主办单位
 
国家太阳能光热产业技术创新战略联盟
中国可再生能源学会
中国工程热物理学会
中国电机工程学会
 
承办单位
兰州大成科技股份有限公司
中国科学院电工研究所
支持单位
敦煌市人民政府
中海阳能源集团股份有限公司
苏州诺威特测控科技有限公司
 
 

 

 

 
特别支持单位
 
 
协办单位
 
 
关注媒体
 
人民网
新华社
中国报道
中国电力报
中国证券报
国家太阳能光热联盟官方网站
太阳能学报
中国知网
CSP PLAZA光热发电网
光热资讯网
《太阳能》杂志
上海万方数据有限公司
活动家
 
 
 
2011太阳能热发电技术三亚国际论坛简报
[2013-07-31]

为加强国内外太阳能热发电技术相关领域之间的联系交流,促进我国太阳能热发电技术的商业化进程,由中国可再生能源学会、中国工程热物理学会、科技部高新技术发展及产业化司、国际能源署太阳能热发电和热化学组织、韩国太阳能学会联合主办,中国科学院电工研究所、科技部太阳能光热产业技术创新战略联盟承办,三亚市人民政府、海南省可再生能源协会、皇明太阳能股份有限公司协办的“2011 年太阳能热发电技术三亚国际论坛”于2011 8 16 日至18 日在海南省三亚市阳光大酒店隆重召开。来自国内外太阳能光热技术利用领域的专家学者、政府官员、投资公司、企业代表以及科研院所的师生代表以及新闻媒体记者约430 余人出席了本届论坛,参会单位有210 多家。本届论坛还得到了Heliofocus. Ltd.,西门子(中国)有限公司,浙江恒丰泰减速机制造有限公司和中海阳新能源电力股份有限公司的赞助支持。

本届论坛的主题是把太阳能热发电技术推向商业化,主要研讨内容为太阳能热发电的技术、经济以及产业政策。会议发言采用了主题发言与自由发言结合,中外代表交叉发言等多种形式。为期3 天的论坛有一个主会场和两个分会场,分“开幕式及院士专家主题报告”、“太阳能热发电技术商业化面临的重大科学技术问题”、“太阳能热发电技术及装备”、“太阳能热发电系统及储能”、“太阳能热发电技术基础研究”、“太阳能热发电产业发展与商业化及战略研究(科技部太阳能光热产业技术创新战略联盟专场)”、“太阳能热发电技术产业化发展”、“太阳能热发电系统及测控技术”、“新型太阳能热发电方式即太阳能热化学”和“论坛闭幕式”共10 个会议主题。

中国科学院电工研究所党委书记马淑坤主持了论坛开幕式。出席开幕式的主要领导、专家和来宾有中共海南省委副书记、海南省政府常务副省长蒋定之,国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰,中国工程热物理学会理事长,论坛主席徐建中院士,中国电力科学研究院名誉院长周孝信院士,海南省政府副秘书长罗时祥,科技部高新司能源与交通处郑方能处长,科技部国际合作司欧洲处周隆超处长,三亚市委副书记、三亚市常务副市长吴岩峻,科技部太阳能光热产业技术创新战略联盟理事长王志峰博士,国际太阳能学会副主席黄鸣,美国能源部太阳能技术办公室项目规划和执行部主任Tommy Rueckert博士,海南省发改委副主任戚弘超,海南省住建厅副厅长刘联伟,海南省科技厅巡视员黄学仁,海南省工信厅副巡视员周子华,海南省可再生能源协会秘书长范益民等。

海南省委副书记、省政府常务副省长蒋定之,国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰,中国工程热物理学会理事长徐建中院士,科技部高新司能源与交通处郑方能处长,国际太阳能学会副主席黄鸣,三亚市委副书记、三亚市常务副市长吴岩峻分别在开幕式上致辞。开幕式当天上午的院士专家主题报告会由周孝信院士主持。科技部高新司能源与交通处郑方能处长,Tommy Rueckert 博士,973 计划项目“高效规模化太阳能热发电的基础研究”项目首席科学家黄湘研究员,国际能源署(IEA)太阳能热发电和热化学部(SolarPACES)秘书长Christoph Richter 博士以及徐建中院士在论坛开幕式分别作了主题报告发言。

本届论坛部分代表的发言内容和观点总结如下:

8 16 日上午论坛开幕式:

海南省委副书记、省政府常务副省长蒋定之致辞

当前,全球气候变化正深刻影响着人类的生存和发展,开发利用可再生能源、发展低碳经济成为世界各国的共识。太阳能热发电技术日益成为可再生能源开发利用的重要领域,而其商业化发展,是太阳能规模化利用的关键。有资料显示,目前全球太阳能热发电装机容量达到1350 兆瓦,比去年同期新增459 兆瓦,增幅达到51.5%,同时在建装机超过3000 兆瓦,呈现快速发展趋势。此次论坛,汇集了政府、企业、高校、科研院所、金融机构的专家、学者和社会精英,共同探讨太阳能热发电技术的商业应用,这是经济社会可持续发展的客观需要,是太阳能产业发展的形势所需,意义深远,我相信,论坛的思想火花,必将对我国太阳能产业的发展产生积极和重要的影响。

海南是中国最大的经济特区,也是具有独一无二生态优势的热带岛屿省份。随着国际旅游岛建设上升为国家战略,海南经济社会步入了加快发展的新时期,各项经济指标快速增长,发展质量明显提升。根据中国科学院今年7 月份发布的《中国科学发展报告2011》中国GDP 发展质量排名,海南排在第10 位。当然,作为一个正处在发展上升期的欠发达省份,我们经济实力还不强,改善民生的能力还比较弱,能源紧缺、环境保护与经济发展的矛盾问题还比较突出。因此,加快转变经济发展方式,探索一条绿色、清洁、低碳、生态、可持续的科学发展之路,成为海南发展的必然选择。

海南素有“阳光岛”的美称,光照时间长,大气洁净度好,太阳能资源丰富。海南省委、省政府高度重视可再生能源尤其是太阳能资源的开发利用,出台了相关扶持政策,给予了有力支持,太阳能产业链的构建及太阳能光伏、光热的规模化利用都取得了可喜的成果。英利、汉能等太阳能产业的领军企业已落户海南,一批光电建筑一体化和“金太阳”示范工程项目正在积极推进,全省已建和在建太阳能发电装机近50 兆瓦,清洁能源占一次能源的比重达到35%的国内领先水平。海南将充分利用这次论坛提供的良好机会,用宽广的视野,审视我们在这一领域的事业发展,广泛开展与有关企业和科研单位的合作,学习借鉴先进经验,大力推进太阳能应用和产业发展,为国际旅游岛建设提供清洁优质的能源保障。我们也将竭诚为论坛的召开提供力所能及的服务。

中国可再生能源学会理事长石定寰致辞

今年是国家十二五规划的开局之年,要全面落实科学发展观,积极调整新的能源结构,加大清洁能源的开发利用。世界各国也对能源结构做了适当调整,提出了更深更高的能源战略和目标。特别是日本福岛核事故之后,能源利用转向清洁的可再生能源。欧洲原来的能源结构目标是到2020 年可再生能源占20%的份额,现在新的能源结构目标是从2030 年到2050 年实现80%的可再生能源比例。在国内,我国的风电规模已经是全球最大,太阳能光电和光热的产业化和规模也正在提高。我国能源结构的目标是到2020 年非化石能源的比例占到15%,其中还包含核能。由于受日本核事故的影响,我国的核电的规模和进程受到了一定程度的影响,因此最大的新能源任务要落在可再生能源上,尤其是太阳能上。原来到2020 年的太阳能电力的任务是2 千万千瓦,现在可能要调整为5 千万千瓦。因此,对太阳能光伏和光热发电提出了更高的要求,也有了更大的发展空间和潜力。加快太阳能产业发展的途径有单项技术的突破、系统集成和国际合作。现在科技部太阳能光热技术产业创新战略联盟也成立了,且联盟的规模和工作都进展良好;第一个太阳能热发电示范电站在延庆快要建成,内蒙古鄂尔多斯50 兆瓦太阳能热发电站也已经获得招标许可,青海将要成为我国重要的太阳能光伏和光热发电的大基地。这些都是推动国内太阳能技术发展的平台,科技创新和产业化的平台。希望通过这些平台,创新性成果越来越多,影响力越来越大,成为国内的品牌,亚洲的品牌。我们也正在与海南省的相关部门积极落实和加快可再生能源在海南的落户和应用,促进技术进步和产业化进程。

中国工程热物理学会理事长徐建中院士致辞

太阳能热发电三亚国际论坛已经连续召开了五年,五年前,第一次会议召开时,只有80 多人。经过五年的发展,今天已经座无虚席,这说明太阳能热发电事业有了很好的开头。五年来发生了一系列值得注意的大事,包括鄂尔多斯太阳能热发电项目的顺利招标,我国科技部第一个太阳能863 项目可能在本月底验收,科技部973 热发电项目在去年成功启动,这些都是值得回忆和总结的大事。我们可以预计在下一个五年里,太阳能热发电技术会有更大的发展和成就,我国太阳能热发电的研究和产业化水平将得到进一步提高。希望下一个五年,会议水平更高,影响更大,成为真正的国际研讨会。

