國內(nèi)光熱技術(shù)，被深圳一家民營企業(yè)帶上了新的臺(tái)階。
從1700萬歐元的設(shè)計(jì)入手，深圳市金釩能源科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“金釩能源”）率先實(shí)現(xiàn)高溫熔鹽槽式太陽能發(fā)電示范回路并網(wǎng)發(fā)電，其15個(gè)小時(shí)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，代表了目前國際最高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
日前，在位于深圳灣一號(hào)的金釩能源會(huì)議室內(nèi)，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者首次見到這位核電系統(tǒng)出身的企業(yè)創(chuàng)始人官景棟，他身著紅色短袖，戴著無框眼鏡，握手堅(jiān)實(shí)有力。
技術(shù)出身的官景棟對(duì)光熱發(fā)電也是“半路出家”。不過，在講述過程中，每當(dāng)提到研發(fā)、技術(shù)時(shí)，他總是顯得神采奕奕，解釋術(shù)語常常使用舉例法或類比法。而到了成本核算環(huán)節(jié)，官景棟又如一個(gè)精明的賬房，仔細(xì)比對(duì)每一項(xiàng)支出。
光熱產(chǎn)業(yè)方興未艾，在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、發(fā)電成本高企的今天，官景棟對(duì)產(chǎn)業(yè)未來有著清晰的設(shè)想：通過自建產(chǎn)業(yè)鏈，系統(tǒng)集成，在數(shù)年時(shí)間內(nèi)將光熱發(fā)電價(jià)控制到0.5元/kWh水平，與火電成本持平。而中國廣袤的戈壁灘和荒漠，被官景棟視為最大的舞臺(tái)。
“其實(shí)在戈壁灘上沒想象中那么蒼涼，篝火點(diǎn)起來，羊烤起來，滿滿的月亮一上，古往今來描述大漠、月亮的詩詞心里油然而起，很美?！惫倬皸潓?duì)這片土地充滿無限的遐想。
技術(shù)選擇
10月12日，全球首個(gè)高溫熔鹽槽式太陽能發(fā)電示范回路在甘肅阿克塞戈壁正式并網(wǎng)發(fā)電，其15個(gè)小時(shí)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，代表了目前國際最高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)光熱發(fā)電技術(shù)設(shè)計(jì)思路由金釩能源從歐洲引起，經(jīng)過多年研究與建設(shè)，率先成功實(shí)現(xiàn)示范項(xiàng)目驗(yàn)證。
“高溫熔鹽、槽式這幾個(gè)詞一個(gè)都不能少，缺一個(gè)都不是第一。驗(yàn)證回路的意義在于電站的每一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)、設(shè)備環(huán)節(jié)、運(yùn)行環(huán)節(jié)，都在我這回路里面體現(xiàn)出來了。未來電場(chǎng)就是由這樣一個(gè)個(gè)回路并起來，就像蜂窩一樣。”金釩能源董事長(zhǎng)官景棟面對(duì)光熱技術(shù)的突破依舊保持著技術(shù)專家的嚴(yán)謹(jǐn)。
與利用半導(dǎo)體硅的光生伏特效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓夥l(fā)電不同，光熱發(fā)電則是通過聚光裝置將太陽光聚集到吸熱裝置，從而加熱吸熱裝置內(nèi)的介質(zhì)（水、導(dǎo)熱油、高溫熔鹽等），然后經(jīng)傳熱換熱產(chǎn)生高溫氣體或流體，再通過機(jī)械做功直接轉(zhuǎn)化為三相交流電。
而根據(jù)聚光方式的不同，光熱發(fā)電可分為四種技術(shù)路線：槽式、塔式、碟式、菲涅爾式。其中，槽式和塔式是目前兩種主流的光熱利用技術(shù)。
“后端的發(fā)電其實(shí)和火電、核電是一摸一樣的，非常穩(wěn)定。區(qū)別主要在前端，目前全世界的光熱發(fā)電體系里面83%以上都用槽式，雖然造價(jià)高，但系統(tǒng)比較穩(wěn)定。塔式在國際上開始建得比較多了，因?yàn)樗顿Y比較小，收益比較快，但其熱量很難穩(wěn)定，技術(shù)尚未成熟?！痹诩夹g(shù)路線選擇上，官景棟保持謹(jǐn)慎態(tài)度。不過出于對(duì)24小時(shí)穩(wěn)定發(fā)電并提高收益的渴望，其在2009年選定高溫熔鹽槽式發(fā)電技術(shù)作為突破方向。
