現(xiàn)在時間2010年。對于剛剛啟動的中國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)來說，也許要向后看10年，20年，方能看清楚，這個時間節(jié)點(diǎn)對于一個即將來臨的新時代究竟意味著什么。

這一年，技術(shù)先進(jìn)、實(shí)力雄厚的國外公司紛紛在中國尋求自己的合作伙伴，搶灘世界上最大的發(fā)電市場；這一年，中國第一個1MW太陽能熱發(fā)電示范電站有望建成并網(wǎng)；這一年，醞釀中的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或?qū)⒊雠_，來自政府的補(bǔ)貼政策也有望激勵投資者入場，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速。

在經(jīng)濟(jì)性上變得更具吸引力的太陽能熱發(fā)電有望成為未來電力市場上支柱性的能源形式之一。但是在起步階段，這一新興行業(yè)發(fā)展的規(guī)模和速度將首先取決于政府視其為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)而出臺的補(bǔ)貼政策，其次則要靠通過技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模發(fā)展提高持續(xù)降低成本的能力。

我的夢想——利用太陽能來照亮整個地球指日可待！

這是來自美國的eSolar公司創(chuàng)辦人Bill Gross喊出的雄心勃勃的口號。eSolar作為全球僅有的三家太陽能熱發(fā)電技術(shù)商業(yè)化運(yùn)營商之一為國人所熟知，并非是因?yàn)檫@句激蕩人心的口號，而是其在今年1月9日與我國的蓬萊電力簽署了50億美元的2000 MW塔式太陽能熱發(fā)電合同。

在媒體的廣泛報道中，上述合作被視為“填補(bǔ)了中國太陽能熱發(fā)電技術(shù)空白”。

與此同時，我們才發(fā)現(xiàn)，中國尚沒有一座真正意義上的太陽能熱發(fā)電廠。目前在建預(yù)計將于2010年年底建成的最大太陽能熱發(fā)電示范電廠為1 MW。

中國太陽能熱發(fā)電的現(xiàn)狀投射出與國際先進(jìn)水平之間真實(shí)的差距。在西班牙、美國等國太陽能發(fā)電企業(yè)已經(jīng)在謀求成為世界范圍內(nèi)的領(lǐng)軍者，紛紛搶灘中國市場時，中國尚未確立太陽能熱發(fā)電的戰(zhàn)略地位，補(bǔ)貼政策付諸闕如，技術(shù)研發(fā)投入滯后，這令不少業(yè)內(nèi)專家憂心如焚。

各國競逐太陽能熱發(fā)電

太陽能熱發(fā)電正成為世界范圍內(nèi)可再生能源領(lǐng)域的投資熱點(diǎn)。翻開世界太陽能熱發(fā)電版圖可以發(fā)現(xiàn)，目前太陽能熱發(fā)電站遍布美國，西班牙，德國，法國，阿聯(lián)酋，印度，埃及，摩洛哥，阿爾及利亞，澳大利亞等國家。

2009年7月，12家大型公司在德國慕尼黑簽署備忘錄，啟動“沙漠行動計劃”。通過在中東及北非地區(qū)建立一系列聯(lián)網(wǎng)的太陽能熱發(fā)電站，滿足歐洲15%的電力需求以及電站所在國家的部分電力需求。2009年10月30日，DII有限責(zé)任公司成立。公司股東包括ABB，德意志銀行，肖特和西門子等12家公司。

美國能源部太陽能辦公室計劃處主任Thomas Rueckert博士在2009 太陽能熱發(fā)電技術(shù)國際論壇上透露，美國能源部在太陽能熱發(fā)電研究與發(fā)展方面的投資在逐年增加，2009年預(yù)算為2431萬美元，2010年達(dá)到7842萬美元，其目標(biāo)是到2020年熱發(fā)電承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷。