科技部高新司能源处郑方能处长致辞

能源的安全和气候的变化已经成为当今世界各国面临的共同挑战,各国对新能源,特别是太阳能利用,表示高度关注。我国政府从前年已经将新能源作为战略新型产业来加大科技支持,科技部应该从怎样发展新型战略产业,怎样提高技术支撑,促进新能源的发展来做些工作,我还会和大家交流一下我们科技部在能源科技方面的一些考虑。

国际太阳能学会副主席黄鸣致辞

当前,气候变化是全球面临的最重大挑战之一。为应对气候变化,各个国家采取的共同战略之一,就是发展清洁能源,发展低碳经济,以太阳能为代表的可再生能源开发利用是应对全球气候变化、实施传统能源替代战略、实现可持续发展的重要途径。太阳能光热发电已经成为世界范围内可再生能源的发展和投资热点,据统计,全球今年第二季度新增清洁能源投资达到417 亿美元,比第一季度增长27%。一系列大型太阳能热发电项目的融资出现在第二季度清洁能源项目中。第二季度美国BrightSource 公司的光热发电项目投资达到22 亿美元。

截至今年7 月,国外仍处于运行状态的太阳能热发电站(包括示范电站)共40 座,装机容量总计1365.3MW,主要分布在西班牙和美国。另外,全球处于建设中的太阳能热发电站的装机容量约2420MW, 处于规划中的装机容量约30GW

在过去的几年中,中国政府已经持续关注太阳能热发电,在科技部863973项目等科研攻关和产业联盟的共同努力下,已经取得了巨大进步,很多技术取得了突破性的进展;专注于太阳能热发电技术研究和产业化推进的“国家太阳能工程技术中心”在科技部的领导下于2011 年在中国太阳谷成立。另外,国内一些企业,比如皇明太阳能公司、大唐新能源公司在近年将大量的人力、物力、财力来投入这个产业;很多热发电的核心部件国内已经逐步具备批量化的生产条件,比如我们生产的槽式真空管、塔式定日镜、菲涅尔集热镀膜钢管等,技术水平基本与国际接轨,其中有的产品我们是唯一的出口供应商,为国内热发电产业的商业化之路奠定了坚实的基础。

让我们感到欣喜的是,中国政府的“十二五”规划中给予太阳能热发电更大的支持力度和信心,在电力“十二五”规划中,太阳能光热发电已经作为重点发展的战略性新兴产业之一;最近,国家发展和改革委员会颁布的《产业结构调整指导目录(2011 年本)》正式实施,在指导目录鼓励类新增的新能源门类中,太阳能光热发电被放在突出位置;科技部“高新技术发展及产业化领域十二五国家科技计划预备项目”中,明确将太阳能光热发电作为战略性新兴产业生长点来培育。这将给太阳能热发电产业带来前所未有的历史机遇,只要我们用更多的热情、更多的耐心、更多的包容,携起手来,同心协力,就一定能将太阳能热发电技术的商业化推向前进!

三亚市委副书记、市政府常务副市长吴岩峻致辞

近年来,三亚市委、市政府坚持低碳发展的理念,高度重视太阳能等可再生能源的开发与利用,着力推广太阳能热水器应用、太阳能绿色照明、农村沼气工程等。建立了太阳能光电和光热与建筑一体化的示范项目,正在筹备市体育中心1 兆瓦太阳能屋顶发电项目。在几届论坛的影响和带动下,三亚的太阳能热发电产业又取得新的进展,益科博能源科技(三亚)有限公司的1 兆瓦热发电示范项目正在建设中。中科院电工所与三亚市在新型建材领域中高温太阳能热利用示范项目也正处于方案设计阶段。可以预见,三亚市在太阳能热利用方面有着良好的发展前景。今后, 随着宣传和推广力度的加大,可再生能源在我市将得到越来越多地应用。

8 16 日上午 院士专家主题报告

郑方能 处长(科技部高新技术发展及产业化司能源与交通处处长)

我国能源的战略需求主要体现在两个方面,一方面是加强节能和提高能效,另一方面是大力发展可再生能源和核能,到2020 年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。到2020 年我国单位GDP CO2 排放要比2005 年下降40%-45%,这已经作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。对此我国已经制定相应的统计、监测、考核办法,要重点推进节能环保、新能源、新材料、新能源汽车等七个战略性新兴产业。

我国能源发展的趋势是“低碳+智能”。 “十二五”能源科技总体布局的总体思路是以优化调整能源结构为主线,以培育战略性新兴产业为核心,以提升技术创新能力为基础,为实施节能减排战略提供技术支撑。能源领域的六大方向是可再生能源技术,智能电网技术,洁净煤技术,先进能源技术,氢能、燃料电池和储能技术和节能关键技术。“十二五”能源科技4 个重点任务是智能电网专项、洁净煤技术专项、风力发电专项和太阳能发电专项。

在太阳能发电专项中,有一个目标(实现太阳能规模利用, 发电成本可与常规能源竞争),两项突破(突破规模化生产和规模化应用技术),三类技术(开展晶硅电池(聚光)、薄膜电池及新型电池研发),四大方向(部署材料、器件、系统和装备研发)。为实现光伏初投资低于1.5 万元/kW、上网电价低于1 /kWh提供技术支撑;具备建立10 kW 级太阳能热发电站的设计和成套装备供应能力,推广太阳能中低温技术应用;建立太阳能发电国家标准体系和技术产品检测平台,形成较完整的太阳能开发和应用产业链,促进太阳能领域科技创新人才队伍建设。

太阳能发电中的7 个重点方向分别是高效节能多晶硅材料大规模清洁生产关键技术,大型光伏并网系统、微网系统设计集成技术及设备研制,高效晶硅电池、薄膜电池、聚光电池关键技术、成套工艺与设备研制,高温直通式真空管及槽式聚光集热实验平台,10MW 级次高参数太阳能热发电技术研究与示范 ,硅基高可靠光伏建筑一体化(BIPV)关键技术及示范和太阳能中低温技术与工业节能应用。

在太阳能热发电方面,我国在2015 年太阳能热发电将实现装机容量1000MW2020 年太阳能热发电装机容量达到3000MW。在未来,太阳能热利用和热发电在我国能源结构中的比重将越来越大,必将成为可再生能源开发利用的重要方向。

Tommy Rueckert博士(美国能源部太阳能办公室计划处处长)

美国能源部SunShot 激励计划旨在使太阳能发电在2020 年之前就可以与传统能源形式有成本竞争力。实现SunShot 计划目标的几个可能的途径是:改进高温热利用系统、储热、太阳聚光场、吸热器以及项目任务管理。美国能源部现在的研发项目主要有塔式太阳能热发电、槽式太阳能热电、碟式太阳能热发电、线性菲涅尔热发电、液体工质显式储热、固体材料显式储热、相变材料储热和热化学储热。美国对太阳能热发电的成本目标是:到2015 年,6 小时蓄热电站的发电成本是912 美分/kWh,到2020 年实现蓄热18 小时,成本降低到6 美分/kWh

黄湘 研究员(科技部973计划太阳能热发电项目首席科学家,中国电器工业协会

电站辅机分会副理事长)

973 计划“高效规模化太阳能热发电的基础研究”项目(项目编号:2010CB227100)由中国科学院电工研究、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院工程热物理研究所、西安交通大学、中山大学、武汉理工大学、北京工业大学、河海大学八家单位共同承担。

本项目拟解决的三个关键科学问题分别为:太阳辐射能流聚集-吸收时空协同输运及转换规律、极端条件下热能传输储存机理及与材料组成结构的关联机制。非稳态太阳能光—热—功能量系统集成理论。针对上述三个关键科学问题,设置了六个研究课题任务:1) 太阳辐射能高效聚集与镜场时空协同理论,2) 吸热过程光-热耦合特性及复杂非稳态传热机理,3)高温传热及蓄热过程多尺度结构中流动与传递规律,4)非稳态“光--功”能量系统多层次一体化建模及调控策略, 5)高温传热及蓄热材料设计与性能调控原理,6)规模化太阳能热发电系统环境的适应性。

项目各课题累计投入全时工作时间1329 人月,获得一批高水平研究成果,累计发表论文106 篇,其中在能源学科和太阳能学科顶尖刊物Solar EnergyApplied EnergyInt. J. Heat and Mass Transfer 等发表SCI 论文35 篇,此外32 篇被EI 收录。在国际学术组织任职2 项,作特邀报告20 次,已申请国家发明专利32 项。

黄湘研究员也作了题为《太阳能光热发电的发展方向》的报告,分析强调了太阳能热发电在蓄热技术方面上的优势。

ChristophRichter博士(国际能源署太阳能热发电和热化学部(IEA SolarPACES)

秘书长)

