太阳能光热发电潜力大 可减弱巨大碳排放压力

太阳能光伏发电技术近年来获得了爆炸性的增长，主要原因是光伏系统的价格在过去的25年中下降了99%左右，这无疑是一个令人震惊的数字。但与此同时，太阳能发电技术的另一种形式——太阳能光热发电技术则只能占据太阳能发电市场的很小一部分。

但IEA(国际能源署)则表示光热发电技术的发展潜力很大，因为光热发电技术可配置高效储热系统的优势使其未来在降低成本方面具有极大的优势，而且储热系统的配置还可以使光热电站在日落之后很长一段时间里继续提供电力。IEA此前公布的2014光热发电技术发展路线图预计，到2050年全球用电量的11%将由光热发电技术来提供。而近年来光热发电技术的发展热度不断提高的事实也符合这一大的趋势，同时也预示着光热发电的发展前景将一片光明。

简单地说，光热电站的工作原理就是利用反射镜来聚集阳光，然后将光能转化成热能加热液体介质生成蒸汽从而推动汽轮机发电。例如目前发展速度很快的塔式光热发电技术主要是通过采用可双维跟踪的定日镜将阳光聚集到中央集热器上来进行集热和发电。另外发展相对更加成熟的槽式光热发电技术则是把阳光聚焦在装满导热流体的集热管上来进行集热和发电。

光热发电技术的一个关键特性就是它产生的能量主要以热能的方式来表现，而储热成本要比储电成本低20倍到100倍，而且效率也更高。许多已投运的商业化光热电站已经证实了光热发电技术可以通过使用熔盐来储热，而且储热时长可达数小时之久。

那么目前光热发电市场发展究竟如何呢?事实上，光热发电的市场渗透的确比预期要慢，部分原因在于光伏发电的成本以惊人的速度下降着，但近年来我们欣喜地看到光热发电装机量正在显着的增长(见下图)。

全球光热发电装机总量(1984年到2013年)

2014年一个独立市场分析项目预计，在2014年到2020年间，全球光热发电市场将会以复合年增长率高达19.4%的速度获得快速发展。2013年全球光热发电市场总值为25亿美元，按照上述项目预计标准，到2020年底，这个数值将会激增到87亿美元。

此外，NREL(美国国家可再生能源实验室)与IEA均表示，随着光伏发电对电力市场的渗透更加深入，光热发电可能将变得更有价值。2014年NREL进行的一项研究显示，配有储热系统的光热发电项目“将会为加州公共事业规模的太阳能项目每千瓦时增加5到6美分的额外价值，这将有利于加州在六年内实现可再生能源供电量达到33%的目标。”

可再生能源发电，尤其是光伏发电发展越快，光热发电就越有价值。为什么这么说呢?目前，光伏发电系统往往在电能最具价值的时间段里发电和供电，比如白天的用电高峰期，特别是在夏天，空调的用电量成为电力需求的主要部分。

但是一旦光伏发电总量达到地区全年发电量的10%到15%时，它的价值就没那么高了。IEA认为，当这种情况普遍发生时(也许是2030年左右)，大规模的光热发电项目将得到部署，因为光热电站可以配置高效的储热系统，可以在下午和晚上的用电需求高峰发电和供电，并以此弥补光伏发电的不足。

2014年，奥地利国际应用系统研究所进行的一项关于自然气候变化的研究发现，在地中海地区，一个配置储热系统可连续供电的光热发电项目可以提供当前用电需求70%到80%的电力，而其与燃气电站相比也没有花费更多的费用。”同时，由斯坦福大学MarkJacobson教授主导的一项新的研究表明，在美国50个州所有清洁能源和可再生能源(包括风电、水电和太阳能等)供电量中，7.3%的电能是由伴有储热系统的光热电站提供的，而且这部分电能主要用于调峰和维持电网的稳定性方面。

IEA2014年发布的太阳能发电路线图预计，在正确政策方针的引领下，再加上技术的不断进步，到2050年，全球总用电量的16%将由光伏发电来提供，而光热发电则可以提供全球11%的电力需求量。

 

如果一切按照IEA所构思的剧本进行的话，到2050年，这些太阳能发电项目每年将可减排二氧化碳60亿吨多，这个数据超过了美国目前全国的二氧化碳排放量。换个说法，这个数据将超过目前全世界范围内所有运输业直接排放的二氧化碳量。

在目前碳排放压力巨大的环境下，还有哪些因素将会影响光热发电未来光明的发展前景呢?按照目前形势来看，如果蓄电池技术获得重大突破，电力存储成本显着下降的话，这将成为可能。哪种技术才是最好的，只能让时间来证明，让我们拭目以待吧。