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導讀：天(tian)然氣供應量(liang)從(cong)40%大幅降至(zhi)10%以(yi)下，供熱成本(ben)從(cong)20歐元/MWh升(sheng)至(zhi)140歐元/MWh，嚴(yan)重依賴俄羅斯天(tian)然氣的德(de)國正在(zai)積極嘗試各種綠色加(jia)熱技(ji)術來為重工業脫(tuo)碳尋求出路。

據外媒消息，面對嚴(yan)峻的能(neng)源形勢，DLR（德國宇航(hang)中(zhong)心）太(tai)陽研究(jiu)所負責人Robert Pitz Paal在不久前召開的Solar PACES大會上表示(shi)，聚光熱利用技術(shu)將是促進德國實現(xian)工業(ye)脫碳的四種重(zhong)要(yao)可(ke)再生能(neng)源方(fang)案之一。

據悉，為(wei)了使德(de)國盡快完成(cheng)工業(ye)脫碳，德(de)國政府提供(gong)了55%的補(bu)貼（符合(he)可(ke)再生過程熱(re)支持(chi)條件(jian)的技(ji)術包(bao)括太陽能熱(re)系統(tong)、生物質鍋爐和熱(re)泵等，中小企業(ye)可(ke)以申請占投資(zi)額55％的贈款(kuan)）以加快工業(ye)用熱(re)向綠色(se)熱(re)能過渡，并(bing)有望使聚光熱(re)利用技(ji)術的投資(zi)回收期(qi)降至3年以下(xia)。

圖：歐洲天(tian)然氣(qi)進口和分銷示意圖

由于德(de)(de)國DNI值（太陽能直(zhi)射輻射）僅為(wei)1000 kWh/m2.y左(zuo)右，一直(zhi)以(yi)來，通過將反(fan)射的太陽光集中到(dao)太陽能接(jie)收器上產生熱量來為(wei)工(gong)業過程提(ti)供熱能的思路似(si)乎(hu)并不適合德(de)(de)國以(yi)及中歐國家(jia)。

“但(dan)在(zai)如此高(gao)的天(tian)(tian)然(ran)(ran)氣價格下，即使在(zai)德國和中歐國家(jia)，現在(zai)也可以利(li)用聚光熱(re)利(li)用技術代(dai)替天(tian)(tian)然(ran)(ran)氣為(wei)工業生(sheng)產提供過程熱(re)或(huo)構(gou)建熱(re)力網絡。商業化項目(mu)實測數據顯示(shi)，與昂貴(gui)的天(tian)(tian)然(ran)(ran)氣相比，光熱(re)項目(mu)開始具備成本優勢。”Robert Pitz Paal說(shuo)。

圖：比利(li)時——低(di)DNI太陽熱(re)地區光(guang)熱(re)成功案例

在大會中(zhong)，Robert Pitz Paal詳細對比了可(ke)再(zai)生(sheng)能源電解制氫、聚(ju)光熱利用(yong)（CST）、地熱和生(sheng)物質等四種可(ke)替代化(hua)石(shi)燃料燃燒供熱的(de)可(ke)再(zai)生(sheng)能源方案的(de)利弊。

圖：中歐地區四種(zhong)可再生供熱技術參數對比(bi)

據Robert Pitz Paal介紹，對(dui)比來看(kan)，上述四種技術(shu)(shu)路線中(zhong)CST技術(shu)(shu)的(de)(de)土地占(zhan)地最少，成本最低；更讓人意(yi)外的(de)(de)是，在很多(duo)工(gong)業(ye)用熱溫度高達400℃的(de)(de)歐(ou)洲(zhou)地區也擁有充足的(de)(de)太陽能資源。

下為四種可再生能源供熱方案優劣勢介紹：

1、綠氫

據悉，目前歐(ou)(ou)洲(zhou)光伏發電成(cheng)本約為6歐(ou)(ou)分/kWh，利用太(tai)陽能(neng)或(huo)風能(neng)電解制(zhi)氫的成(cheng)本將更(geng)高。

Robert Pitz Paal表示，將(jiang)太陽能(neng)轉(zhuan)化(hua)為氫氣(qi)然后再燃燒是(shi)一種非常昂貴的使用方式。燃燒氫氣(qi)產生的熱(re)量成本遠遠超過15或(huo)20歐分/kWh，所以現在僅僅為了產生工(gong)藝熱(re)量而替代天然氣(qi)并不具有競爭力。

2、聚光熱利用（CST）

即使在(zai)光資源(yuan)條件不算優異的(de)德國，聚光熱(re)利用技術也可(ke)以通過(guo)蓄熱(re)器24小(xiao)時連續產生(sheng)高(gao)達400°C的(de)熱(re)量，或者可(ke)以直(zhi)接輸送到熱(re)電(dian)聯產廠(chang)（CHP），與現有系(xi)統耦合同時產生(sheng)電(dian)力和250°C的(de)熱(re)量。