SolarPACES 汇集世界各地专家团队,共同推动聚光太阳能系统发展和市场化,是国际能源署管理的合作项目之一,目的是找到世界能源问题的解决方案。发展技术是SolarPACES 的核心工作,会员国共同解决与聚光太阳能技术商业化相关的技术问题,包括大规模系统测试以及先进技术、元件、设备和系统分析技术的发展。SolarPACES 的宗旨是促进聚光太阳能热发电研发的国际合作,其官方网站是www.solarpaces.orgSolarPACES 开始于1977 年,截至今天7 月份已有19 个成员国,5 大在研任务。SolarPACES 的目标是利用聚光太阳能技术为全世界提供清洁、可持续能源方面做出重大贡献。SolarPACES 的使命是通过由独立专家组成的国际领导网络,开展技术开发、市场开拓以及能源伙伴关系,以促进可持续、可靠、高效和具有成本竞争力聚光太阳能利用技术的发展。

徐建中 院士 (中国工程热物理学会理事长)

碳捕捉与封存(CCS)技术是一种特殊的能源环境技术,对其认识需要不断深入。与提高能效和可再生能源的低碳技术相比,CCS 技术的特点是可以直接减排二氧化碳,但需要额外的能耗和成本,从而实现高碳能源的低碳利用,但其受到了封存条件的制约。CCS 技术在二氧化碳减排中起着非常重要的作用,二氧化碳捕集与封存是碳减排的关键选择。目前人们对CCS 技术有争议,既有支持者,也有反对者。在这种情况下,我们既不能保守,也不能冒进;应该承认CCS 是重要的减排技术,积极开展研发与示范,但也不能以牺牲可持续发展为代价而大规模应用现有技术。

根据我国的基本国情和传统能源利用中存在的问题,我国现有CCS 技术的技术经济代价是不可接受的,难以满足中远期减排目标,所以必须从源头上协同解决能源有效利用和环境保护问题,这才是未来能源环境科技创新的基本方法。应该以化学能梯级利用为驱动力进行源头捕集,同时解决能量利用与二氧化碳减排。一般的做法是通过IGCCIntegrated Gasification Combined Cycle,整体煤气化联合循环发电系统)实现碳捕捉与封存,即IGCC 燃烧前分离,待气化后再直接分离。而新型的IGCC 方法是替代燃料—动力多联产系统,即在合成反应后分离二氧化碳。

针对碳捕捉与封存技术在这时提出4 条建议,1)设定捕集技术目标;2)碳捕捉与封存技术应用初期,适合建设代价小、影响大的煤基示范工程;3)国家层面应成立碳捕捉与封存技术委员会,协调基础研究、技术研发和技术推广和产业化,并发布选择性激励政策;4)加强国际合作,建议IPCC 下面成立碳捕捉与封存的专门技术委员会,设计全球碳捕捉与封存技术共享与转让机制。

8 16 日下午太阳能热发电技术商业化面临的重大科学技术问题

Oren Gadot CEO , HelioFocus Ltd.

围绕太阳能热发电的4 个关键因素,即工作温度、年发电量、电价成本和发电的稳定性,系统分析了Heliofocus. Ltd.新型碟式太阳能热发电技术的特点和优点。最后还演示了一个辅助常规电厂的12 兆瓦联合循环发电项目。以色列的Heliofocus. Ltd. 新型碟式系统包括一个太阳能集热场,该场由多个聚光集热温度高达1000的大型抛物状聚光碟(500 /碟)组成,聚光碟将太阳光线聚焦在专有的容积式吸热器上,使其产生高温空气,高温空气被传输至换热器,用于产生蒸汽,再输送至电站的涡轮发电机,从而产生清洁电力。

Shahar Inbar (Business Manager RoW, Siemens Ltd. China)

槽式技术为目前最具优势的太阳能热发电技术。西门子在中国的机构、产品、项目、研发计划和市场情况。随着对Solel 的收购, 西门子拥有了综合光热发电厂的全部能力,提供满足不同客户要求的全套解决方案。西门子参与光热发电项目的业务有多种模式,包括从设备供应到总承包服务。西门子最核心的两个产品是技术先进的抛物线槽型太阳能集热管UVAC2010 和用于太阳能热发电的蒸汽轮机。

Jin-Soo Kim Principal Research ScientistCSIRO Division of Energy

Technology

在澳大利亚目前还没有整个联邦的太阳能发电项目计划,只有一些州政府的小规模的太阳能发电项目计划。澳大利亚旧的强制可再生能源目标建立于2001年,目标是到2010 年发电量达到9500 GWh/年;新的目标是到2020 年,可再生能源发电量占到总发电量的20% ,即45000 GWh/)。澳大利亚政府资助太阳能发电主要有两大计划:一个是国家太阳能旗舰计划(Solar Flagship Program),另一个是成立太阳能研究所(Australian Solar institute )。前者支持大的太阳能项目,后者小额投资研发太阳能热发电和光伏发电技术。CSIRO(澳大利亚联邦科学与工业研究组织)国家太阳能研究中心在太阳能热发电技术方面的研究工作主要有天然气热化学、先进蒸汽发生吸热器、先进太阳能储热、太阳能空气透平系统、高温空气吸热器、高效低成本定日镜聚光场。CSIRO 正计划建设一座3.5MW 带储热和空气透平的太阳能实验电站。

吴玉庭 教授 (北京工业大学)

973 项目“高效规模化太阳能热发电的基础研究”的子课题“高温传热蓄热过程多尺度结构中流动与传递规律”前两年的主要的工作进展有(1)配制了15种混合熔盐,测试得到了这些混合熔盐的密度、熔点、比热等热物性数据;(2)改造了对流换热试验台,成功排出了硝酸锂熔盐,更换为了三元混合硝酸盐,并测得三元混合硝酸熔盐在湍流和过渡流下的换热系数,初步试验研究了一种横纹管的熔盐传热规律;(3)成功搭建了熔盐自然对流试验台,并用水、空气和酒精验证了试验台的可靠性,并初步测试得到了熔盐自然对流试验数据;(4)成功研制了槽式聚光器,搭建了槽式聚光集热性能实验系统,并对槽式聚光集热系统性能进行了测试。

Gerret Alexander Kalkoffen Ferrostaal AGGermany

Ferrostaal AG 公司对太阳能热发电的市场充满信心,认为未来太阳能热发电将会更有竞争力。除了技术进步和规模化发电以外,太阳能热发电的本土化是一条有效的降低发电成本的途径。另外,电站的选址也很关键,良好的太阳辐照条件可将太阳能热发电的成本降低35%。要实现未来的独立太阳能热发电,今后需要经历一定时期的复合太阳能联合循环发电过程(ISCC)。Ferrostaal AG 在太阳能热发电站的建设、电站仿真和专业软件开发面也做了很多工作。Ferrostaal AG 对风能发电也很关注,尤其是拉丁美洲的沿岸风力发电。

Young Chil Park 教授(韩国首尔国立科技大学)

韩国大邱已经建成200kW 塔式太阳能热发电站。关于定日镜场的布置方法,在反射镜的总反射面积以及吸热器开口的尺寸和形状给定的限制条件下,定日镜场的布置过程的步骤为1)获得可利用的土地的面积和轮廓;2)设计单个定日镜镜面的面形和尺寸;3)确定定日镜的数目;4)设计吸热塔的尺寸;5)选择定日镜场相对吸热塔的边缘角;6)初步设计没有反射挡光的定日镜场;7)调整镜场中的定日镜的径向间距和周向间距,使镜场总光学效率最高。镜场中有450个定日镜,每个定日镜由4 1m×1m 的平面镜组成,镜场年均光学效率的计算值是0.713。现在整个定日镜场和吸热塔已经建设完成,定日镜场的聚光性将得到进一步的验证。

8 17 日上午分会场1 太阳能热发电技术及装备

魏秀东 博士(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

长光所正在研发一台镜面面积为12.25 ㎡的小尺寸多镜面复合非球面定日镜,期望达到较好的聚光效果;正在编写名称为SFDM1.0 的定日镜场协同优化软件,可对镜场布置、塔高、吸热器尺寸及倾斜角度等参数进行设计,并分析镜场光学性能。

雷东强 博士(中国科学院电工研究所)

目前国内的皇明、力诺公司与清华大学、汇银、北京太阳能研究所、常州龙腾、兰州大成科技、南京三乐、康达、北京天瑞星等多家企业和研究单位都研制出4 长高温集热管,并宣布建设生产线。中科院电工所-皇明联合实验室从2006年开始技术研发,2008 年突破三大技术难题(高可靠和气密玻璃与金属封接、高效率高温选择性膜层、真空获得与长寿命维持),2009 年中试生产,2010 年做性能测试(热损、冷热冲击、真空性能、膜层性能、高温老化、实际挂机)实验。计划2011 年建好生产线,到2013 年商业化。

孙守建 总工(北京桑达太阳能技术有限公司)

槽式太阳能真空集热管,又称直通式真空太阳集热管,是槽式聚光集热器的核心部件。集热管关键技术体现在玻璃金属封接技术、耐高温选择性吸收涂层技术真空排气和维持技术、玻璃管减反涂层技术。目前世界上只有德国SCHOTT 公司和SIEMENS 具备成熟技术,批量生产直通式真空管,已经大批量应用于美国和西班牙等的槽式热发电站上。目前国内有多家公司联合科研院所在研制直通式真空管,大都正处于实验室研究阶段或产业化准备阶段。北太所采用玻璃金属热压封接技术,该技术已经过20 年以上批量生产的验证,技术可靠,生产合格率高。已经生产了数千只中高温集热管,在实际聚光系统上使用2 年以上。

