光热发电新趋势

现在，我们面临两个压力：一是化石能源短缺，二是环境污染与气候的变化。这都要求我们发展替代能源。在国际上，光热发电被看作重要的技术途径，并将之视为未来的主力能源。按欧洲能源中心的预测，在2050年，光热发电在能源构成中占20%～30%的比例，而到2100年，这一比例会达到60%～70%。

然而，与光伏发电、风力发电相比，光热发电有何优势？集合了众多优势的光热发电，为何仍举步维艰？中国光热发电产业化过程中面临哪些困难？我们是否做好了人才、资本、技术、政策等准备？本刊记者专访北京工业大学环境与能源工程学院吴玉庭研究员。

能源新格局

《新经济导刊》：光热发电的技术原理是什么？与光伏发电、风力发电相比，光热发电有何优势？

吴玉庭：光热发电是把太阳能聚集起来，产生400～600度的高温热量把流体加热，然后让热的流体再去加热水或水蒸汽，驱动蒸汽轮机发电。从热转变成电的过程，基本与火力发电原理相同。火力发电是用锅炉，用烧煤把水变成水蒸汽，太阳能是用聚光设备替代锅炉。

光热发电，在将光转化成热的过程中，可以将多余的太阳能以热量的形式蓄积起来，在需要的时候，再输送热量发电。这也是光热发电最大的优势。光热发电能够与低成本、大规模的蓄热技术相结合是世界公认的。现在，世界上把光热发电看成未来一种主要的能源。

光伏发电和风力发电是直接把可再生能源变成电能，没有中间的蓄热过程，需要即发即用，或者只能用蓄电池储能，而蓄电池成本较高，寿命较短，因此，建设大规模电站用蓄电池储能是不可能的。因为太阳能、风力不稳定，光伏发电和风力发电的波动较大，这样造成供需不一致。当需要用电时，可能没有风或太阳，其应用就受到限制。所以在电网中，光伏发电和风力发电只能占较小的比例，否则可能对电网的安全性、可靠性带来挑战。

《新经济导刊》：为什么说光热发电会成为未来的主流能源形式，在量上是否有优势？

吴玉庭：煤电对化石燃料依赖严重，且并不环保；水电也受到诸多诟病；核电安全问题已经历历在目；风电不稳定因素太多了，其对电网的安全性带来考验；光伏发电也存在很多争议，在提炼多晶硅过程中就存在高耗能、高污染问题。综合看来，多方因素驱动转向光热发电。

我在给学生上课时，对各种可再生能源的资源总量进行了比较。如果把太阳能的资源总量比作一个杯子的话，那么生物质能、风能可能就是一个杯子底，地热能就更少了。而太阳能比较普遍，每个国家都有太阳能，从资源量上太阳能还有巨大的优势，只要世界上的沙漠利用1/100，就可以满足全世界的能源需求。风力发电虽然现在看来比较多、比较快，但现在风力发电发展空间不大，风场基本已经被圈完了，如果再要发展，只能到海上了。

《新经济导刊》：在太阳能发电领域，光伏发电的份额要比光热大很多吧？为什么具有如此多优势的光热发电，没有发展起来？

吴玉庭：对，中国从2007年才开始发展光热发电技术。在美国，从1981年到1991年间，曾做过9个光热发电站，总共35万kW的容量。从1991～2007年，光热发电技术就停滞不前了。因为，光热发电是有技术难度，而石油的价格后来比较低，所以光热发电没有持续。再后来，全球气候变化使人们重新审视未来能源路线，觉得光热发电还是比较有优势。

按国际主流机构的观点，结合美欧等既有光热电站的数据，光热发电的成本比光伏发电的成本要低，比风力发电成本高。如果再要加上蓄能的话，光热发电对比光伏发电的成本优势更明显，比风力发电也有优势。但国内光热发电基本没建成，而光伏发电价格被压得很低。

《新经济导刊》：为什么国内光伏发电价格被压得很低？

吴玉庭：原来国内光伏主要是靠出口，98%～99%出口到德国、西班牙，国内基本没什么光伏电站，后来当德国、西班牙等产业饱和后，就改变了政策，中国光伏出口受限，国外需求大幅下降。所以，现在光伏只能在国内寻求市场，就出现拼价格的恶性竞争。当然，不排除有些上市公司，可能其他原因考虑，虽然建光伏电站赔钱，但它们通过建电站，从金融市场融资。 “金太阳工程”支持光伏电站建设，国家会给一些补贴，给较高的上网电价。

