高元坤：太阳能光热技术进入工业应用领域
来源：大众日报 | 0评论 | 4818查看 | 2013-01-21 17:03:00
“1+1”，太阳能锅炉
改变工业企业用能结构
太阳能锅炉，简单说，即使用光热技术，对冷水进行预热，再提供给工业锅炉。我省此次奖补的对象，是利用太阳能集热系统对蒸发量5吨以上的工业锅炉给水进行辅助加热，标准是实现锅炉系统持续稳定运行、进水温升达到60度以上，根据节能效果给予补贴。
这项技术的发明者是山东力诺瑞特新能源有限公司，2011年5月，力诺瑞特启动“工业绿动力”计划，并着手在力诺工业园建设全球首座CPC中温太阳能工业热力系统。据核算，采用这项技术，这座锅炉每年可节约标煤1156吨，减排二氧化碳3005吨。
公司工业热能项目总监孙宪朋说：太阳能锅炉实际是一种“1 1”的能源利用模式，即把绿色、环保的太阳能热利用注入工业生产过程，从而实现对传统能源的替代，改变了工业企业的用能结构。
太阳能锅炉其实是一个系统。力诺瑞特已建成的太阳能锅炉，是CPC中温集热器与锅炉热力系统的集成。该系统共安装集热器5200平方米，按济南年均太阳辐照量计算，每天可提供预热热水138吨，将15℃左右的冷水加热至95℃；随后，由锅炉加热成150℃蒸汽，太阳能所提供的热量占这座10吨锅炉所需热量的10%。
这一示范工程解决了中国太阳能中高温工业热利用技术的难题，实现了太阳能热利用领域与工业热能领域的完美结合。最关键的是自主开发的中温太阳能工业热能利用技术，其中的CPC集热器平均达到60%。
这种方式或许是首次把新能源直接应用于工业生产领域，与过去主要是“减量”的节能减排措施相比，更重视新能源对传统能源的替代，因而从未来影响来看，蕴含着革命性的意义。正因为如此，从发展伊始，就得到了政府相关部门的高度重视。
在此之前，我省已将太阳能集热系统应用项目纳入省级节能专项资金扶持范围，主要是支持学校建设太阳能浴室。2007年以来，共支持了673个太阳能集热系统应用项目，累计安排补贴资金1.95亿元，年可节约标准煤5.53万吨，减少二氧化碳排放量13.8万吨。
而太阳能热在工业领域的应用，效益更为重大。工业能耗占全省总能耗的70%以上，其中热力能耗占工业能耗的50%左右。若整个工业耗能的10%用太阳能替代，年可节约标煤2430万吨，减排二氧化碳6075万吨，对推动工业节能降耗、确保完成“十二五”万元工业增加值降低18%的目标具有重要意义。
启动了万亿规模的新市场
目前太阳能工业热力系统技术性能和成熟度，已完全可以推广到造纸、纺织、食品、烟草、木材、化工、塑料、医药等八个用热行业。省经信委建议在全省启动“工业绿动力计划”，建立中温太阳能工业热力系统示范工程，形成设计、生产、推广、服务的标准规范及产业化模式，为工业生产提供绿色、清洁、可持续的太阳能资源，实现太阳能热利用领域与工业热能利用领域的一体化完美结合；通过项目示范，形成设计、生产、推广的标准规范，最终实现产业化推广。“十二五”期间，推广太阳能集热面积1170万平方米，实现节能195.8万吨标准煤，减排二氧化碳513.6万吨。
政府的引导，带来了市场的呼应。在不到一个月的申报时限内，全省已有20家用能企业与力诺瑞特合作申报，目前，各相关市正进行资格审查。
更令人振奋的，是一个新市场的形成。
据了解，山东有各类锅炉约5万台，若全部实现与CPC中温太阳能工业热力系统结合，可安装中温集热器8840万平方米，从节能角度，每年节约标煤1960万吨，减排二氧化碳4420万吨；所蕴含的市场容量为1220亿元！
