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中國CSP和中美技術(shù)合作的未來

發(fā)布者：Joseph　Desmond | 來源：亮源能源公司 | 0評論 | 8617查看 | 2015-08-27 19:02:00

　　作為世界上最大的兩個經(jīng)濟體、能源消費國和溫室氣體排放國，美國和中國是唯一能夠在政策、計劃和技術(shù)上合作的兩個國家，在互惠互利的同時起到有效參與應對全球氣候變化的典范作用。

　　投資界正在關(guān)注有利于可再生能源發(fā)展的各種因素。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)第九份報告《2015年全球可再生資源投資趨勢》指出，“可再生能源日益被視為一種穩(wěn)定的、甚至相對低風險的由機構(gòu)基金進行的投資。這種現(xiàn)象部分體現(xiàn)在越來越多的機構(gòu)投身于可再生能源項目，部分體現(xiàn)在他們對綠色債券的大力支持上，使2014年創(chuàng)紀錄地發(fā)行了390億美元的綠色債券。”

　　即使取得了這樣的進步，國際能源署(IEA)的最新報告《2015年能源技術(shù)展望》仍指出，我們在加速清潔技術(shù)創(chuàng)新方面仍有尚未開發(fā)的巨大潛力。該報告強調(diào)了我們有能力通過有效的研究、開發(fā)、示范和部署(RDD&D)實現(xiàn)短期和長期的氣候變化減排目標。

　　“中國已經(jīng)展示了其原創(chuàng)、綜合及優(yōu)化創(chuàng)新的能力，”該報告指出，“若要繼續(xù)取得成功，我們要逐漸依賴于加入和擴大國際創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，并利用它們的力量來協(xié)同改造國內(nèi)和全球的能源系統(tǒng)?！?/div>

　　正如本文所述，中美在太陽能熱發(fā)電（也稱為“聚光太陽能發(fā)電”(CSP)）方面的合作已經(jīng)進行了一段時間。因此，第一個大型示范項目即將破土動工，以為繼續(xù)取得技術(shù)創(chuàng)新和市場普及鋪平道路。

　　對太陽能熱利用技術(shù)的興趣日益濃厚

　　隨著可再生能源在全球普及率的增加，決策者和公用事業(yè)對可確保具有長期可靠性而不增加排放量的技術(shù)表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣。監(jiān)管機構(gòu)、公用事業(yè)和電網(wǎng)運營商在考慮未來的能源投資組合和投資決策時越來越多地結(jié)合系統(tǒng)集成成本和可靠性影響等因素。

　　利用熱能儲存技術(shù)進行的CSP便是一個有助于應對因風能和光伏(PV)產(chǎn)出迅速擴大而導致供電變化的靈活資源的實例。最近的研究顯示，該技術(shù)可在需求最迫切時提供可調(diào)度的電力，為實現(xiàn)全球清潔能源和氣候目標發(fā)揮重要作用，提高可靠性且降低成本。

　　中國擁有優(yōu)良的太陽能資源，其中有70%主要集中在西部和北方省份。中國陸地表面每年接收到的太陽能預計相當于49,000億噸標準煤的能源，大約比10,000個三峽電站的總發(fā)電量還多。

圖片說明：如該太陽輻射地圖所示，中國有豐富的太陽能資源。

　　另外，中國有適宜建設(shè)CSP電站的大面積沙漠土地。中國有264萬平方公里太陽能資源非常豐富的干旱、沙漠土地。僅新疆就有111萬平方公里的沙漠土地。這些地區(qū)為建造大型CSP電站提供了優(yōu)良的土地和太陽能資源條件。

圖片說明：在加利福尼亞州莫哈韋沙漠建造的Ivanpah太陽能發(fā)電系統(tǒng)體現(xiàn)了亮源(BrightSource)高超的太陽能熱發(fā)電技術(shù)。亮源將利用其在Ivanpah中獲得的經(jīng)驗與中國一起共同推進在中國蓬勃發(fā)展的CSP行業(yè)的技術(shù)進步和項目開發(fā)。