在接受《科學(xué)時報》記者采訪時，來自科技部“十一五”“863”重點(diǎn)項(xiàng)目“太陽能熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)示范 ”研究人員杜茜介紹說，目前國際上正在運(yùn)行的太陽能熱發(fā)電裝機(jī)容量已超過660MW。

根據(jù)美國能源咨詢機(jī)構(gòu)EER的研究報告《2009~2020年全球聚光型太陽能熱發(fā)電市場和戰(zhàn)略》，早在2009年4月全球正在建設(shè)的太陽能熱發(fā)電裝機(jī)已達(dá)1200MW。而2009年11月，西班牙發(fā)布政府公告，宣布2012年西班牙太陽能熱發(fā)電的裝機(jī)目標(biāo)為1850 MW。此外，美國加州能源局正在審批的太陽能熱發(fā)電裝機(jī)容量則達(dá)4802MW。

目前中國太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目主要由科技部支持，進(jìn)行自主技術(shù)的研發(fā)和示范電站建設(shè)。按照有關(guān)計劃路線圖，預(yù)計在2010年我國建成1MW實(shí)驗(yàn)電站及研究基地，證實(shí)技術(shù)可行性后，逐步在2015年建設(shè)10～100MW示范電站，2020年建成荒漠地區(qū)100～1000MW的商業(yè)實(shí)用電站。如上述路線圖順利實(shí)施，預(yù)計2020年后可開始規(guī)模化建設(shè)。

值得關(guān)注的是，在資本市場的推動下，近年來中外企業(yè)紛紛爭取在中國太陽能輻照資源優(yōu)勢地區(qū)上馬太陽能發(fā)電項(xiàng)目，意在跑馬圈地，以期在未來電力市場競爭中占據(jù)主動甚至主導(dǎo)地位。

在接受《科學(xué)時報》記者采訪時，eSolar的中國合作方之一的華電工程（集團(tuán)）有限公司總工程師黃湘坦言，引進(jìn)eSolar技術(shù)進(jìn)入中國，他本人的態(tài)度“其實(shí)是非常猶豫的”，“這有一個自主知識產(chǎn)權(quán)的問題，恰恰是國外的太陽能熱發(fā)電發(fā)展比中國快，但是中國也起步了?，F(xiàn)在第一個應(yīng)用國外的先進(jìn)技術(shù)，可能會引導(dǎo)將來這種技術(shù)最能得到推廣，從而占據(jù)市場主導(dǎo)地位”。

“大家都在起跑線上，為什么中國不快跑一步呢？恰恰在研發(fā)階段投入中國是最吝嗇的到快成功了，中國投錢又是最大方的。為什么不在科研上多投入一些，發(fā)展有自己知識產(chǎn)權(quán)的太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)呢？”

據(jù)黃湘分析，對于太陽能熱發(fā)電能否作為未來支柱性能源形式，在美國本土也有不同的認(rèn)識，eSolar之所以肯投入50億美元在中國發(fā)展太陽能熱發(fā)電技術(shù)，一方面是希望通過示范，提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以確定技術(shù)路線，同時還以此進(jìn)軍中國市場，占領(lǐng)先機(jī)。

而據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，在上述撒哈拉太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的整體產(chǎn)業(yè)鏈分工布局中，一些歐洲企業(yè)已經(jīng)瞄準(zhǔn)中國市場，與國內(nèi)企業(yè)合作，計劃為其撒哈拉項(xiàng)目提供成本低廉的產(chǎn)品，最終產(chǎn)生的電力將通過大規(guī)模電網(wǎng)源源不斷地送往歐洲各國。

在這一輪競爭中，中國會否淪為可再生能源領(lǐng)域又一個“制造大國”？

中國太陽能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)示范破冰

全年日照2600小時以上的延慶，是北京地區(qū)太陽能資源最豐富的地區(qū)。當(dāng)?shù)刈匀粭l件較為惡劣，適宜在不同氣候條件下進(jìn)行太陽能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)示范。落戶于此的科技部“863”計劃1MW級別的太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目，據(jù)悉將于2010年底建成并網(wǎng)，最終其規(guī)模將發(fā)展到100MW發(fā)電級別。