白明军 董事长(湖北贵族真空科技股份有限公司)

为了提高导热油输送管的保温效果,降低输送管的热损失,以槽式太阳能热发电的导热油传输管为研究对象,设计开发了一种适合太阳能热发电吸热介质输送的真空传输管,并在中国科学院电工研究所延庆太阳能热发电实验基地进行了保温性能测试。与传统的硅酸铝保温管的保温效果对比,该真空传输管简洁美观、体积小、防水、防火、节能率高,优点非常明显。

张艳梅 博士(浙江大学能源清洁利用国家重点实验室)

太阳能碟式斯特林系统由于高效率,以及模块化,规模化,在将来具有巨大的发展潜力,蓄能系统的意义重大。研究开发实用有效的蓄热方式,保证系统的稳定性,是今后的研究方向。斯特林发动机是系统的关键部件,研究其性能以及关键影响因素,对于发动机的设计以及运行有重要意义。

8 17 日上午分会场2 太阳能热发电系统及储能技术

白凤武 博士(中国科学院电工研究所)

八达岭1MWe 塔式太阳能热发电站的两级蓄热系统已经完成设计和建模,并已在Star-90 仿真平台实现。仿真结果显示,两油罐中的氮气总质量为85kg 左右时系统的压力保持稳定;长时间运行,蒸汽蓄热器内的水位降低,需补水;长时间停运时,蒸汽要凝结,需要排水;高温导热油系统和蒸汽蓄热器系统可协调一致运行。对两级蓄热系统的混凝土蓄热器和蒸汽蓄热器的蓄热和放热过程分析结果显示:蒸汽蓄热器出口蒸汽温度和混凝土储热块出口蒸汽温度均随放热进行而降低;具有较高导热系数的混凝土有利于获得较高的热转换效率;系统优化设计需同时考虑混凝土的热性能和蒸汽蓄热器的放热过程,尤其是放热时间的确定;蒸汽蓄热器出口温度与混凝土温度的同步降低有利于实现能量的梯级利用。

纪毅璞(中国建筑材料科学研究总院)

五十年代以来总院对玻璃物理与化学增强、热弯、夹层、镀膜等加工技术进行了大量研究和开发工作,积累了丰富的实践经验,取得了大量成果,获得多项国家奖励。近年来开展光热太阳能集热镜研究,特别是夹层聚光太阳能集热镜,成功地自主开发了夹层太阳能碟式与槽式反射镜。采用1.1mm 普通玻璃银镜制作的夹层太阳能反射镜太阳光反射率达93.5-94%。夹层镜的耐久性试验结果大大超出为单片镜子所制定的标准。镜面破裂不影响夹层镜的聚光效果。化学增强超薄玻璃镜片提高了耐冲击性。

徐超 博士(中国科学院电工研究所)

储热系统具有3 个明显的优点,即延长发电时间,提高系统可调度性,降低发电成本。对熔盐-固体单罐斜温层储热系统,优点是单罐、工作温度高、低成本固体材料,缺点是目前无商业项目、斜温层失效、热棘轮现象、稳定性差。国际上主要是美国Sandia National Laboratories 在做这方面的工作,且正在开发主动分层控制技术。报告主要介绍了建模过程和仿真计算结果。

周立新 副总经理 (德国太阳千年股份有限公司/Solar Millennium AG)

列举了一些国家的电价补贴政策、上网电价以及热发电项目的招标和启动情况,预计到2020 年全球太阳能热发电装机达25GW。太阳千年公司在德国、美、以色列、印度、中国、西班牙都有分支结构或合作公司,市场目标盯准太阳辐照条件好的国家和地区。中国西部直射辐照很好,沙漠计划也同样适用于中国,且8 台由德国太阳千年公司在中国供货的测光站已经开始良好运行。中国聚光式热发电的关键在于良好的直射光、可靠的长达20-25 年的上网电价支付、好的项目融资环境、降低成本的空间大(如技术进步、当地采购、电站的规模经济性、土地采购或租用等)。

卢小平 副教授(兰州理工大学)

兰州太阳辐射资源丰富,具有建设太阳低温储热供暖系统的优势。地形属山谷型地势,有大面积30-50°荒坡,有利于规模化集热示范系统的建设。兰州市冬季采暖燃煤锅炉污染严重,地方政府积极支持太阳能供暖系统的研究。太阳能跨季节储热技术的潜在市场容量在1000 多亿,并将带动相关行业的迅速发展。在储热技术研究和场地方面,兰州理工大学非常重视新能源研究工作,专门成立了可再生能源研究院,近3 年投入200 万元科研经费用于太阳能低温储能项目的研究,具有很好的基础和条件。

王军伟 博士(兰州理工大学)

兰州理工大学及主要合作单位近年来在低温储热材料及系统研究中开展了大量工作,建成了小型低温储热实验系统,积累了比较好的工作基础。甘肃省重大科技专项支持兰州理工大学建设的供暖面积4000m2 的示范系统也将于今年年底前建成。

吴治永 博士(中国科学院电工研究所)

基于973 计划项目支持,对“大规模聚光镜场的环境效应”已经开展了多学科的交叉研究工作。根据大规模风环境数值模拟和风沙模拟的结果,聚光镜场对土壤水热环境有显著影响。

8 17 日下午分会场1 太阳能热发电技术基础研究

李明 教授(云南师范大学)

展示了云南师范大学槽式聚光器单元的制作工艺,通过“CCD相机+朗伯靶”方式测量聚光器在焦平面上的聚光能流密度分布,实验研究了多种型号的光伏电池在槽式聚光器上光电输出特性。为槽式聚光器设计了槽形腔式吸热器,开展相关的应用研究,如吸附式制冷以及中温利用。针对槽式聚光太阳电池的冷却出水温度低(低于45),温水的使用范围窄,提出了对出水温度再热的热电两级利用系统。

宫博 博士(中国科学院电工研究所)

聚光器抗风面临的主要问题是迎风面积大,季风影响,风荷载较大;风荷载下的镜面变形,影响反射跟踪精度;风振下的真空管的振动和风致破坏。对定日镜模型做了风洞实验,研究了定日镜镜面的风致响应。也对延庆太阳能热发电实验基地的槽式聚光器作了风压分布和结构变形实验,为聚光器的结构设计和优化提供了可靠的实验数据依据。

郭明焕 博士(中国科学院电工研究所)

剖析了定日镜双轴跟踪的几何本质,展示了定日镜双轴跟踪的几何关系。报告介绍了中科院电工所在定日镜的双轴跟踪的理论和应用方面的重要进展,展示了带镜面偏心距和其它几何误差因素的定日镜的通用的准确方位—俯仰跟踪公式,介绍了由跟踪实验数据反求通用方位—俯仰跟踪公式中的6 个角度参数的方法,并给出了2 个实用的最小二乘求解算法。

支克广 高级工程师(吉林省气候中心)

以全年获得最多辐射量为目的,倾斜安装是比较合理的。倾斜的角度应是采光面和地平面的夹角等于当地纬度。但如能对倾斜角作一定的调整,一年调整几次,如在夏天,把角度减小十几度;而在冬季,把角度增加十几度,结果会更好。对于以取暖为目的的太阳能利用装置,如太阳能热水器、温室、暖窖,以及以后可能会发展起来的太阳能暖气等,夏天的太阳能对它们常常是绰绰有余,它们更关心冬季能否得到更多的太阳能。采光面和地平面的夹角,应该比正常安装增加而大于当地纬度。在北方,主要是纬度40°以北,应试验和发展使用挂墙式太阳能热水器,采光面接近南向垂直,在冬季它得到的能量并不少,但能避免现有设备造成屋顶承重超载,以及水管入户距离过远的缺点。

常春 博士 (中国科学院电工研究所)

太阳能热发电站选择高的工作温度,有利于提高发电效率,降低储热成本,降低发电成本,但是随之引出的不利因素是换热工质热性能以及吸热器制作材料挑战、运行控制难度增加和吸热器结构设计也需要新的考虑和优化。熔融盐的工作温度在145 ~ 600,高温导热油的工作温度在20 ~ 400之间。经镜场聚光的太阳辐照已高度非稳态、非均匀热流形式投射到吸热器表面,致使吸热器材料及吸热管内的换热工质极易发生过热问题,为此对高温吸热管内过热问题做了大量的模拟计算和实验室内的实验研究,得到了非均匀热流边界条件下吸热管内的温度分布计算公式。

肖鹏 博士(西安交通大学多相流国家重点实验室)

