Jürgen Kern谈光热发电的现状和未来趋势
发布者：CSPPLAZA | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 6068查看 | 2015-07-08 17:28:00
CSPPLAZA光热发电网报道：中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA年会2015于6月25~26日在京盛大召开，德国航天局（DLR）太阳能热发电高级研究员Jürgen Kern出席本届大会并发表了题为“国际太阳能热发电技术的发展现状和未来趋势”的主题演讲。
下面刊出的是Jürgen Kern演讲的主要内容：（注：本文根据大会录像资料整理，文章内容未经演讲者本人审阅）
大家早上好，十分感谢主办方CSPPLAZA对我的邀请，非常高兴来到中国与大家介绍一下德国航天局研究和发展的现状和趋势以及政策。我跟我的同事一起来做了这个幻灯片。
我介绍一下德国航天局过去40年做的工作，之后看一下太阳能和光热领域的发展，之后看看德国航天局在中国的角色。
图：Jürgen Kern发表演讲
德国航天局主要是做航天领域的工作，主要是航空研究和技术，在近40年的工作中他一直致力于能源方面的工作。在能源领域我们有很多部门，有风能以及各种部门，我主要是做太阳能热发电方面的工作。在航天局也有化学领域的部门、汽轮机等等。
可再生能源和太阳能，这里有很多可再生能源是大家所熟知的，在全球和中国都有应用，今天主要看一下太阳能的技术，包括PV、CPV、塔式、槽式、碟式，这些都是现有的主要技术，全球所显现出来的主要技术。
如图，1986年建造的槽式发电站，现在还在运行，用来给发电所有者带来利润
现在有很多技术在市场上可以获得，有很多塔式项目也在实施，给大家谈谈一些能源技术不同的特点，可再生能源不同的特点到底有哪些。我非常感谢孙先生（指电力规划设计总院孙锐副院长），他谈到了电力的质量这很重要。另外还有一个典型的风场和光伏发电的情况，而且可以看到典型的聚光发热，太阳光热发电的情况，聚光太阳能有储能的系统，CSP包括太阳能光伏发电的情况。
风能和光伏发电有很多波动，光热发电包括光伏的安装，一般来说可以产生峰值的负荷，如果是其他太阳能的发展，比如说两个、三个、四个这样的技术，这是基线负荷的发电，我们可以产生不同的质量，可以在基线、中线或者峰值的负荷进行光热发电，有一级、二级、三级的存储，这些都是人们所知道的质量，特别是当他们与一个售电网络进行规划的时候，在规划整个国家发电系统的时候都要考虑到这些特性，这是非常重要的数值和特征，在进行光热发电的时候不能忘记这些特点。
另一个问题是能源密度，比如说每平方公里的发电量，显示出了能源的密度，每平方米可以发多少电，以瓦为单位。绝对的数量，生物制密度是5，地热密度也是很低的程度，风能稍微高一些，特别是风能场所选择比较好可以达到15。水电大概是250能源密度，这是平方公里获得的密度，埃及以南的部分，如果在这里建一个光热，在沙漠旁修建一个光热发电场，那里有非常好的太阳照射。
可以把它进行运输，有了网络和电网的技术，就可以把这些电进行输送，在过去的十年欧洲也在进行这方面的工作，我们要利用那里的太阳能，比如非洲有很优秀的环境，把它输送到欧洲的东部（在比较糟糕的环境里用电），中国也经常在做这件事，30几瓦在过去五年中的项目，并不需要我知道电是从遥远的地点输送到消费中心，在欧洲就开始这样的工作，现在CSP技术发展的情况，比如说塔式、槽式、碟式等等。
加利福尼亚州的SEGS商业运营的光热电站，1986年建造的装机容量354MW，现在仍然在运行中，我们现在还有一些新的技术与项目。西班牙的槽式发电项目Andasol综合体，09年开始运行的，配有7小时的储热系统，每年3600满负荷小时数。