在上述“863”項(xiàng)目的基礎(chǔ)之上，2009年，中國科學(xué)院電工研究所牽頭申請的“高效規(guī)?；柲軣岚l(fā)電的基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目，獲得國家“973”計劃立項(xiàng)支持。

黃湘目前擔(dān)任該項(xiàng)目首席科學(xué)家。據(jù)了解，項(xiàng)目聚焦的三個關(guān)鍵科學(xué)問題為：太陽輻射能流聚集—吸收的時空協(xié)同輸運(yùn)及轉(zhuǎn)換規(guī)律；極端條件下熱能傳輸蓄存機(jī)理及與材料組成結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)機(jī)制；非穩(wěn)態(tài)太陽能光—熱—功能量系統(tǒng)集成理論。并結(jié)合延慶項(xiàng)目對新原理、新方法和新材料進(jìn)行實(shí)證。[page]太陽能熱發(fā)電主要有槽式聚焦系統(tǒng)、塔式聚焦系統(tǒng)、碟式聚焦系統(tǒng)和反射菲涅爾聚焦系統(tǒng)等四種方式。目前已經(jīng)商業(yè)化運(yùn)行的主要是槽式和塔式，如延慶項(xiàng)目就是塔式系統(tǒng)。在光電效率方面，除了碟式達(dá)到30%以上，其他3種基本為15%左右。

目前，制約太陽能熱發(fā)電發(fā)展的主要技術(shù)障礙是聚光成本較高，在不穩(wěn)定太陽輻照下的系統(tǒng)光學(xué)效率和熱功轉(zhuǎn)換效率低。美國目前熱發(fā)電的發(fā)電成本是13~16美分/度電（無蓄熱），美國能源部的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)2015年8~11美分/度電（蓄熱6小時），2020年低于7美分/度電（蓄熱12~17小時）。

杜茜介紹道，目前熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展的方向是高參數(shù)，長時間蓄熱，24小時發(fā)電，可承擔(dān)電力基礎(chǔ)負(fù)荷發(fā)展；以模塊化技術(shù)為基礎(chǔ)，形成大容量太陽能熱發(fā)電廠。

雖然自主技術(shù)尚不成熟，但國內(nèi)的熱發(fā)電市場很大，杜茜表示，包括eSolar在內(nèi)，國內(nèi)宣布將建的熱發(fā)電容量已經(jīng)達(dá)到4GW。在技術(shù)方面，有些準(zhǔn)備和國外合作，有些則在等待中國自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成熟。

“國外技術(shù)封鎖很嚴(yán)，有些電站甚至不允許參觀。目前我國自己的技術(shù)即將進(jìn)入實(shí)驗(yàn)示范階段，在熱發(fā)電方面，中國應(yīng)該不會走完全引進(jìn)國外技術(shù)的道路?！彼f。

據(jù)記者了解，塔式熱發(fā)電系統(tǒng)所用到的定日鏡、吸熱器、集熱管等元件國內(nèi)都能生產(chǎn)，只是在高溫情況下的技術(shù)成熟度尚待考驗(yàn)。

“目前我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國外存在的差距主要在于，太陽能熱發(fā)電站系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)及集成技術(shù)還未掌握，目前由于還沒有實(shí)際建成并運(yùn)行的電站，因此一些具體技術(shù)還缺乏實(shí)用經(jīng)驗(yàn)，一些基本的檢測手段也欠缺?！倍跑缯f。雖然元件都可以批量生產(chǎn)，但都沒有在實(shí)際系統(tǒng)中進(jìn)行驗(yàn)證，只有建成了電站才有檢測手段和平臺。