采用RNG 格式k-ε湍流模型,对腔体在外界不同风向、风速吹掠下的对流散热量进行了数值计算。通过数值模拟,获得了腔体在五种常见风向,130m/s风速下的流动、换热规律。通过定义腔口截面平均速度 ,并比较不同速度下的平均Nu 数,揭示了Richardson 数对流动特性和换热强度的支配作用。拟合出了当Ri 小于1,即强制对流起支配作用时的对流换热公式。侧向风(θ=90°)与侧迎向风(θ=135°)与对腔内对流热损失影响最大。当风速超过某一数值(Richardson >1),外界风诱发的强制对流会在对流热损失中占主导作用,且随着风速增加,混合对流热损失随Re 数提高而增大。

王艳 博士(中国科学院电工研究所)

采用太阳能空气吸热器的CSP 技术优点有:无相变、工作温度达到800~1000、运行简单、适合在无水的沙漠环境中利用。相应的缺点是:低热容、空间尺寸要大、风险大。为了研究空隙材料的与高温空气的传热特性,需要设计专门的电加热高温电阻炉。在研制的高温电阻炉上对不同规格和空隙尺寸的碳化硅泡沫陶瓷的耐温和传热特性做了实验研究,取得了良好的实验结果。

8 17 日下午分会场2 太阳能热发电产业发展与商业化及战略研究(科技部太

阳能光热产业技术创新战略联盟专场)

一、联盟工作总结

科技部太阳能光热产业技术创新战略联盟自2009 10 20 日正式成立以来,联盟成员已经由最初的30 家发展为66 家(截至2011 6 月),其中公司企业34 家、大学高校19 家、研究院所13 家。

2010 8 月三亚会议以来,联盟的主要工作包括:1)编辑出版了20 期联盟简报,主要包括工作动态、行业动态、业内观点和技术交流等栏目。简报的主要发送范围是科技部、国家能源局、联盟全体成员、相关联盟、相关学会与协会、相关专家与学者等,并全文上传到联盟网站。联盟简报受到了科技部、国家能源局有关领导的高度评价;2)建立并逐步完善了网站http://www.nafste.org,网站主要栏目包括联盟简介、联盟章程、组织机构、联盟会员、焦点新闻、业界信息、合作交流、通知公告、会员新产品与新技术展示等;3)根据不同的主题召开了九次联盟全体成员会议、六次专家委员会会议、五次联盟成员单位学习交流会;4)筹办了第五届太阳能热发电技术三亚国际论坛;5)组织成员单位参加将于2011 9 20-23 日在西班牙格拉纳达举行的SolarPACES 2011 年会,预计联盟参会代表30 多人;6)组织成员单位参加了2011 中国清洁电力论坛&中国国际清洁能源博览会;7)以联盟成员自筹经费的原则组织了“太阳能中温集热技术与工业节能应用”项目;8)为国内首个商业化太阳能热发电项目---内蒙古50MW 槽式太阳能热发电特许权招标项目提供了技术支持;9)组织成员单位编写了“太阳能中温工业应用标准”;10)组织编写“2011-2015 太阳能热发电产业及投资机会分析报告”,该报告将于2011 9 月底定稿。

联盟拟充分发挥联盟内高校、科研院所等的教育资源优势,计划举办太阳热利用工程硕士班、太阳能热利用技术培训班,主要从企业内部招生,培养人才,从而应对太阳能热利用方面的各类专业人才紧缺的局面,此项工作正在进行中。

二、联盟组织科研项目的申报情况

联盟组织各成员单位积极申报国家“十二五”探索、导向类科研项目的情况。在此次项目申报工作中,联盟组织成员单位共申报了七个项目,超过65%的联盟成员单位分别参与其中。在项目申报中,各成员单位积极寻求申报途径,大家互帮互助,积极沟通交流,从而使得联盟组织的几个项目均顺利通过了科技部的入库评审。

三、联盟自筹经费《太阳能中温热利用在工业节能中的应用》项目介绍

项目的提出背景是基于目前工业能耗约占社会总能耗的50%以上,而其中50%的工业能耗又是热能耗。热能耗中所消耗的大部分都是在80-250之间的热能,这部分热能基本可以利用太阳能中温技术解决。

项目的主要目标是针对80-250的中温集热器技术及产业化工艺进行研究,并形成规模化的示范。在中温的储热、用热和太阳能热源技术方面形成工艺,在太阳能制冷技术方面形成突破,形成将太阳能热利用从热水向热能利用的转变,将太阳能用到干燥、工业加热、纺织印染等众多有用热需求的工业领域,扩展太阳能热在国家能源结构中的比例,形成自主知识产权的中温太阳能热利用体系。

项目中所涉及关键技术包括:太阳能中温集热器技术、成熟的与工业用热工艺匹配的热源技术、基于中温集热器的制冷技术、太阳能中温储热技术。核心是中温集热器技术和工业示范。

该项目是由联盟自筹经费组织筹划的,历时一年之久,并于今年3 月成立了项目专家委员会和项目管理委员会,进行项目工作的规划组织协调。最值得一提的是,该项目在未获得国家资金支持的情况下,先行启动,目前联盟内部参加单位启用企业自有资金,已经开始了项目的有关工作,包括中温集热器涂层技术、工艺技术和系统集成等。目前,项目已经完成了入库遴选。

另外,为有的放矢,联盟已经和诸如纺织联盟、竹木联盟、建材行业等进行了深入沟通交流,确保技术研发可有效的向市场应用转化。下一步,联盟各项目参加单位将围绕项目设定的技术指标,进行产学研的通力合作,并加强和其他联盟的沟通合作,推进中温集热器的工业示范和推广。

四、国外产学研合作经验介绍

以色列Heliofocus. Ltd.公司Elly Burker先生

以色列自上世纪六十年代开始发展太阳能技术,其成功首先是归功于政府的法律规定,政府颁布法律要求以色列所有的建筑都要安装太阳能热水器。目前,以色列全国电力供应的5%来自太阳能。现在以色列政府又颁布了太阳能电力上网电价,根据容量不同,上网电价在2530 美分/kWh 之间。以色列企业在太阳能领域有一批知名企业,例如,Luz 公司、Solel 公司(被西门子收购)、BrightSource 公司以及Heliofocus. Ltd.公司。

太阳能热发电技术要求高温、高效率。太阳能热发电相对于光伏的主要优势在于储热技术。通过储热技术,太阳能热发电可以实现“平价上网”。美国能源部提出的67 美分/kWh 的太阳能热发电成本也只有通过储热技术才能够实现,这样的话就可以在自由电力市场具有竞争性。在这方面,政府可以设定一些鼓励太阳能热发电的政策,从而帮助人们从事太阳能热发电事业。

澳大利亚国家太阳能研究中心Kim.Jin Soo博士

澳大利亚政府最近开始关注能源技术,一个领域是清洁煤炭,另外一个就是太阳能。政府对太阳能的投资或支持主要表现两个方面:一是实施太阳能旗舰项目计划(商业化项目),另外一个是支持澳大利亚太阳能研究所(技术研发)。太阳能旗舰项目计划的目的是在澳大利亚建设最大的太阳能发电设施,光伏和光热项目各占一半。在第一轮的项目中,由法国Areva 公司为首的财团中标250MW太阳能菲涅尔混合电站项目,其中政府投资4.64 亿澳元。澳大利亚太阳能研究所在2009 年获得了500 万澳元的太阳能热发电基础研究经费,2010 年上升为1000 万澳元,2011 年预计2500 万澳元。研发的主要目的是降低太阳能热发电的成本,并在2-3 年内,通过和产业界紧密合作,进行工程示范。

科研界和产业界合作非常重要。澳大利亚从事太阳能热发电的企业不太多,主要有Avera(菲涅尔技术)、Solar Systems(聚光光伏)、Wizard Power(碟式)。CSIRO 所研发的定日镜技术已经在产业界投入使用,并开始小批量生产。目前澳大利亚太阳能热发电的技术发展方向有两个,一是和传统的燃煤/燃气电站结合进行混合发电,另外一个是分布式发电,为偏远地区供电。另外,政府也在积极倡导碳税。目前,在澳大利亚约有100 亿澳元的清洁能源市场,因此太阳能热发电技术必将发挥作用。

美国能源部太阳能项目规划处Tommy.Rueckert处长

上个世纪80 年代中期,美国政府采取了积极主动的政策,和公共事业公司南加州爱迪生电力公司签订了Standard Offer 4(标准供应计划,即节约能源的机会),通过和电力公司签订合约(购电协议),Luz 国际公司才得以在加州莫哈维沙漠建设了大规模的太阳能热发电站。这是一个例子,就是推动电力公司在产业发展方面起到的作用。由于标准供应计划的实施,美国在1984-1991 期间,共建立9 座太阳能热发电站,总装机容量354MW

然而, 90 年代早期,政府放松了这类政策支持,电力公司由于无法在自由市场进行成本竞争,因此太阳能热发电发展戛然而止。随后的10 年里,虽然美国仍继续对塔式、槽式、碟式太阳能热发电技术的进行研究,但是力度水平都不太大。虽然政府仍通过能源部进行支持,但是资助的数额也就在500-1000 万美元之间,因此也只够进行实验室级别的研究工作。