實(shí)際上，由于介質(zhì)熔點(diǎn)不同，相應(yīng)儲(chǔ)熱時(shí)間相差巨大。以高溫熔鹽作為介質(zhì)可以加熱到580度，儲(chǔ)熱時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十幾個(gè)小時(shí)，從而保證夜間發(fā)電熱量，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷發(fā)電。而100度熔點(diǎn)水介質(zhì)及360度熔點(diǎn)的導(dǎo)熱油無法完成。
“國內(nèi)棄風(fēng)棄光之所以嚴(yán)重，是因?yàn)楣夥?、風(fēng)電屬于不穩(wěn)定電源，做不到24小時(shí)發(fā)電，容易對(duì)電網(wǎng)安全構(gòu)成沖擊。”官景棟解釋。
在此之前，全球范圍內(nèi)并未有成型的高溫熔鹽槽式電站，僅有歐盟HITECO項(xiàng)目提出在槽式電站中用高溫熔鹽來取代導(dǎo)熱油的設(shè)想。官景棟引進(jìn)該構(gòu)想與設(shè)計(jì)并耗資1700萬歐元，隨后他又花了1000萬歐元買來歐洲專利、概念和設(shè)計(jì)。
然而，在項(xiàng)目建設(shè)和實(shí)際操作過程中，卻并非“一帆風(fēng)順”，甚至是“困難重重”。重金研發(fā)并取得專利的國外設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重應(yīng)用偏差，即便是聘請(qǐng)來的意、德頂尖公司的科技人員，也無法解決一些現(xiàn)場(chǎng)存在的技術(shù)難題。
“我們后來發(fā)現(xiàn)把一個(gè)設(shè)計(jì)變成現(xiàn)實(shí)差距是無窮遠(yuǎn)，多少個(gè)跟頭都栽在里面。但反過來，我們摔的這些跟頭，這些實(shí)踐，才實(shí)現(xiàn)由理論模型連接實(shí)體構(gòu)件的科研技術(shù)成果落地。目前，我們申報(bào)的各項(xiàng)專利已經(jīng)獲證168項(xiàng)，正在辦的更多。我們已經(jīng)擁有了完整的自主專利體系，也就是說，將來老外得向我們?cè)儋I材料、買技術(shù)了。”官景棟回憶技術(shù)研發(fā)過程熱情飽滿。
成本控制
出于對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量的嚴(yán)苛要求，阿克塞項(xiàng)目合作方均選擇歐洲光熱技術(shù)領(lǐng)域翹楚，包括意大利國家新技術(shù)、能源和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展局ENEA，唯一能夠生產(chǎn)550度熔鹽集熱管的意大利阿基米德太陽能公司、Reflex太陽能反射鏡公司、開發(fā)世界首個(gè)熔鹽熱轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用的德國林德集團(tuán)以及提供支架及跟蹤系統(tǒng)的瑞士SAREA公司等。
“為什么是這些公司跟我合作，因?yàn)閺纳蟼€(gè)世紀(jì)80年代到現(xiàn)在，只有他們參與的項(xiàng)目已經(jīng)是在運(yùn)行至今超過30年沒有出過停堆的事故?！惫倬皸潓?duì)光熱產(chǎn)業(yè)歷史如數(shù)家珍。
實(shí)際上，國內(nèi)光熱產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱也是不容忽視的原因之一。例如，反射鏡此前國內(nèi)僅能生產(chǎn)電視屏幕大小，但電場(chǎng)需要2平米一個(gè)；集熱管需要耐高溫550度以上；而光熱發(fā)電要求的跟蹤精度為正負(fù)1.2毫弧度，相當(dāng)于1度角除以1000，而集熱器還要抵御六級(jí)大風(fēng)并穩(wěn)定運(yùn)行25年以上。光熱發(fā)電系統(tǒng)相當(dāng)于一架精密的光學(xué)儀器。
正由于設(shè)備、原材料價(jià)格高啟，導(dǎo)致光熱項(xiàng)目前期投入大、發(fā)電成本高。官景棟舉例介紹，一片反射鏡從歐洲買的話要150歐元一片，我們一個(gè)電廠要用40萬片。高溫熔鹽，學(xué)名熔融鹽，從智利買回來要1000歐元1噸；意大利集熱管1.3萬歐元一根，而跟蹤裝置更是高達(dá)幾百萬歐元。
“光伏電站前期投資最早時(shí)候也要1千瓦2萬，現(xiàn)在降到7千元。光熱電站現(xiàn)在是4萬塊，處于天花板上，但兩年內(nèi)國內(nèi)能夠降到2萬塊?！惫倬皸潓?duì)光熱產(chǎn)業(yè)前期作出積極的判斷。
“主要兩方面，第一個(gè)是自有技術(shù)體系下的國產(chǎn)化，還是回到剛才的話題，不用買150歐的反射鏡，不用買1.3萬歐的集熱管，不用買1千歐元的鹽，自己生產(chǎn)成本能夠下降一半以上。第二是規(guī)模化生產(chǎn)，我建一個(gè)電站要20個(gè)億，建第二個(gè)18個(gè)億就夠了，因?yàn)楣に嚬踩冢蟮某杀緯?huì)逐步下降?！惫倬皸澖忉?。