据统计，我国目前在用燃煤工业燃煤锅炉约47万余台，每年消耗标准煤约4亿吨，约占我国煤炭消耗总量的四分之一；排放二氧化碳约占全国排放总量的10%，占全国排放总量的21%。若全国锅炉若都能与太阳能结合，一年就节约原煤约4000万吨，减排二氧化碳约8000万吨。太阳能产业的市场总量超过万亿！
在几年苦心探索、初见成效的今天，力诺瑞特总经理申文明说：这么大的市场，我们希望更多企业参与进来，共同为我国的节能减排事业作出贡献。
我省是太阳能光热产业大省，五家较大企业在业内地位显赫，去年销售收入超过百亿。但太阳能是自发产生的一个产业，因为门槛较低，全国企业总数超过1万家，都集中在热水器领域，竞争激烈，发展无序。
从热水器起步，到倡导太阳能与建筑一体化，再到太阳能锅炉，力诺瑞特一直追求有质量的增长。创新总是有成本的，他们早在2002年即倡导太阳能与建筑一体化，因为当时市场不成熟导致踯躅不前；2007年前后，多层、高层住宅增长迅猛，一体化才被广泛接受，现在成为业界的公共课题。
太阳能锅炉研发完成后，力诺瑞特组织专门团队进行推广应用，先后对印染、酿造、牛奶厂、油脂提取、塑料管业、沥青加热、粮食储备库、屠宰厂、造纸厂、木料烘干、农村住宅采暖等11个行业进行了调研，对其工艺进行了详细的了解。同时，要把客户需求作为创新目标，优化系统，改进元件，完善应用。其中，每组集热器的载荷由每平方米60公斤下降到三四十公斤，扩大了适宜安装的空间，收到节约用地的效果。
省经信委建议进一步加大科技研发力度，完善以市场为导向、以太阳能企业为主体、产学研相结合的技术创新体系。鼓励省内骨干太阳能企业深化产学研合作，重点围绕太阳能工业热能利用核心技术、系统技术以及工程技术开展研发攻关，进一步提高太阳能工业热力系统的温度，扩大应用范围，提升太阳能应用层次。
探索新型推广模式
太阳能锅炉的目标用户是工业企业，这是与居民消费完全不同的市场:一方面，规模大、节能效益显著；另一方面，企业的特点也决定更高的要求。
孙宪朋在调查中发现，企业判断是否采用节能新技术，如果不是政策具有约束性，他们首先考虑的是投入产出效益，标准是日常资本投入的利润率。接受调查的工业制造企业平均利润率在10%-15%左右，他们希望应用太阳能锅炉所作的投资，也带回相当水平的收益。
太阳能集热系统成本，根据用能企业的实际状况各不相同，按集热面积核算，大致为每平方米1000元；效益主要是节约能源形成的，年可节煤210公斤，按目前煤炭的市场价格，大约四五年可以收回成本。在全自动控制的基础上，太阳能系统寿命高达10-15年，这样计算，长远看效益是很可观的。但是，初始投资需求比较大，一次投入几百万元，相当多的企业还是感到压力。所以，尽管燃煤锅炉最需要进行改造，但从成本收益角度看，油、电、气的用能企业更容易接受。
从长远看，煤炭价格总是上涨的，而太阳能集热系统成本将随着规模扩大而降低，相反的趋势，将使越来越多的企业接受这一创新；但目前投资大、回收周期长，确实是推广应用的一个障碍。
孙宪朋说，要解决这一问题，需要创新推广模式，采用信誉销售（合同能源管理的雏形）等方式，减轻用能企业的投资压力。但是，这需要政府主持制定太阳能系统能源计量、审计标准，使太阳能的节能量有法可依。对于小型用能企业，可以将系统模块化，由企业自行组织安装，公司提供技术标准和技术支持，降低成本。
另外，太阳能受昼夜、季节、气候影响或决定，这与企业的生产需求在时间上可能不同步，而现在低温蓄热技术没有突破，所以会导致系统产热量与生产需热量不能同步，这意味着使用效率降低。在市场开拓时，能否选择相邻而且用热时段不同的机构进行组合，建设区域供热中心。
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