但是有个公司,名为Solargenix(后被Acciona 收购),在没有太多政府支持的情况下,仍然坚持发展槽式技术。2006 年,政府开始出台新政策,这家公司从而能够很好的抓住机会,并建成了64MW 的内华达1 号电站。而这座64MW的太阳能热发电站对目前美国太阳能热发电的发展起到了非常关键的作用。在没有政府支持的情况下,Solargenix 公司仍然积极主动的进行技术研发,直到推动政府开始关注,并进行政策支持。同时,在西班牙,政府修订了皇家法案,从而促使了太阳能热发电的快速发展。由于美国和西班牙太阳能热发电的发展,美国政府对太阳能热发电的关注度开始增温,另外,科研界对储热技术的宣传,也让政策决策者认识到太阳能热发电区别于光伏技术的最大特点。

随着一个实质性电站的建立,美国颁布了2 个激励政策,一个是30%的投资税收抵免,另外一个是贷款担保。这两个激励政策也促使6 个特别大的太阳能热发电项目在今年在美国西南部开工建设。在过去的几年里,美国能源部每年划拨到太阳能热发电项目的资助约5000 万美元,其中1/3 是划拨给桑迪亚实验室和美国国家能源实验室用于技术研发,既包括先进技术的研究,也包括对产业的支持。另外2/3 的资金流向大学和产业界,用于竞争性下一代低成本技术项目的研发。这些项目还不够获得贷款担保,但是有可能在将来具有竞争性。

德国Ferrostaal公司经理Gerret.Kalkoffen博士

德国分为联邦、州和地区三个级别。在州的层面,每个州都有能源、环境和科学部。每个州都有不同途径的资金,这些资金可以直接拨给研发机构,或者是给学会或联盟这样的机构。在州上面是联邦,德国政府在能源领域发挥至关重要的作用。联邦政府也发布了上网电价法案,但是主要针对风能和光伏。由于上网电价政策,导致德国可再生能源的比例从5%上升到目前的15%。上网电价非常有效,而且简单,但是主要的问题是电力的使用者来负担这部分费用。每年,德国约20 亿欧元花在了购买可再生能源电力。

在欧盟层面来说,各个国家还没有统一或相同的能源政策,大部分还主要是各国联邦或州层面的政策。但欧盟却提出了2020 年可再生能源比例达到20%的目标。但如何实现这20%的目标,还取决于各个国家本身。目前的问题是,欧盟并没有制定如果哪个国家没有实现这一20%的目标将会有哪些惩罚措施。瑞典目前已经实现50%的可再生能源利用,主要是大规模的水电和风能。但像意大利却只实现了5%的利用比例,很明显将无法实现2020 20%的比例。

从一个EPC 承包商的角度来看,对于技术研发公司来说,很容易获得资助。但对于拥有商业化的技术的EPC 公司来说,只能将该技术应用于电站建设中。 但问题是,在没有清晰的上网电价政策情况下,如何将拥有的即将可以商业化的技术进行产业化?这个问题也是产业联盟所需用面对和解决的问题。

西班牙Abengoa Solar公司中国代表处首席代表Julian Lopez先生

在欧洲,框架计划在新技术发展方面起到了重要的实际性驱动作用。这个框架计划要求项目申请者必须是好几个企业机构组成财团,从而共同进行技术研发。参与的伙伴不限于欧洲的企事业单位。在目前的第七框架计划阶段,有个项目是资助郎肯循环的太阳能热发电技术。这个项目中是由几个欧洲公司和研究机构组成一个财团,共同申请的。另外一个成功的案例是西班牙PSAPlateform ofAlermia)的搭建,西班牙、德国、欧洲其他企业、美国等都参与平台搭建工作。不过,目前这个平台只有西班牙和德国共同出资来维持其运行。西班牙PSA 实验平台有很多研发项目在进行,这些项目都是通过公开竞标的方式来决定各单位在平台搭建新的实验设施。PSA 已经运行了近40 年了。这种模式,不仅有利于技术的发展,也有利于产业界和研究界合作。在上网电价政策的支持下,产业界得以根据PSA 实验平台中所搭建的系统参数条件进行商业化电站的建设和运行。

其实产业界需要的不仅是电力,还有热能,或者说是热源。如果是发电,要考虑从热到电的转化效率,但如果将所发电力再用于产生低温的热能,那就没有效率可言。所以也不是说所有的技术都要100%进行发电,而是针对市场的需求进行技术研发,市场需求可能是多样的。在美国有家企业生产中小型的集热器,满足190左右的温度需求。这种技术不仅成功的用于生产热水,也用于工业节能和制冷。因此建议联盟在进行中温技术研发的同时,寻找产业界的项目支撑,了解产业界的需求。

韩国国立首尔工业大学教授Park Young Chil教授

韩国政府确定了2012 年可再生能源在整个能源结构的比重达到5%2030 年达到12%的发展目标。目前韩国主要发展的是光伏和风力发电等,太阳能热利用的发展环境却不太好,主要的光热项目都是由政府主导的。

目前的韩国研发重点是太阳能热化学、碟式和塔式热发电系统。政府出资支持技术研发,但是如果大学、科研院所与产业界不能进行合作的话,将很难获得资助。韩国政府要求,产业界必须是项目第一承担单位,大学和科研院所可以通过其他合约成为项目参加单位。目前已经完成的200kW 的太阳能塔式发电项目就是一个例子;项目主要的合约方是企业。在这个项目中,一共有3 个小企业、3所大学和1 个研究机构参加。

五、联盟成员发言讨论

国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰——联盟应尽快开展行业战略研

究,建立标准和测试手段,重视国际合作

联盟是新时期为加强以企业为主体、市场为导向而建立的产学研联合体,应在突破关键技术上发挥作用,学习国外推动产、学、研互动的成功经验很有必要。太阳能热水器对改善人民生活水平、推动部分工业节能应用方面发挥了重要作用,在此基础上进行中、高温的发展很有必要。要充分利用热能储存的技术优势,克服太阳能资源间歇、不连续的困难,实现如常规能源的连续供能则意义重大。各个方向、各个领域应该开展什么样的技术研发很有战略意义。如工业节能、建筑节能需要研究什么样的技术,并积极向国家提出重点技术发展需求,把众多的联盟成员凝聚在一起,走科研的市场化道路。不能仅在国家层面寻求支持,还要着眼于地方政府的支持,并积极开展国际间的交流与合作。目前我国正在深化与美国学术高层的交流,与德国加强交流,探讨如何发展可再生能源,并分别与西班牙和德国联合成立了可再生能源促进中心,同时加强人才培养,强化高层的交流与合作。

另外,对资源性评估这一基础工作要马上开展,那些技术单项的评估也非常重要,建议引入气象部门开展此项工作。我国太阳能热发电相关技术标准很滞后,应积极参与国际太阳能热发电标准的制定,中国有这么大的市场应该要有话语权。联盟应加强测试手段建设工作,这很紧迫,应该在产业发展前建立,可向国家积极建议由联盟承担此项工作。

联盟专家委员会主任,中国科学院院士徐建中——加强标准研究,规范行业

建立热发电标准国家归口主管部门是能源局和认证委,可组织材料向上述部门申请建立。热发电的配套政策可积极向发改委、科技部建议,不能把热发电等同于光伏发电,要阐明热发电不同于光伏发电的技术特点。光伏发电近年来成本下降很快,热发电必须要有新技术的突破,可向国家自然基金委申报项目寻求支持。目前国家自然基金委正考虑发布项目群,建议联盟在组织项目时把热发电研究打包成一个几千万的项目群,包含热发电的传热、蓄热等整个热发电系统技术的研究,以一个项目群的方式向基金委申报;与能源局协商成立国家级热发电研发中心很有必要,该中心还可以同时负责热发电产品的第三方检测。

太阳雨太阳能集团副总裁朱宁博士——应搭建企业与科研单位之间互相了解的

桥梁

企业对技术有很强的需求,研究机构和高校有很强的研究能力和一大批成果以及仪器设备。但双方信息没有沟通渠道。希望联盟能组织搭建互相沟通的桥梁。广州五星太阳能有限公司总监杨宪杰——联盟内高校应培养太阳能热利用高级人才

建议在联盟网站上设立专家咨询专栏,加强技术交流,以避免低技术、高成本的重复研发。目前,太阳能热利用方面的人才紧缺,希望联盟能够加强人才培养力度,如联盟开办工程硕士专修班就是很好的办法。另外,如果没有政府支持,企业自有资金进行研发比较困难。希望各地政府也能够对新技术研发进行支持。皇明太阳能股份有限公司技术总监张立峰——尽快出台热发电产品规范标准。

国家能源局在十二.五规划征求意见稿中对太阳能热发电的装机容量规划了1000MW。内蒙、新疆、青海、甘肃等省区都有具体的指标,感觉形成太阳能热发电市场的步伐在逐步加快。希望联盟积极发挥技术咨询优势,引导技术研发方向,在成本、可靠性与寿命上深入开展研究。1000MW 热发电装机规模对镀膜钢管的需求量大,而目前国内钢管生产厂家产品质量良莠不齐,希望对此配套的上下游企业的技术与工艺应提前进行规划与指导。

