口,雖然一些簡單的設備如層壓機等已經完全國產化,但硅片和電池片制造環節依然需要依賴進口設備。光伏產品的原材料和輔材也初步完成了自由產能的建設,同樣是核心產品如漿料、EVA、背板等還有相當一部分來自于進口。CSP產業的起步也有類似的地方。在熱發電產業鏈中,有相當一部分是傳統的工業設備,如跟蹤系統、傳統吸熱器、控制器、壓力容器、熔融鹽、熱交換設備、汽輪機、冷卻系統等,但在幾個核心環節——如真空集熱管、系統集成等領域——還沒有長時間檢驗的成熟技
術。即使如此,熱發電產業的每一個環節都已經出現中國企業的身影,成長只是“時間問題”。
擔任中科院電工研究所太陽能熱利用及光伏重點實驗室主任并兼任中國科技部太陽能熱發電光熱產業技術創新戰略聯盟(下稱光熱聯盟)理事長的王志峰評價中國CSP行業“還是有序發展的”,“在關鍵技術上已經開始突破,但是生產能力建設還得看市場。現在迫切解決的問題是隨著產能的逐漸增長,相關的標準、規范及檢測能力建設要跟得上。熱發電對質量要求很高,不僅有性能的要求,安全性也要重視,因為在高溫高壓下如果出現問題造成的影響要遠遠大于其他太陽能產品。”中國光伏產業的國家標準已經遠遠落后于目前的產業發展,CSP產業的規范已經開始制
定。
如果說光伏業最受關注的產品是組件和逆變器,CSP則是集熱管和反射鏡。在2011年三亞熱發電會議上,能夠推出成品集熱管和反射鏡的廠家還寥寥無幾;一年后的同一個會議上,已經有超過十家在展示其量產產品。中國的熱水器已經發展了超過20年的時間,所采用的真空集熱管與槽式CSP的產品有相似之處,因此如力諾、皇明、北太所等傳統企業也開始涉足CSP;而傳統鏡業企業也將其產品線延伸至CSP。但技術創新并不是簡單的技術轉移,王志峰表示,“玻璃巨頭Glasstech已經形成了一個‘專利池’,任何一家做熱彎技術的廠家都會遇到他們的技術壁壘。”這也就不難解釋中國多家CSP反射鏡廠家都選擇從Glasstech進口設備。王志峰補充到,“自主研發有兩個層面,進口設備再做研發是其中一層,中國沒有人會試圖生產熱彎爐來代替進口設備;
第二個層面是更換技術路線,如反射鏡不采用熱彎技術,而采用冷彎或復合玻璃、鋁鏡、薄膜等其他技術路線。”另一個玻璃巨頭肖特則控制了對膨脹系數要求更苛刻的真空集熱管玻璃的技術,這家德國公司特殊配方的玻璃使其成為全球兩家最有名的集熱管供應商之一——這兩家的技術路線也不相同。
王志峰對中國熱發電產業對進口產品依賴程度不同于光伏產業的理解歸結于市場的啟動速度,“2009年如果中國熱發電市場啟動的話將會大量依賴進口產品和技術,但2012年就完全不同了,市場發展的緩慢留給了產業技術研發、產能建設一定的時間。”但這時間并不充足,“CSP電站動力島等傳統部分已經沒有問題,但真空管和反射鏡還需要檢驗,中國室外應用時間最長的產品也不過是從2010年8月開始的。”
光伏有晶硅、薄膜、CPV、有機組件等多種技術路線,CSP也有槽式、塔式、碟式、菲涅爾式之分。正如晶硅產品占光伏市場的大多數,在CSP中槽式電站的裝機量也高于其它技術路線。薄膜和CPV的發展部分動力來自于一段時期多晶硅材料價格過高;而CSP的材料大都是傳統工業材料,如玻璃、鋼鐵等,因此降低成本需要突破技術壟斷、優化設計和集成方案。CSP的系統集成難度要遠遠高于光伏。曾擔任華電工程副總經理、現擔任華電分布式能源工程副總經理的李和平表示,“光伏的應用形式非常靈活,并且復制性很大;而熱發電需要更多種技術相互配合。”同時兼任光熱聯盟副理事長的李和平不僅參與了多個光伏項目,還在中科院八達嶺塔式電站中參與了項目開發和吸熱器、蓄熱器等關鍵設備的研發,他正參與引領華電工程開展甘肅金塔50MW槽式電站的建設。
西北電力設計院是中國參與熱發電項目最多的相關公司之一,其發電設計公司設計總工程師李永生表示,“雖然參與了多個項目的可研、設計工作,但還有很多細節需要完善,并且設計的合理性也需要通過實際項目的建設、運營反映出來。我們也需要學習國外的設計技術。”
同位于西安的另一家大型設計機構西北電力勘測設計研究院已經參與了超過1GW的光伏電站項目,其光電設計分院副院長肖斌表示正試圖進入熱發電的設計領域,“熱發電系統設計復雜性要遠遠超過光伏,并且光伏的成本和造價比較透明,而熱發電的設計方案與投資成本的關系非常大,如果設計不合理會導致投資成本增加。”這家在水電項目設計有豐富經驗的單位已經組織團隊對CSP設計進行梳理和學習。
CSP系統集成在中國也剛剛起步。正如中廣核在第一個大型光伏項目中選擇了比利時弈飛作為合作伙伴,他們在熱發電項目的合作中找到了來自德國的太陽千年。自從2011年開始,大量國外熱發電企業進入中國市場,試圖找到合適的合作伙伴。目前已經破產的太陽千年駐中國代表曾表示一旦中國產業成熟起來后他們將難以單獨獲得訂單,所以要抓住產業成長過程中的機遇。BrightSource也將目光轉向(xiang)中(zhong)國,這家運營(ying)全球最大規模塔式(shi)電站(zhan)的公司已經(jing)低調地與(yu)中(zhong)國一(yi)家國有企業簽署了137MW塔式(shi)項目的初步合(he)作協議(yi)。
技術和資本是產業發展的兩個重要推動力,這兩個因素往往也密切結合在一起。光伏產業在十年的發展中已經出現了超過二十家在各個資本市場上市的企業(上市公司涉足光伏業務的不算在內),而CSP從業者正期待著憑借熱發電市場的啟動進入資本市場。
在早期的中國光伏一線企業中,多家企業的創始人以及大量CTO等高管都有海外留學經歷;中國CSP產業中則充滿了大量本土“破繭而出”的創業者。隨著中國融資環境越來越好,一些在海外擁有技術專利的人士開始在中國尋找投資并落戶。這些手握專利的創業者并不容易獲得資本的青睞。在2011年三亞熱發電會議上,有超過十家投資公司希望從參會者中尋找到商業機會,但一年以后的會議上,這些投資者大都不見了蹤影。