據(jù)介紹，延慶的實(shí)驗(yàn)電站建成之后，也會搭建槽式和碟式的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，檢測各種方式的元件性能。通過這個試驗(yàn)平臺為以后的商業(yè)化推廣作準(zhǔn)備，打造完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

一個利好消息就是，由中科院電工所、中國華電集團(tuán)公司、皇明太陽能集團(tuán)有限公司等30多家單位已經(jīng)聯(lián)合成立了太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。

該聯(lián)盟的成立，將有助于推動我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)和裝備制造業(yè)的發(fā)展，同時，在確立太陽能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范行業(yè)發(fā)展方面有所建樹。目前該聯(lián)盟已提交術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)杜茜透露，示范電站建成之后，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有望出臺。

國家戰(zhàn)略支持值得期待

作為太陽能大規(guī)模發(fā)電的重要方式，太陽能熱發(fā)電具有一系列明顯優(yōu)點(diǎn)，首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根據(jù)國外研究僅有18g/kWh。另外，該技術(shù)在現(xiàn)有太陽能發(fā)電技術(shù)中成本最低，更易于迅速實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。此外，太陽能熱發(fā)電還具有非常強(qiáng)的與現(xiàn)有火電站及電網(wǎng)系統(tǒng)的相容性優(yōu)勢。

基于上述優(yōu)點(diǎn)，在黃湘看來，目前太陽能熱發(fā)電并未獲得與其發(fā)展?jié)摿ψ銐蛳喾Q的戰(zhàn)略地位以及相應(yīng)程度的重視。

從發(fā)展可再生能源發(fā)電戰(zhàn)略角度，黃湘算了一筆賬。按照國家發(fā)改委2007年的“可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃”，我國風(fēng)電和水電的等效裝機(jī)容量為3.4億和3.8億千瓦，生物質(zhì)能雖具有2.8億千瓦的容量，但作為生物質(zhì)能全部用于發(fā)電是不明智的。按照國家發(fā)改委能源研究所課題組以節(jié)能模型、低碳模型、強(qiáng)化低碳模型三種方式預(yù)測，2020年我國發(fā)電裝機(jī)容量分別為14億、13.3億、13.1億千瓦。

“可見，即使風(fēng)電和水電全部轉(zhuǎn)化為電能，我國的低碳和無碳發(fā)電裝機(jī)容量為8.3億千瓦，占2020年全部電力需求的59%，因此，其余部分由哪一種可再生能源提供，最有基礎(chǔ)并且已經(jīng)規(guī)模發(fā)展的太陽能應(yīng)用無疑是最誘人的形式?！秉S湘分析。

在當(dāng)前國際太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)競爭態(tài)勢下，戰(zhàn)略性機(jī)遇稍縱即逝。黃湘建議，國家應(yīng)盡快確立太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位，這將是能夠在未來形成規(guī)模應(yīng)用的最有效的能源形式。

“當(dāng)前尤其需要在政策層面上要予以大力度的支持?！秉S湘表示。

在當(dāng)前世界的每一個地區(qū)，對太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的政策補(bǔ)貼依然至關(guān)重要。在通向太陽能電力與傳統(tǒng)電力“同網(wǎng)同價”的進(jìn)程中，合理的補(bǔ)貼政策對吸引產(chǎn)業(yè)發(fā)展必需的投資是不可或缺的。對于中國而言，政府及時出臺補(bǔ)貼政策對太陽能熱發(fā)電發(fā)展的影響尤為重要。

記者在采訪中了解到，總體來說，太陽能熱發(fā)電目前在我國的政府中認(rèn)知度比較低，延慶示范電站一旦建成將對推動熱發(fā)電快速發(fā)展有一定作用。但行業(yè)內(nèi)最需要的還是政策支持。

中國科學(xué)院院士嚴(yán)陸光認(rèn)為：“我國太陽能熱發(fā)電還剛剛起步，存在一些特殊困難，需要國家給予特別的扶持?！?目前，國內(nèi)很多公司找到中科院電工研究所希望進(jìn)行合作開發(fā)，“但大家都在等國家的支持政策”，杜茜說。