北京清华阳光技术发展中心主管韩成明——通过项目组织产学研合作

联盟主导的《太阳能中温热利用在工业节能中的应用》这一项目产业化发展的前景很好,应利用联盟这个平台促进产业合作。清华阳光正在做这一方面的工作,目前正在上CPC 集热管生产线,希望该方面与其它联盟成员合作。武汉理工大学材料学院副院长程晓敏教授——加强太阳能材料方面的研究希望国家支持联盟,组织开展热利用方面的材料研发。

重庆大学机械传动国家重点实验室陈小安教授——应重视长寿命传动系统研究

热发电技术中的自动跟踪系统在正常和特殊条件下精度都可得到保障,但效率会有所变化,随着电站的长期运行精度难以获得保障。这些研究工作需要长期坚持、长期积累后方能为企业和其它研发机构提供服务。希望这个问题能在今后的研发项目中得到体现。

北京工业大学吴玉庭教授——多向国家建议政策倾斜

希望国家提前出台太阳能热发电鼓励优惠政策,促进产业发展。江苏太阳宝新能源有限公司董事长殷建平——重视中低温热利用

建议联盟不要放弃热水器发展,热水器进入城市也能获得巨大的商机,比如中温热利用在民用领域就有很大的发展空间。

北京太阳能研究所总工孙守建——沟通信息、避免重复建设

建议联盟整合资源、集中优势开展研发,避免重复研究、重复生产,充分发挥各自优势,扬长避短,建立国家级太阳能热发电检测中心。

六、王志峰理事长总结发言

联盟秘书处一年来的工作有成绩,办了几件实事。希望联盟秘书处尽快安排

联盟会费的审计工作。

与光伏行业相比,我国太阳能热利用研究队伍水平还亟待提高。应大力引进

高水平人才进入这个行业。这次十二五项目如可中,光伏方面有几个“千人计划”领衔的团队,而热利用该类团队一个也没有。

在项目组织和实施方面,2010-2011 年组织申报的“十二五”科技项目涉及联盟三十余家成员单位参与,联盟在20112012 年将不再组织项目申报的重大活动。联盟随后要认真考虑的是组织一些基础性研究项目,为行业发展打基础。在联盟成员间交流方面,希望秘书处每季度都能组织一到两次参观活动。每次活动前应将拟参观考察的内容写成文字介绍给成员单位。所有考察活动都应该是自愿参加的。

虽然做了不少努力,但联盟目前在教育培训方面的工作进展还不大。秘书处正积极招聘教育管理人员,希望各高校积极推荐。最好是有丰富办学经验的退休高校教务处领导。

积极开展太阳能热发电项目方面的国际合作非常重要。热发电产品不仅来源于国内,还可开展国际合作获取关键技术,尤其是电站集成经验。西班牙和美国的热发电站的产品与设备很多也来源于外国,包括中国的。联盟愿意为各成员单位推荐合作。要瞄准国际市场,产品质量要高标准、高要求。要加强标准研究和检测工作。联盟在太阳能热发电方面已经起草了七项标准。

为国家和行业决策提供准确参考信息。编制一本数据真实,分析权威的行业发展报告是很必要的。2010 年底开始,联盟就和兴业证劵一起开始行业研究。目前正在编制产业发展报告,9 月底可以定稿。这将为为行业发展、投资人提供准确的、权威的、基础性的参考依据。由于行业发展很快,这个报告拟每年更新出版一本。为使报告更权威,今后需要大量的基础数据,望各成员单位能提供支持。这实际也是一个展示各单位成果和能力的一个平台。

延庆塔式热发电站已进入调试阶段。调试完成后,作为国家太阳能热发电实验基地,我们将开放资源,有需求的单位可进入试验场开展实验。我们将为大家提供便利和优惠的科研服务。希望大家齐心协力共同把中国的热发电事业和世界热发电事业推向更高。

8 18 日上午分会场1 太阳能热发电技术及产业化发展

杜凤丽 国际合作助理(中国科学院电工研究所)

科技部太阳能光热产业技术创新战略联盟组织编写了《太阳能热发电产业及投资机会分析报告》。《太阳能热发电产业及投资机会分析报告》分为太阳能热发电技术、太阳能热发电产业发展现状、太阳能热发电经济可开发量、至2015年太阳能热发电装机容量预测、太阳能热发电站投资组成、太阳能热发电主要关键部件和设备、国内主要太阳能热发电参与主体、附录共八章。《太阳能热发电产业及投资机会分析报告》计划在2011 年年内出版。

王杰 高级工程师(皇明太阳能股份有限公司)

皇明公司与中国科学院电工研究所合作,已成为太阳能热发电聚光及吸热等核心部件的成套设备供应商。可承接塔式、槽式、菲涅尔式、碟式太阳能热发电站集热场的设计,成套设备供应,设备安装及工程总包等。在塔式热发电方面,承接延庆大汉塔式示范电站10000 平方米集热场的设计、设备供应及安装调试,目前已完成所有调试工作。在槽式热发电方面,完成延庆600 平方米槽式太阳能集热场,温度达到400ºC;与大唐集团合作中标中国首个特许权招标项目,内蒙古鄂尔多斯50MW 槽式高温真空集热管。在菲涅尔热发电方面,中国太阳谷建设2.5MW 太阳能热发电站;高温吸热镀膜钢管出口西班牙32.5 兆瓦,总长度近27公里。在碟式热发电方面,完成多种形式碟式聚光器研发,为多所高校及科研院所提供碟式聚光产品。

范兵 副总经理(北京天瑞星光热技术有限公司)

天瑞星公司在2009 年研制成功中温太阳能转换涂层,2003 年研制成功高温太阳能选择性吸收涂层(CERMAT),2007 年研制成功双陶瓷组分的选择性吸收涂层,2009 年金属-玻璃的匹配熔封技术得到解决,2011 年研制成功4 集热管生产线。报告分集热管的整管和部件,分别介绍了结构特征和技术指标,各个性能指标测试结果良好。

王维龙 博士(中山大学工学院)

介绍了三元硝酸熔盐的配比,四元硝酸熔盐的配比,并对熔盐的热物理特性做了测试研究。三元系熔盐(KNO3NaNO3 以及Ca(NO3)2)添加LiNO3 可以降低熔盐熔点20。经过200 次骤冷骤热冲击后,两种熔盐的熔点和相变潜热变化在10%以内。这两种硝酸熔盐对不锈钢的腐蚀性都比较小,其中对316L 钢以及321 钢的腐蚀,一年减少量均在0.3%以内。

刘鹏(法国阿海珐集团 - 可再生能源)

阿海珐集团目标是,增加能源供给,减少二氧化碳排放。阿海珐为无碳排放发电提供一站式解决方案。紧凑式线型菲涅耳反射技术(CLFR)的特点是简单、灵活、耐用。阿海珐拥有最成熟的CLFR 技术。阿海珐太阳能的应用的2 个主要途径是太阳能热直接发电或混合发电,增加蒸汽供应。阿海珐太阳能的4 个项目案例分别是,安装在Liddell 燃煤电站的太阳能增能装置,已于2008 10 月投运美国加州Kimberlina 30MWt 太阳能发电站,为CS Energy 公司的Kogan Creek燃煤电站安装太阳能热增能项目,澳大利亚联邦的太阳曙光项目(Solar DawnProject,将建设250 MW 太阳能光热发电厂。

吴建中 主任(中航工业西安航空动力股份有限公司)

对斯特林发动机而言,需要突破6 个低成本技术,即1)光---电一体化系统优化设计技术,2)斯特林发动机结构优化及模块化设计技术,3)加热器部件的高效生产工艺技术,4)聚光碟片快速成型工艺技术,5)密封技术,6)装配工艺技术。除了要走规模化之路外,还应该进一步发展高温蓄热传热技术、光气互补技术、多循环系统利用技术。

8 18 日上午分会场2 太阳能热发电系统及测控技术

李海冰 总经理(中科力函(深圳)热声技术有限公司)

热声热机具有可靠性高、成本低、效率高、环境友好等诸多优点。热声热机是新型热机,其原理是热产生声,即通过热交换使得在热声谐振腔内的高压气体发生自激振荡,形成声压力波。热声发电原理是把热声发动机和直线发电机直接连接起来发电。热声发电可以应用到塔式、槽式和碟式太阳能聚光系统中,也可以与生物质燃料燃烧器组成分布式生物质发电系统,还可以与燃气燃烧器构成发电系统,可广泛用于各种场合的备用电源、沼气发电和燃气热电联产系统。世界首台新型双作用热声发动机已经开始工作,且将用于正在建造的6kW30kW新型热声热机碟式系统。

蔡其文 博士(东莞理工学院 广东省分布式能源重点实验室)

采用直流(DC)磁控溅射法在载玻片基底上制备了一定厚度的Ag 薄膜,并在其上用射频(RF)磁控溅射法制备了SiO2 薄膜保护层。研究了在真空和空气中,不同退火温度(200250300400 500 退火2h)对反射率的影响。结论是退火能提高Ag-SiO2 膜的光学性能,退火后颗粒结构更加致密,且晶粒增大,薄膜反射率得到提高。在真空中退火,350时反射率最大,随着退火温度的升高,反射率略有下降,但都比未退火时高。而在空气中退火,退火温度低于250时反射率比退火前有所提高,温度高于 300时反射率明显下降。