当然我们也有一些新的项目，例如Solana发电站，是阿本戈在凤凰州的项目，它配有六小时的储热系统，这是最先进的槽式技术。还有其他的新的加入到一些菲涅尔式技术，也就是说把槽变成了平的底，系统改装比较小。在西班牙还有菲涅尔式技术的其他形式，该项目就结合了这种技术，并采用了空冷系统。目前，有很多电站被建设，并且大家把关注的焦点放在光热发电行业上，这使得光热发电取得了很好的发展，成本也得到了下降。
大家可以看到西班牙一些比较老的塔式发电项目，例如在西班牙的Gemasolar发电站，配有15小时的储热系统。装机容量392MW的Ivapah发电站，位于美国，有三个集热塔，并配有347000个定日镜。Crescent Dunes电站是装机110兆瓦的项目，位于美国内华达州。
很多的公司都在建塔式的项目，我是来自于德国的苏格尔，我们一百年前就在进行创新，在我的故乡我们也有两个技术，一个是柴油机的项目，另外是另外一种发动机的项目。我们在考虑哪种是更好的一种发动机，现在也在思考，到底哪种发电技术比较好，究竟是槽式还是塔式，这两者都有各自的优缺点，这两个技术我们都需要。也许我们需要把这两者进行融合，我们也在对未来进行改进。
光热发电中最重要的一点就是储热系统，储热系统可以区别光热发电与光伏发电，现在很多的系统都是用的熔盐储热，但是还有其他的技术正在开发或者说正在应用，比如说混凝土的存储，把混凝土进行加温，加到很高的温度，这样的电力系统用到它，而且还在开发其他的材料，大家也不能忘记过去的一些材料，可以把它进行材料，如果说它的效率不高的话。
还可以进行其他的储能方式的设计，如果说在进行应用的时候，可以用到水灌或者水槽、储水塔也是很重要的，更重要的是储能系统是光热发电中很重要的一点。
下面我再说一下可再生能源的成本问题，可再生能源技术最近IRENA做的报告，光热正在不断的下降，但是成本仍然有一些高，可能比光伏发电更高一些，我们不能仅仅看价格，还要看价值和质量，光热发电的质量与光伏发电不可同日而语。
实际上我们在西班牙开发了很多项目，西班牙正在开发的一个项目，其中有些电场正在试运转，世界上其他一些国家当然也包括中国也在不断的安装光热发电场的设备，安装储能设备的价格是在不断下降的。1980年代价格是很高位的，60美分每度电，现在已经下降了很多，达到了20或15美分甚至更低。
现在在美国和西班牙有很多的绝缘，比如说智利和摩洛哥等北非的地区，在南非有很多的光热发电项目正在建造之中，或者是在规划阶段中。如果把技术进行比较，现在大部分都是槽式的项目，如果看一下目前在建的项目，塔式的重要性不断的提升，还有一些碟式也在不断的增加份额。
中国光热发电作用是什么呢？对比其他的金砖五国（BRICS），包括中国、南非、印度、巴西、俄罗斯，在可再生能源中用到了太阳能发电，特别是巴西和中国，巴西水电过去十年有很大程度的增长，水电的项目现在开发的数量是有限的。中国在风能发电、太阳能技术这方面有了更多的进展，那么光热发电未来成功是什么样的情况呢？我们可以看到光热项目在南非做得很成功，因为有一些光热发电站已经建造起来，是利用市场运转而不是依靠获得很多的补贴，这就显示出光热发电站对南非来说是很成功的案例。
南非有很优秀的日照情况，南非一个辐射的情况，深红色是显示很高的辐射，每平方米每年3000单位，我们有3000GW的发展潜力，这也是很可观的现状。
再看其他的国家，巴西同样也有着比较不错的发展条件，巴西的光热装机潜力仅仅只能达到1500 GW，印度更低一些，只能达到区区1000 GW。中国的情况，我们有不同区域，有的地方条件是不错的，可以看到很多白色的区域，把这些区域隔离出来，因为它对于我们的电场不太合适，比较适合于修电场的地方，和基数的负荷进行对比，去年进行了对比，北京去年那次会议上进行的对比，中国装机容量，包括煤电和水电装机容量，光热会代替很多的其他技术的作用。
最后我来做一下总结，光热发电在所有的金砖五国中有很大的潜能，也是光
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