據(jù)悉，國家發(fā)改委和財政部在不久前召開的可再生能源上網(wǎng)電價討論會上提出對太陽能熱發(fā)電將采取“一事一議”的政策。

技術(shù)創(chuàng)新的潛力也不容小覷。對于可再生能源領(lǐng)域，現(xiàn)在時間仿佛是一個躁動著新生命的前夜，革命性的技術(shù)突破隨時都有可能誕生。

具體到太陽能發(fā)電領(lǐng)域，目前，基于硅片的光伏技術(shù)、薄膜光伏技術(shù)和太陽能熱發(fā)電技術(shù)正在相互競爭，以獲得成本上的領(lǐng)先地位。

黃湘認(rèn)為，太陽能熱發(fā)電和光伏發(fā)電各有優(yōu)勢，前者尤其適合于規(guī)?；l(fā)展，集中供電，而后者更適宜于分布式應(yīng)用，適宜地區(qū)性、局部性發(fā)展?！皟烧卟豢善珡U，越是規(guī)?；l(fā)展太陽能熱發(fā)電，越是需要分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，兩者能夠相互補(bǔ)充。”

飽受詬病的太陽能發(fā)電的高成本問題，在黃湘看來并不成其為問題，解決問題的途徑在于通過提高發(fā)電效率和規(guī)?；瘧?yīng)用。

降低成本的途徑之一就是依靠技術(shù)進(jìn)步。在太陽能熱發(fā)電材料研發(fā)領(lǐng)域存在著大量的提高效率的機(jī)會，尋找到合適的材料將有可能把熱發(fā)電效率從現(xiàn)在的百分之十幾提高至百分之二十。

目前黃湘主持的“973”項(xiàng)目的目標(biāo)之一就是致力于材料領(lǐng)域的突破性研究，以提高太陽能利用效率，從而降低投資成本。另一方面，該項(xiàng)目也將在理論上試圖突破傳統(tǒng)熱功轉(zhuǎn)換的模型，并致力于尋找光—熱—功轉(zhuǎn)換過程中的提升效率的最佳點(diǎn)。

由于太陽能低密度的能量特性，決定了發(fā)展太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)將會占用大量土地。據(jù)黃湘介紹，相同規(guī)模的太陽能發(fā)電占地面積是火電的1000倍。但發(fā)電效率的提升將大幅降低對土地的需求。

黃湘舉例說，一臺效率是10%的30萬千瓦太陽能熱發(fā)電機(jī)組，占地可能達(dá)到10平方公里，如果效率提高至20%，占地面積立刻能夠降低一半，只有5平方公里，它的效益是非?？捎^的。同時，與農(nóng)業(yè)、工業(yè)甚至公路交通等結(jié)合，實(shí)現(xiàn)土地的綜合利用，也可以解決部分太陽能發(fā)電占地問題。

黃湘曾撰文分析，美國建成的太陽能電站發(fā)電成本大致折合2萬元每千瓦，中國火電發(fā)電成本為5000元，加上排放物處理成本會達(dá)到1萬元。通過提高太陽能熱發(fā)電效率，其發(fā)電成本有望低于每千瓦造價1萬元，這時候用火電和太陽能熱發(fā)電經(jīng)濟(jì)上是一樣的。

黃湘篤信，“太陽能熱發(fā)電和化石能源發(fā)電成本兩者相同，這一天可能會在10~20年后某一天到來”，屆時規(guī)?；l(fā)展就會實(shí)現(xiàn)。在化石能源因?yàn)槿諠u稀少將導(dǎo)致價格上漲的趨勢背景下，太陽能熱發(fā)電在經(jīng)濟(jì)性將變得更具吸引力。無疑，一個革命性的時代或?qū)⒕痛说絹怼?br />