产业化困境

《新经济导刊》：国内光热发电现状如何？

吴玉庭：目前，国内很多企业希望涉足光热发电。但到现在为止，国内还没有一个真正的光热电站建成，估计还得一两年的时间。比如浙江中控集团，是浙江大学的一些搞控制的老师与杭州锅炉厂、杭州汽轮集团联合各大电力公司，联合组建的一家公司。它们准备在青海建一个50MW的项目。

《新经济导刊》：中国光热发电滞后的原因是什么？

吴玉庭：光热发电涉及一系列关键技术，而中国起步较晚，基础技术需要一段时间攻关。直到2006年，中国才立了一个比较大的光热发电项目，由中科院电工所牵头来做，它们在八达岭延庆，建一个1MW的光热发电示范项目，现在定日镜和吸热器已做好，能出蒸汽了，再调试到发电还要半年到一年时间。

中国企业与国外企业不同，国外企业研发能力很强，每家企业都有很大的研发机构，特别重视研发，它们不仅自己研发，还主动找到科研院所高校合作。但中国除了少数大型国企，很多企业都没有相应的研发机构，比较急功近利，就是希望这个技术给它，它能够马上产生利润，不想投入资金研发。在中国做研发很难，从实验室到产业化过程中有个断层。

《新经济导刊》：光热发电是否完成了相应的人才储备？

吴玉庭：中国在可再生能源方向上还是缺少人才，我们原来热能动力工程专业主要是针对电厂、锅炉厂等设置的专业。北京工业大学、华北电力大学等从2007年开始设立可再生能源的方向，都属于行业的先驱。最近几年，各高校开始注重可再生能源。但现在，在可再生能源专业细化方面没有这么细，教育部的思路是不希望把专业分得太细，希望高校培养的学生是通才。如果专门设立光热发电专业，这样面太窄了，而学生的就业也受影响。

《新经济导刊》：在技术方面，光热发电也有些分化？

吴玉庭：光热发电技术很多。一个普遍的观点是，槽式发电是最成熟的技术，塔式发电是最有希望的技术。美国在1981～1991年间建设的9个电站全是槽式的，至今运行近30年了。而其运行到2003年，就将成本全部收回了，且有5亿美元的盈余。相信现在有更多的盈利。最近，西班牙建成的70万kW的电站，90%都是槽式的。而美国新上的一些光热发电项目，许多是塔式技术。

槽式发电技术的历史较早，其聚光比较低，可靠性比较高，不会存在烧毁、爆炸事故，但是，其效率偏低。尽管发展比较成熟，但其中几个关键部件的成本很高，未来成本降低的潜力小。塔式发电技术聚光比较高。如果用槽式，可能就只有400多度，而用塔式可能达到500～600度。温度越高，发电的效率越高，将来要降低成本，提高效率，塔式有很大潜力。而塔式发电技术的难点在于，聚光比太高，对吸热器技术要求很高。

《新经济导刊》：即便具备光热发电技术，但配套建设还没跟上，又阻碍了产业的发展。

吴玉庭：在某种程度上，这是矛盾的。按美国能源部的说法，技术走向产业化过程中有个断层，如果没有合适的扶持政策，可能技术就会夭折。内蒙鄂尔多斯去年底招标了一个50MW的太阳能热发电项目，确定的电价是9毛多钱，这9毛多来摊销成本，应该比较困难，因为开始时电站建设关键部件在中国没有形成大规模生产，成本肯定很高。

对于光热发电关键部件的生产商，有的技术不完全过关，有的技术虽然过关了，但在看市场，确认有市场他们才大量投入研发生产。如果没有政策支持，产业发展开始肯定非常困难，政府应该“扶上马，送一程”。美国的太阳能发电项目，都是由能源部出面担保，从银行贷款。我在《科学时报》发表过一篇文章，呼吁国家出台一些优惠政策。当然，政府也很无奈，能源技术种类很多，专家来自不同领域，意见也不一致，作为政府部门准确判断每一种能源技术的前景也较为困难。

《新经济导刊》：对于目前中国发展光热发电技术，您有怎样的建议？

吴玉庭：一是对于储能技术，应该引起足够的重视。二是中国在发展新技术方面，不注重掌握核心技术，不注重研发，存在盲目引进，造成产业竞争力下降，对产业健康发展是不利的。很多风力发电、光伏发电都是盲目引进国外的淘汰技术，因此希望注重研发，能够掌握自主技术。三是在中国的普遍现象是看到某项技术赚钱了，就一哄而上。市场并没有那么大，造成重复建设严重，最后形成恶性竞争，都通过压低价格，而技术也没什么进步。能否从国家层面，控制这种情况的发生？根据产业的市场容量，合理适度地发展，不要一下发展太快，因为光伏发电、风力发电都已出现了产能过剩的情况。