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導(dǎo)讀：天然氣供應(yīng)量從40%大幅降至10%以下，供熱成本從20歐元/MWh升至140歐元/MWh，嚴(yán)重依賴俄羅斯天然氣的德國正在積極嘗試各種綠色加熱技術(shù)來為重工業(yè)脫碳尋求出路。

據(jù)外媒消息，面對嚴(yán)峻的能源形勢，DLR（德國宇航中心）太陽研究所負(fù)責(zé)人Robert Pitz Paal在不久前召開的Solar PACES大會上表示，聚光熱利用技術(shù)將是促進(jìn)德國實(shí)現(xiàn)工業(yè)脫碳的四種重要可再生能源方案之一。

據(jù)悉，為了使德國盡快完成工業(yè)脫碳，德國政府提供了55%的補(bǔ)貼（符合可再生過程熱支持條件的技術(shù)包括太陽能熱系統(tǒng)、生物質(zhì)鍋爐和熱泵等，中小企業(yè)可以申請占投資額55％的贈款）以加快工業(yè)用熱向綠色熱能過渡，并有望使聚光熱利用技術(shù)的投資回收期降至3年以下。

圖：歐洲天然氣進(jìn)口和分銷示意圖

由于德國DNI值（太陽能直射輻射）僅為1000 kWh/m2.y左右，一直以來，通過將反射的太陽光集中到太陽能接收器上產(chǎn)生熱量來為工業(yè)過程提供熱能的思路似乎并不適合德國以及中歐國家。

“但在如此高的天然氣價(jià)格下，即使在德國和中歐國家，現(xiàn)在也可以利用聚光熱利用技術(shù)代替天然氣為工業(yè)生產(chǎn)提供過程熱或構(gòu)建熱力網(wǎng)絡(luò)。商業(yè)化項(xiàng)目實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，與昂貴的天然氣相比，光熱項(xiàng)目開始具備成本優(yōu)勢?！盧obert Pitz Paal說。

圖：比利時——低DNI太陽熱地區(qū)光熱成功案例

在大會中，Robert Pitz Paal詳細(xì)對比了可再生能源電解制氫、聚光熱利用（CST）、地?zé)岷蜕镔|(zhì)等四種可替代化石燃料燃燒供熱的可再生能源方案的利弊。

圖：中歐地區(qū)四種可再生供熱技術(shù)參數(shù)對比

據(jù)Robert Pitz Paal介紹，對比來看，上述四種技術(shù)路線中CST技術(shù)的土地占地最少，成本最低；更讓人意外的是，在很多工業(yè)用熱溫度高達(dá)400℃的歐洲地區(qū)也擁有充足的太陽能資源。

下為四種可再生能源供熱方案優(yōu)劣勢介紹：

1、綠氫

據(jù)悉，目前歐洲光伏發(fā)電成本約為6歐分/kWh，利用太陽能或風(fēng)能電解制氫的成本將更高。

Robert Pitz Paal表示，將太陽能轉(zhuǎn)化為氫氣然后再燃燒是一種非常昂貴的使用方式。燃燒氫氣產(chǎn)生的熱量成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過15或20歐分/kWh，所以現(xiàn)在僅僅為了產(chǎn)生工藝熱量而替代天然氣并不具有競爭力。

2、聚光熱利用（CST）

即使在光資源條件不算優(yōu)異的德國，聚光熱利用技術(shù)也可以通過蓄熱器24小時連續(xù)產(chǎn)生高達(dá)400°C的熱量，或者可以直接輸送到熱電聯(lián)產(chǎn)廠（CHP），與現(xiàn)有系統(tǒng)耦合同時產(chǎn)生電力和250°C的熱量。

Robert Pitz Paal表示：“目前，熱電聯(lián)產(chǎn)廠都使用化石燃料。在熱電聯(lián)產(chǎn)廠，你可以同時獲得電力和工藝團(tuán)隊(duì)，因此將聚光熱利用系統(tǒng)耦合進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)非常可行——你只需將熔鹽儲存的熱量輸送到熱電聯(lián)產(chǎn)工廠來產(chǎn)生蒸汽，來代替化石燃料燃燒所生產(chǎn)的蒸汽即可?！?/p>

3、地?zé)崮?/strong>

地?zé)崮芸芍苯踊蛲ㄟ^輸送至熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組以提供全天候熱量并用于供熱和供電。但Robert Pitz Paal指出，找到開采地下地?zé)豳Y源的最佳地點(diǎn)并非一帆風(fēng)順，這種不確定性意味著投資人面臨著高風(fēng)險(xiǎn)，從而增加了成本。

Robert Pitz Paal介紹道：“我們在德國經(jīng)歷了這樣一種情況：鉆一個幾公里深的洞，卻找不到200°C至300°C的預(yù)期熱源，因此，在尋找過程中所投入的時間和精力都浪費(fèi)了?！?/p>

4、生物質(zhì)

生物質(zhì)雖然能夠在1000°C以上的溫度下燃燒產(chǎn)生熱量以滿足鋼鐵或水泥的高溫需求，但其土地使用受到限制。一般工業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H使用的是沼氣，但沒有足夠的沼氣來滿足工業(yè)過程的需要。

Robert Pitz Paal指出，目前普遍存在一個障礙——很多需要且可以采用可再生能源的行業(yè)普遍忽視了可再生能源這一選項(xiàng)。

工業(yè)界對天然氣、石油和煤炭最為熟悉，一個相對認(rèn)知度較高的替代方案是光伏發(fā)電，然后將其與電加熱器搭配，但與聚光熱利用（CST）技術(shù)相比，光伏發(fā)電需要三倍的土地才能產(chǎn)生相同的熱量，因此用光伏發(fā)電提供工業(yè)用熱的成本比CST更高。

Robert Pitz Paal表示，當(dāng)前，充分認(rèn)識到太陽能供熱優(yōu)勢的德國監(jiān)管機(jī)構(gòu)設(shè)立了55%的補(bǔ)貼政策，旨在將聚光熱利用項(xiàng)目的投資回收期縮短至3年以下。在此背景下，目前德國太陽能供熱公司正如雨后春筍般涌現(xiàn)，但由于德國社會整體對這項(xiàng)技術(shù)知之甚少，將其用于工業(yè)供熱的商業(yè)化部署速度仍比較緩慢。

圖：歐洲各國加速淘汰化石能源，工業(yè)用熱的可再生選擇變得更加重要

Robert Pitz Paal對此解釋說：“即使用能方聽說過這種技術(shù)方案，但因?yàn)樵S多工程公司并不了解這種技術(shù)，所以也不會推薦使用該技術(shù)。德國目前需要教育人們正確地進(jìn)行設(shè)計(jì)，并真正發(fā)展這一領(lǐng)域的專業(yè)知識；同時，還需要知道如何進(jìn)行設(shè)計(jì)的人才和在德國看到更多的參考項(xiàng)目。像DLR這樣的公共研究實(shí)驗(yàn)室可以為上述活動提供支持，例如，通過提供模擬工具使工程公司能夠?qū)嶋H進(jìn)行正確的分析和設(shè)計(jì)，并幫助監(jiān)測確保此類項(xiàng)目在技術(shù)上取得成功?！?/p>

附英文報(bào)道鏈接：https://helioscsp.com/dlr-finds-concentrated-solar-power-is-ideal-renewable-to-decarbonize-german-industry/