實(shí)際上，通過技術(shù)引進(jìn)實(shí)現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)化，并打造光熱產(chǎn)業(yè)鏈條是官景棟一直就有的想法。2015年起，官景棟便在天津建設(shè)全球第一個(gè)光熱產(chǎn)業(yè)園，致力于熔鹽槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)的研究開發(fā)、技術(shù)引進(jìn)、裝備制造、系統(tǒng)集成以及光熱電站的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營及維護(hù)。
產(chǎn)業(yè)前景
去年12月15日，能源局下發(fā)《太陽能利用“十三五”發(fā)展規(guī)劃征求意見稿》提出，到2020年底，要實(shí)現(xiàn)光熱發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到10GW，光熱發(fā)電建設(shè)成本要達(dá)到20元／W以下，發(fā)電成本接近1元／kWh。
今年9月1日，發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于太陽能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》，核定太陽能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)為1.15 元/kWh，并明確上述電價(jià)僅適用于國家能源局2016年組織實(shí)施的示范項(xiàng)目。
9月13日，國家能源局正式發(fā)布《關(guān)于建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的通知》，共20個(gè)項(xiàng)目入選國內(nèi)首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目名單，金釩能源5萬千瓦項(xiàng)目入列其中。20個(gè)項(xiàng)目總裝機(jī)容量134.9萬千瓦，分別分布在青海、甘肅、河北、內(nèi)蒙古、新疆等省市及自治區(qū)。原則上應(yīng)在2018年底前建成投產(chǎn)。
“實(shí)際上，這20個(gè)項(xiàng)目中絕大多數(shù)都沒有備案與核準(zhǔn)，僅有3個(gè)通過核準(zhǔn)包括阿克塞項(xiàng)目、中廣核和浙江中控的項(xiàng)目。”官景棟透露。
從當(dāng)前來看，要實(shí)現(xiàn)到2020年實(shí)際并網(wǎng)目標(biāo)并不容易。除了克服資金、技術(shù)、施工上的種種難關(guān)之外，面對(duì)行業(yè)政策、準(zhǔn)入門檻、實(shí)施規(guī)范等等，與行政部門的溝通與認(rèn)可，也是耗力費(fèi)時(shí)。
據(jù)介紹，金釩能源的報(bào)審文件上，從上到下、從南到北的各類紅頭公章多達(dá)一百多枚，很多都是行業(yè)內(nèi)唯一的批準(zhǔn)。涉及“國家能源局的批復(fù)”、“各部委項(xiàng)目可行性研究報(bào)告及其技術(shù)審查意見”、“省市規(guī)劃主管部門同意廠址選擇的意見”、“國土資源部門同意廠址用地的意見”、“項(xiàng)目環(huán)評(píng)影響的意見”等十九個(gè)大類。
不過，官景棟對(duì)光熱產(chǎn)業(yè)依舊充滿信心，“全球都在提速光熱產(chǎn)業(yè)，但中國人的參與可以更快實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)。從七五啟動(dòng)但滯后到十三五，中國光熱發(fā)電應(yīng)盡快規(guī)模化建設(shè)，每平方公里荒原可帶來每年上億元的產(chǎn)出。”
隨著阿克塞戈壁5萬千瓦熔鹽槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目正式并網(wǎng)發(fā)電，官景棟對(duì)中國廣袤的戈壁灘和荒漠充滿無限的遐想。
“樂觀預(yù)測(cè)，到2030年，中國光熱發(fā)電將至少達(dá)到100GW以上裝機(jī)，成就數(shù)萬億的大產(chǎn)業(yè)，并帶動(dòng)鋼鐵、玻璃及化工多個(gè)產(chǎn)能過剩行業(yè)。在國外的市場(chǎng)則會(huì)更大，依托國內(nèi)現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，有能力形成國際競(jìng)爭(zhēng)力，大規(guī)模降低光熱發(fā)電的成本并達(dá)到取代火電的水平?！惫倬皸澭凵駡?jiān)定。