陈政伟 博士(西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室)

对北京延庆的1MW 塔式太阳能热发电实验电站的腔式水蒸汽吸热器,由于工作温度高、能流密度高,能流分布时间不连续和空间分布不均匀,严重影响腔式吸热器的安全稳定运行,因此需要研究非连续辐照强度下腔式吸热器汽水系统动态响应规律及其控制策略。采用序贯模块法构建了腔式水工质吸热器动态特性数学模型,获取了辐照强度阶跃时腔式吸热器内各参数的动态响应规律。研究发现,蒸发区压力,出口干度,主蒸汽流量,过热器出口压力等均具有自平衡性,但汽包水位无自平衡能力,因此需要采取相应的控制策略。在吸热器动态响应规律的基础上,综合考虑汽包的虚假水位现象,建立了基于增量式PID 算法的状态前馈反馈三冲量水位控制系统,在太阳辐照强度不断变化时该控制系统能很好的维持腔式吸热器汽包水位的稳定。

张化明 技术总监(山东力诺新材料有限公司)

介绍了力诺集热管的产品性能参数,采用的各种主要原材料,生产工艺流程和性能指标检测结果。列举了在高温管检测系统中相关设备仪器及其检测用途。方嘉宾博士(西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室)

项目研究的主要内容是水工质腔式太阳能吸热器实验平台的设计,以及吸热器在启动过程中的热工水力学性能的研究。实际建造了一套水工质腔式太阳能吸热器实验平台。获得吸热器启动过程的过热蒸汽温度、压力、流量、效率、形变等变化曲线。发现吸热器效率偏低,只有55-70%,并分析了原因。发现吸热管道形变基本上只受温度影响。

张永霞 工程师(北京国电智深控制技术有限公司)

介绍了DCS 控制系统组成和特点,并以北京延庆太阳能热发电站的DCS 控制系统为例,介绍了DCS 控制系统的网络结构和控制的软件设计原则,针对汽轮机的9 中运行模式,设计了相应的控制策略。北京延庆太阳能热发电站的控制系统分为协调控制系统、吸热器系统、储热器系统、凝结水系统、给水系统等不同的子系统,根据这些子系统的关系,DCS 把这些子系统又分散到了不同的控制器中进行控制,在物理意义上把控制风险降到了最小。

8 18 日下午 分会场1 新型太阳能热发电方式及太阳能热化学

廖波 博士(西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室)

已有的太阳能热化学制氢主要有:太阳能聚焦高温驱动金属及金属氧化物的热化学循环法制氢及石油焦、碳氢化合物、煤的热裂解气化和蒸汽重整气化制氢等方面,需要需要大于1000高温热源来驱动。而生物质超临界水气化制氢在反应温度600以上有较好气化效果,具有高含湿量的生物质直接气化、气化温度较低、气化率高和氢气含量高等优点。在设计搭建的连续式多碟太阳能聚热与生物质超临界水气化耦合制氢系统上成功进行了以生物质模型化合物(乙二醇、丙三醇、葡萄糖)为原料的气化制氢实验,验证了利用完全可再生的太阳能聚焦供能耦合生物质超临界水气化制氢是完全可行的。太阳能直接辐照度对太阳能吸收腔内及反应器壁温影响较大,太阳能腔式吸收器炉温最高可达700以上,反应器出口流体温度可达650,完全可以满足生物质超临界水气化制氢的能量及温度需要。

陈敬炜 博士(西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室)

为实现高效、低成本、可持续、大规模的太阳能制氢,课题组首次在国际上提出以生物质超临界水气化作为太阳能热化学制氢途径。以动力工程多相流国家重点实验室研制成功的生物质超临界水气化与直接太阳能聚焦供热耦合制氢示范中试系统为研究对象。设计工况下,该太阳能耦合制氢系统的能量效率和火用效率分别达到49.37%41.95%。气化制氢过程中,最大火用损失环节为加热过程和换热过程,最大能量损失环节为换热过程。计算得出了换热效率、反应器热效率对系统的火用及能量效率的影响规律。

王成龙 副主任(兰州交大国家绿色镀膜中心公司)

兰州大成科技股份有限公司主要从事绿色镀膜通用装备、绿色镀膜新材料装备、新能源装备的主要研究开发和生产。2010 年被认定为国家火炬计划重点高新技术企业。在槽式太阳能热发电方面取得了一些关键的技术突破,相应的技术产品有4 太阳能中高温真空集热管、2mm 槽式太阳能非热弯成型玻璃反射镜、复合抛物面聚光器(CPC)、槽式太阳能集热及发电系统和线性菲涅尔太阳能集热系统。现在槽式太阳能集热及发电系统和线性菲涅尔太阳能集热系统都有了示范工程项目也取得了阶段性的进展。但也列举了存在的一些问题,如传热介质的选择、储热介质的选择、高精度的跟踪、低能耗的传动系统以及集热管的第三方检测。

贾东明 高级工程师(中国航天科技集团公司第四研究院第四十一研究所)

纤导发电技术的基本思路是太阳光—锁光装置—光纤—热—发电。新型锁光技术的装置主要由双面反射的锁光弧面、导光管和出光口组成,光热转换装置是个黑体模型。相关技术已经申请了专利,即CN201110208154.6《将不同方向的光转为恒定方向光的装置》。

8 18 日下午 分会场1 太阳能热发电技术三亚国际论坛闭幕式

王志峰 研究员 (中国科学院电工研究所)

目前太阳能热发电的技术瓶颈主要有储热、节水和系统集成技术三大因素。储热是很关键的环节。参加本届论坛的蓄热企业确实很少。实际上不仅是夜间发电,在系统早上启动时,也要用储热装置。国外允许一定量的化石燃料和太阳能热发电系统互补,而我国目前的政策是太阳能热发电站中不允许使用化石燃料补燃,这显然对储热提出了更高的技术要求。这是个全球都没有很好解决的难题,会上会下请多讨论这方面问题。现在大多用熔融盐介质和导热油,但这是否是最终解决方案,也未可知。目前来看,综合价格、可靠性和危害等因素,还没有一种合适的材料。

节水高效发电技术也急需突破。中国西部地区大规模建立太阳能热发电站一般需要采用干冷技术,中国西部缺水。不像西班牙南部和北非等电站建在海边,对干冷发电的需求不那么迫切。

更为关键的是系统集成技术难题。一个热发电站装备众多,通过掌握集成设计技术,才能从总体上提出对各个部件的技术规范和要求,才能优化一次投资和运行方式,才能引领产业发展。集成技术要经过长期的经验积累才能掌握。希望政法能多给中国的电力企业集成电站的实践机会,哪怕是小一点的电站。

希望明年相聚时,蓄热、节水和系统集成技术三大难题会有新的进展。

 

本届论坛共举行了为期三天的交流和探讨,议题涉及太阳能热发电的技术开发,市场分析,投资建议,政策机制等多个层面。与会代表竞相发言,会议气氛热烈友好。太阳能热发电技术三亚国际论坛发起于2007 年,每年一届,是目前亚洲地区举办的唯一有关太阳能热发电技术的大型国际年会。较之以往各届论坛,这次会议的主要特点是:

一、主题突出、内容丰富、形式多样。本届论坛的主题是把太阳能热发电技

术推向商业化。国内外的参会代表们就“太阳能热发电技术商业化面临的重大科学技术问题”、“太阳能热发电技术及装备”、“太阳能热发电系统及储能”、“太阳能热发电技术基础研究”等十多个会议主题进行了深入研讨和热烈交流,涵盖太阳能聚集—光热转化—热功转换及设备部件生产等全部关键技术环节。会议期间也展示了一批国内外新的科研成果。

二、规格更高、规模更大、影响深远。在科技部对中国太阳能热发电技术和产业的支持和扶持下,国内投入到太阳能热发电技术研发和市场开拓的产学研从业规模迅速壮大。特别是科技部高新技术发展及产业化司今年作为主办单位组织了本届论坛,给论坛带来重要的政策导向,引起全国政产学研各界及国际能源领域的高度重视。8 17 日下午召开科技部太阳能光热产业技术创新战略联盟专场,总结联盟工作开展情况和十二五项目申请情况,并且对如何构建太阳能光热联盟产业技术创新链进行了热烈讨论。对国内太阳能热发电领域相关企业之间的发展与合作有重要影响意义。

三、会风务实、紧凑有序、反响强烈。为期3 天的会议分别在一个主会场和

两个分会场召开,与会人士围绕太阳能作为新能源的开发利用前景、太阳能热发电技术的商业化开发模式等内容进行了深入的研讨交流。无论是领导讲话还是会议讨论,整个会议体现了实事求是、求真务实的精神。论坛主办方希望通过此次论坛,为与会代表提供一个交流合作的平台,并通过来自政府、国内外金融、企业、研究机构等各界人士的共同努力,推进我国太阳能热发电技术产业化、商业化进程,为全球节能减排,为我国经济可持续发展,建设环境、资源友好型社会做出贡献。

 

 

 

 

 

                

2011 9 10

__

该页已被阅读 4149