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Jürgen Kern談光熱發電的現狀和未來趨勢
發布者：CSPPLAZA | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 7164查看 | 2015-07-08 17:28:00    
　　CSPPLAZA光熱發電網報道：中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA年會2015于6月25~26日在京盛大召開，德國航天局（DLR）太陽能熱發電高級研究員Jürgen Kern出席本屆大會并發表了題為“國際太陽能熱發電技術的發展現狀和未來趨勢”的主題演講。

下面刊出的是Jürgen Kern演講的主要內容：（注：本文根據大會錄像資料整理，文章內容未經演講者本人審閱）

　　大家早上好，十分感謝主辦方CSPPLAZA對我的邀請，非常高興來到中國與大家介紹一下德國航天局研究和發展的現狀和趨勢以及政策。我跟我的同事一起來做了這個幻燈片。

　　我介紹一下德國航天局過去40年做的工作，之后看一下太陽能和光熱領域的發展，之后看看德國航天局在中國的角色。

圖：Jürgen Kern發表(biao)演講


　　德國航天局主要是做航天領域的工作，主要是航空研究和技術，在近40年的工作中他一直致力于能源方面的工作。在能源領域我們有很多部門，有風能以及各種部門，我主要是做太陽能熱發電方面的工作。在航天局也有化學領域的部門、汽輪機等等。

　　可再生能源和太陽能，這里有很多可再生能源是大家所熟知的，在全球和中國都有應用，今天主要看一下太陽能的技術，包括PV、CPV、塔式、槽式、碟式，這些都是現有的主要技術，全球所顯現出來的主要技術。

如圖，1986年建造的槽式發電站，現在還在運行，用來給發電所有者帶來利潤

　　現在有很多技術在市場上可以獲得，有很多塔式項目也在實施，給大家談談一些能源技術不同的特點，可再生能源不同的特點到底有哪些。我非常感謝孫先生（指電力規劃設計總院孫銳副院長），他談到了電力的質量這很重要。另外還有一個典型的風場和光伏發電的情況，而且可以看到典型的聚光發熱，太陽光熱發電的情況，聚光太陽能有儲能的系統，CSP包括太陽能光伏發電的情況。

　　風能和光伏發電有很多波動，光熱發電包括光伏的安裝，一般來說可以產生峰值的負荷，如果是其他太陽能的發展，比如說兩個、三個、四個這樣的技術，這是基線負荷的發電，我們可以產生不同的質量，可以在基線、中線或者峰值的負荷進行光熱發電，有一級、二級、三級的存儲，這些都是人們所知道的質量，特別是當他們與一個售電網絡進行規劃的時候，在規劃整個國家發電系統的時候都要考慮到這些特性，這是非常重要的數值和特征，在進行光熱發電的時候不能忘記這些特點。

　　另一個問題是能源密度，比如說每平方公里的發電量，顯示出了能源的密度，每平方米可以發多少電，以瓦為單位。絕對的數量，生物制密度是5，地熱密度也是很低的程度，風能稍微高一些，特別是風能場所選擇比較好可以達到15。水電大概是250能源密度，這是平方公里獲得的密度，埃及以南的部分，如果在這里建一個光熱，在沙漠旁修建一個光熱發電場，那里有非常好的太陽照射。

　　可以把它進行運輸，有了網絡和電網的技術，就可以把這些電進行輸送，在過去的十年歐洲也在進行這方面的工作，我們要利用那里的太陽能，比如非洲有很優秀的環境，把它輸送到歐洲的東部（在比較糟糕的環境里用電），中國也經常在做這件事，30幾瓦在過去五年中的項目，并不需要我知道電是從遙遠的地點輸送到消費中心，在歐洲就開始這樣的工作，現在CSP技術發展的情況，比如說塔式、槽式、碟式等等。

　　加利福尼亞州的SEGS商業運營的光熱電站，1986年建造的裝機容量354MW，現在仍然在運行中，我們現在還有一些新的技術與項目。西班牙的(de)(de)槽式發電項目Andasol綜(zong)合體，09年(nian)開始運行的(de)(de)，配有7小時的(de)(de)儲(chu)熱系統，每年(nian)3600滿(man)負荷小時數。