Robert Pitz Paal表示：“目前(qian)，熱電(dian)聯產(chan)(chan)(chan)廠(chang)都使用化(hua)(hua)石(shi)燃料(liao)。在熱電(dian)聯產(chan)(chan)(chan)廠(chang)，你(ni)可(ke)以同時獲得電(dian)力和工(gong)藝(yi)團隊，因此將(jiang)聚光熱利用系統(tong)耦合(he)進現有系統(tong)非常可(ke)行——你(ni)只需將(jiang)熔鹽(yan)儲存的熱量輸送到熱電(dian)聯產(chan)(chan)(chan)工(gong)廠(chang)來產(chan)(chan)(chan)生(sheng)蒸汽，來代替化(hua)(hua)石(shi)燃料(liao)燃燒所生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的蒸汽即(ji)可(ke)。”

3、地熱能

地(di)(di)熱(re)能可直接或通過輸送至熱(re)電聯產(chan)機組以提供(gong)全天候熱(re)量并(bing)用于供(gong)熱(re)和供(gong)電。但Robert Pitz Paal指出(chu)，找到開采(cai)地(di)(di)下地(di)(di)熱(re)資(zi)源的最佳地(di)(di)點(dian)并(bing)非一(yi)帆風順，這種不確定性意味著(zhu)投資(zi)人面(mian)臨著(zhu)高風險，從而增(zeng)加了成(cheng)本。

Robert Pitz Paal介紹道：“我(wo)們在(zai)德(de)國經歷了(le)這(zhe)樣一種情況(kuang)：鉆一個幾公(gong)里深(shen)的洞，卻找不(bu)到200°C至300°C的預期熱源，因此，在(zai)尋找過程中所(suo)投入的時(shi)間和精(jing)力都浪費了(le)。”

4、生物質

生物質(zhi)雖然能夠在1000°C以(yi)上(shang)的(de)溫度下燃燒產生熱量以(yi)滿足(zu)(zu)鋼鐵(tie)或水(shui)泥(ni)的(de)高(gao)溫需求，但其土地使(shi)用受到限制。一般工(gong)業領域實際使(shi)用的(de)是沼氣，但沒有足(zu)(zu)夠的(de)沼氣來滿足(zu)(zu)工(gong)業過(guo)程的(de)需要。

Robert Pitz Paal指出，目前普遍存(cun)在(zai)一(yi)個障礙——很多(duo)需(xu)要且可(ke)(ke)以采用可(ke)(ke)再(zai)(zai)生能(neng)源(yuan)的行業普遍忽視了可(ke)(ke)再(zai)(zai)生能(neng)源(yuan)這(zhe)一(yi)選項。

工(gong)業(ye)界(jie)對天(tian)然氣(qi)、石油和煤炭最為(wei)熟悉，一個相(xiang)對認知度較高的(de)(de)(de)替代方案是光(guang)伏發電(dian)，然后將(jiang)其與電(dian)加(jia)熱(re)器搭配(pei)，但與聚光(guang)熱(re)利用(yong)（CST）技術相(xiang)比，光(guang)伏發電(dian)需要三倍(bei)的(de)(de)(de)土地(di)才能產生相(xiang)同的(de)(de)(de)熱(re)量，因此用(yong)光(guang)伏發電(dian)提供工(gong)業(ye)用(yong)熱(re)的(de)(de)(de)成本比CST更高。

Robert Pitz Paal表示，當(dang)前，充(chong)分認識到太陽能供(gong)熱(re)優勢的(de)德國監管機構設立(li)了55%的(de)補貼政(zheng)策，旨(zhi)在(zai)將聚光熱(re)利(li)用項目的(de)投資回收(shou)期縮短至3年(nian)以(yi)下。在(zai)此背景下，目前德國太陽能供(gong)熱(re)公司正如雨(yu)后(hou)春(chun)筍般涌現(xian)，但由于德國社(she)會整體對這(zhe)項技(ji)術知之甚(shen)少，將其用于工業(ye)供(gong)熱(re)的(de)商業(ye)化(hua)部(bu)署速度仍(reng)比較緩慢。

圖：歐(ou)洲各國加速淘(tao)汰(tai)化石(shi)能源，工業用熱的可再生選擇變得(de)更加重要

Robert Pitz Paal對此(ci)解釋說：“即(ji)使用能方(fang)聽說過(guo)這(zhe)(zhe)種技術(shu)方(fang)案，但(dan)因(yin)為(wei)許多工(gong)程公司并不了解這(zhe)(zhe)種技術(shu)，所(suo)以也不會推薦使用該技術(shu)。德國(guo)目(mu)前(qian)需(xu)要教育人們正(zheng)確(que)地進行(xing)設計，并真(zhen)正(zheng)發展這(zhe)(zhe)一(yi)領域的(de)(de)專業知(zhi)(zhi)識；同時，還(huan)需(xu)要知(zhi)(zhi)道(dao)如何進行(xing)設計的(de)(de)人才和(he)(he)在德國(guo)看到更(geng)多的(de)(de)參(can)考(kao)項目(mu)。像(xiang)DLR這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)(de)公共研究(jiu)實驗室可(ke)以為(wei)上述活動提供支持，例如，通過(guo)提供模擬工(gong)具使工(gong)程公司能夠實際進行(xing)正(zheng)確(que)的(de)(de)分析和(he)(he)設計，并幫助監測確(que)保此(ci)類項目(mu)在技術(shu)上取(qu)得成(cheng)功。”

附英(ying)文報道鏈接：//helioscsp.com/dlr-finds-concentrated-solar-power-is-ideal-renewable-to-decarbonize-german-industry/