　　利用熱能儲存技術(shù)的CSP如何工作

　　與將陽光轉(zhuǎn)化為直流電的光伏(PV)不同，CSP技術(shù)利用反光板（通常為反光鏡）將陽光聚焦至太陽能集熱器，對工作流體進行加熱。在塔式CSP發(fā)電廠內(nèi)，被稱為定日鏡的反光鏡陣列沿兩個軸向追蹤太陽，并將陽光反射至位于臨近鏡場中心的發(fā)電塔頂部的中央集熱器上。

　　所捕獲的熱量隨后可在渦輪機（或其他熱力發(fā)動機）中被轉(zhuǎn)化為驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的機械功。因為熱量的儲存成本比電的儲存成本低，所以CSP技術(shù)為熱能儲存系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，此系統(tǒng)可根據(jù)市場和電力系統(tǒng)需求而非依賴于可直接利用的陽光來支持發(fā)電廠運營。

　　熱能儲存系統(tǒng)通常包括集熱方法、蓄能器和儲存介質(zhì)。根據(jù)CSP發(fā)電廠配置和設(shè)計的不同，儲存介質(zhì)可以是該CSP周期的工作流體，也可以是一個通過熱交換器與工作流體連通的單獨環(huán)路。該儲存介質(zhì)由陽光直接或間接加熱，然后進行儲備，直至隨后用于產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動渦輪機發(fā)電。

　　利用熱能儲存技術(shù)進行CSP的優(yōu)勢在與熱能儲存技術(shù)相結(jié)合后，CSP發(fā)電廠擁有了與化石燃料火力發(fā)電廠相同的作業(yè)屬性。結(jié)合了熱能儲存技術(shù)的CSP發(fā)電廠實際上比許多現(xiàn)有的燃煤發(fā)電廠具有更大的靈活性，因為CSP發(fā)電廠更能充分利用渦輪機的全工作范圍與快速升降溫的特性。由于采用了同步汽輪發(fā)電機，CSP發(fā)電廠擁有重要的可靠性優(yōu)勢，例如無功支持、動態(tài)電壓支撐、電壓控制和一定程度的慣性反應。

　　這些電廠有效地將發(fā)電時間延長至一天中更晚的時間乃至日落后。無論何時，這都是公用事業(yè)及其他發(fā)電企業(yè)最看重的特性。由于較高的資產(chǎn)利用率，這一特性也有助于通過增加發(fā)電廠的能容系數(shù)（某一天內(nèi)產(chǎn)生的能量）來降低可再生能源的成本。這使公用事業(yè)具有更大的運營靈活性來穩(wěn)定生產(chǎn)并考慮其他間歇性資源的多變屬性。此外，它還以平衡和穩(wěn)定產(chǎn)能及配套服務(wù)的形式，為公用事業(yè)和電網(wǎng)運營商帶來價值。簡而言之，CSP 和熱能儲存技術(shù)帶來的靈活性為風能和PV等其他多變資源的投資提供了有利條件。

　　中美技術(shù)合作

　　中國和美國曾就能源和環(huán)境問題有過富有成效的雙邊接觸，包括但不限于以下舉措：

　　? 中美氣候變化工作組

　　? 中美能源政策對話

　　? 中美清潔能源研究中心

　　? 中美能源和環(huán)境十年合作框架

　　? 中美可再生能源伙伴關(guān)系

　　? 清潔能源部長級會議

　　? 貿(mào)易代表團

　　美中可再生能源伙伴關(guān)系(USCREP)是奧巴馬總統(tǒng)于2009年宣布的七個美中清潔能源舉措之一。在2013年7月舉辦的第三屆年度可再生能源產(chǎn)業(yè)論壇上，亮源能源公司(BrightSourceEnergy)與中國電力投資集團公司(CPI) 的子公司——中國可再生能源開發(fā)企業(yè)黃河上游水電開發(fā)有限責任公司（以下簡稱“黃河”）發(fā)布了《諒解備忘錄》(MOU)，共同合作開發(fā)中國首個大型商用CSP試點項目。亮源還與中國可再生能源工程研究院(CREEI)簽訂了MOU，在選址、施工和竣工、潛在成本的降低和培訓方面向其提供指導，以分享亮源在CSP技術(shù)商業(yè)化方面的成功經(jīng)驗。

　　自此以后，我們穩(wěn)步地向著這一目標邁

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