　　當然我們也有一些新的項目，例如Solana發電站，是阿本戈在鳳凰州的項目，它配有六小時的儲熱系統，這是最先進的槽式技術。還有其他的新的加入到一些菲涅爾式技術，也就是說把槽變成了平的底，系統改裝比較小。在西班牙還有菲涅爾式技術的其他形式，該項目就結合了這種技術，并采用了空冷系統。目前，有很多電站被建設，并且大家把關注的焦點放在光熱發電行業上，這使得光熱發電取得了很好的發展，成本也得到了下降。

　　大家可以看到西班牙一些比較老的塔式發電項目，例如在西班牙的Gemasolar發電站，配有15小時的儲熱系統。裝機容(rong)量392MW的Ivapah發電站(zhan)，位于美國(guo)，有(you)三個集熱塔(ta)，并(bing)配有(you)347000個定日鏡。Crescent Dunes電站是裝機(ji)110兆(zhao)瓦的項目，位于美國內華達州(zhou)。

　　很多的公司都在建塔式的項目，我是來自于德國的蘇格爾，我們一百年前就在進行創新，在我的故鄉我們也有兩個技術，一個是柴油機的項目，另外是另外一種發動機的項目。我們在考慮哪種是更好的一種發動機，現在也在思考，到底哪種發電技術比較好，究竟是槽式還是塔式，這兩者都有各自的優缺點，這兩個技術我們都需要。也許我們需要把這兩者進行融合，我們也在對未來進行改進。

　　光熱發電中最重要的一點就是儲熱系統，儲熱系統可以區別光熱發電與光伏發電，現在很多的系統都是用的熔鹽儲熱，但是還有其他的技術正在開發或者說正在應用，比如說混凝土的存儲，把混凝土進行加溫，加到很高的溫度，這樣的電力系統用到它，而且還在開發其他的材料，大家也不能忘記過去的一些材料，可以把它進行材料，如果說它的效率不高的話。

　　還可以進行其他的儲能方式的設計，如果說在進行應用的時候，可以用到水灌或者水槽、儲水塔也是很重要的，更重要的是儲能系統是光熱發電中很重要的一點。

　　下面我再說一下可再生能源的成本問題，可再生能源技術最近IRENA做的報告，光熱正在不斷的下降，但是成本仍然有一些高，可能比光伏發電更高一些，我們不能僅僅看價格，還要看價值和質量，光熱發電的質量與光伏發電不可同日而語。

　　實際上我們在西班牙開發了很多項目，西班牙正在開發的一個項目，其中有些電場正在試運轉，世界上其他一些國家當然也包括中國也在不斷的安裝光熱發電場的設備，安裝儲能設備的價格是在不斷下降的。1980年代價格是很高位的，60美分每度電，現在已經下降了很多，達到了20或15美分甚至更低。

　　現在在美國和西班牙有很多的絕緣，比如說智利和摩洛哥等北非的地區，在南非有很多的光熱發電項目正在建造之中，或者是在規劃階段中。如果把技術進行比較，現在大部分都是槽式的項目，如果看一下目前在建的項目，塔式的重要性不斷的提升，還有一些碟式也在不斷的增加份額。

　　中國光熱發電作用是什么呢？對比其他的金磚五國（BRICS），包括中國、南非、印度、巴西、俄羅斯，在可再生能源中用到了太陽能發電，特別是巴西和中國，巴西水電過去十年有很大程度的增長，水電的項目現在開發的數量是有限的。中國在風能發電、太陽能技術這方面有了更多的進展，那么光熱發電未來成功是什么樣的情況呢？我們可以看到光熱項目在南非做得很成功，因為有一些光熱發電站已經建造起來，是利用市場運轉而不是依靠獲得很多的補貼，這就顯示出光熱發電站對南非來說是很成功的案例。

　　南非有很優秀的日照情況，南非一個輻射的情況，深紅色是顯示很高的輻射，每平方米每年3000單位，我們有3000GW的發展潛力，這也是很可觀的現狀。

　　再看其他的國家，巴西同樣也有著比較不錯的發展條件，巴西的光熱裝機潛力僅僅只能達到1500 GW，印度更低一些，只能達到區區1000 GW。中國的情況，我們有不同區域，有的地方條件是不錯的，可以看到很多白色的區域，把這些區域隔離出來，因為它對于我們的電場不太合適，比較適合于修電場的地方，和基數的負荷進行對比，去年進行了對比，北京去年那次會議上進行的對比，中國裝機容量，包括煤電和水電裝機容量，光熱會代替很多的其他技術的作用。

　　最后我來做一下總結，光熱發電在所有的金磚五國中有很大的潛能，也是光
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