官景棟的光熱發(fā)電夢:數(shù)年內(nèi)將成本降至火電水平

發(fā)布時間:2016-10-24   來源:21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道

國內(nèi)光熱技術(shù),被深圳一家民營企業(yè)帶上了新的臺階。

從1700萬歐元的設(shè)計入手,深圳市金釩能源科技有限公司(以下簡稱“金釩能源”)率先實現(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個小時儲能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,代表了目前國際最高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

日前,在位于深圳灣一號的金釩能源會議室內(nèi),21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報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,握手堅實有力。

技術(shù)出身的官景棟對光熱發(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,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),官景棟又如一個精明的賬房,仔細(xì)比對每一項支出。

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)年時間內(nèi)將光熱發(fā)電價控制到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。

“其實在戈壁灘上沒想象中那么蒼涼,篝火點起來,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@片土地充滿無限的遐想。

技術(shù)選擇

10月12日,全球首個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個小時儲能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,代表了目前國際最高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該項光熱發(fā)電技術(shù)設(shè)計思路由金釩能源從歐洲引起,經(jīng)過多年研究與建設(shè),率先成功實現(xiàn)示范項目驗證。

“高溫熔鹽、槽式這幾個詞一個都不能少,缺一個都不是第一。驗證回路的意義在于電站的每一個技術(shù)環(huán)節(jié)、設(shè)備環(huán)節(jié)、運行環(huán)節(jié),都在我這回路里面體現(xiàn)出來了。未來電場就是由這樣一個個回路并起來,就像蜂窩一樣?!苯疴C能源董事長官景棟面對光熱技術(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,因為它投資比較小,收益比較快,但其熱量很難穩(wěn)定,技術(shù)尚未成熟。”在技術(shù)路線選擇上,官景棟保持謹(jǐn)慎態(tài)度。不過出于對24小時穩(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。

實際上,由于介質(zhì)熔點不同,相應(yīng)儲熱時間相差巨大。以高溫熔鹽作為介質(zhì)可以加熱到580度,儲熱時間長達(dá)十幾個小時,從而保證夜間發(fā)電熱量,實現(xiàn)24小時不間斷發(fā)電。而100度熔點水介質(zhì)及360度熔點的導(dǎo)熱油無法完成。

“國內(nèi)棄風(fēng)棄光之所以嚴(yán)重,是因為光伏、風(fēng)電屬于不穩(wěn)定電源,做不到24小時發(fā)電,容易對電網(wǎng)安全構(gòu)成沖擊?!惫倬皸澖忉?。

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。

然而,在項目建設(shè)和實際操作過程中,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)計存在嚴(yán)重應(yīng)用偏差,即便是聘請來的意、德頂尖公司的科技人員,也無法解決一些現(xiàn)場存在的技術(shù)難題。

“我們后來發(fā)現(xiàn)把一個設(shè)計變成現(xiàn)實差距是無窮遠(yuǎn),多少個跟頭都栽在里面。但反過來,我們摔的這些跟頭,這些實踐,才實現(xiàn)由理論模型連接實體構(gòu)件的科研技術(shù)成果落地。目前,我們申報的各項專利已經(jīng)獲證168項,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,將來老外得向我們再買材料、買技術(shù)了?!惫倬皸澔貞浖夹g(shù)研發(fā)過程熱情飽滿。
成本控制

出于對項目質(zhì)量的嚴(yán)苛要求,阿克塞項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,因為從上個世紀(jì)80年代到現(xiàn)在,只有他們參與的項目已經(jīng)是在運行至今超過30年沒有出過停堆的事故?!惫倬皸潓鉄岙a(chǎn)業(yè)歷史如數(shù)家珍。

實際上,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,但電場需要2平米一個;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大風(fēng)并穩(wěn)定運行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、原材料價格高啟,導(dǎo)致光熱項目前期投入大、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鉄岙a(chǎn)業(yè)前期作出積極的判斷。

“主要兩方面,第一個是自有技術(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)?;a(chǎn),我建一個電站要20個億,建第二個18個億就夠了,因為工藝共融,之后的成本會逐步下降。”官景棟解釋。

實際上,通過技術(shù)引進(jìn)實現(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、建設(shè)、運營及維護(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)電價政策的通知》,核定太陽能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價為1.15 元/kWh,并明確上述電價僅適用于國家能源局2016年組織實施的示范項目。

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)電示范項目的通知》,共20個項目入選國內(nèi)首批光熱發(fā)電示范項目名單,金釩能源5萬千瓦項目入列其中。20個項目總裝機(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)。

“實際上,這20個項目中絕大多數(shù)都沒有備案與核準(zhǔn),僅有3個通過核準(zhǔn)包括阿克塞項目、中廣核和浙江中控的項目?!惫倬皸澩嘎丁?/p>

從當(dāng)前來看,要實現(xiàn)到2020年實際并網(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,面對行業(yè)政策、準(zhǔn)入門檻、實施規(guī)范等等,與行政部門的溝通與認(rèn)可,也是耗力費時。

據(jù)介紹,金釩能源的報審文件上,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)”、“各部委項目可行性研究報告及其技術(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”、“項目環(huán)評影響的意見”等十九個大類。

不過,官景棟對光熱產(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現(xiàn)平價上網(wǎng)的目標(biāo)。從七五啟動但滯后到十三五,中國光熱發(fā)電應(yīng)盡快規(guī)?;ㄔO(shè),每平方公里荒原可帶來每年上億元的產(chǎn)出?!?/p>

隨著阿克塞戈壁5萬千瓦熔鹽槽式光熱發(fā)電項目正式并網(wǎng)發(fā)電,官景棟對中國廣袤的戈壁灘和荒漠充滿無限的遐想。

“樂觀預(yù)測,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),并帶動鋼鐵、玻璃及化工多個產(chǎn)能過剩行業(yè)。在國外的市場則會更大,依托國內(nèi)現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),有能力形成國際競爭力,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。”官景棟眼神堅定。

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