中国CSP和中美技术合作的未来
发布者：Joseph Desmond | 来源：亮源能源公司 | 0评论 | 6864查看 | 2015-08-27 19:02:00
作为世界上最大的两个经济体、能源消费国和温室气体排放国，美国和中国是唯一能够在政策、计划和技术上合作的两个国家，在互惠互利的同时起到有效参与应对全球气候变化的典范作用。
投资界正在关注有利于可再生能源发展的各种因素。联合国环境规划署(UNEP)第九份报告《2015年全球可再生资源投资趋势》指出，“可再生能源日益被视为一种稳定的、甚至相对低风险的由机构基金进行的投资。这种现象部分体现在越来越多的机构投身于可再生能源项目，部分体现在他们对绿色债券的大力支持上，使2014年创纪录地发行了390亿美元的绿色债券。”
即使取得了这样的进步，国际能源署(IEA)的最新报告《2015年能源技术展望》仍指出，我们在加速清洁技术创新方面仍有尚未开发的巨大潜力。该报告强调了我们有能力通过有效的研究、开发、示范和部署(RDD&D)实现短期和长期的气候变化减排目标。
“中国已经展示了其原创、综合及优化创新的能力，”该报告指出，“若要继续取得成功，我们要逐渐依赖于加入和扩大国际创新网络，并利用它们的力量来协同改造国内和全球的能源系统。”
正如本文所述，中美在太阳能热发电（也称为“聚光太阳能发电”(CSP)）方面的合作已经进行了一段时间。因此，第一个大型示范项目即将破土动工，以为继续取得技术创新和市场普及铺平道路。
对太阳能热利用技术的兴趣日益浓厚
随着可再生能源在全球普及率的增加，决策者和公用事业对可确保具有长期可靠性而不增加排放量的技术表现出越来越浓厚的兴趣。监管机构、公用事业和电网运营商在考虑未来的能源投资组合和投资决策时越来越多地结合系统集成成本和可靠性影响等因素。
利用热能储存技术进行的CSP便是一个有助于应对因风能和光伏(PV)产出迅速扩大而导致供电变化的灵活资源的实例。最近的研究显示，该技术可在需求最迫切时提供可调度的电力，为实现全球清洁能源和气候目标发挥重要作用，提高可靠性且降低成本。
中国拥有优良的太阳能资源，其中有70%主要集中在西部和北方省份。中国陆地表面每年接收到的太阳能预计相当于49,000亿吨标准煤的能源，大约比10,000个三峡电站的总发电量还多。
图片说明：如该太阳辐射地图所示，中国有丰富的太阳能资源。
另外，中国有适宜建设CSP电站的大面积沙漠土地。中国有264万平方公里太阳能资源非常丰富的干旱、沙漠土地。仅新疆就有111万平方公里的沙漠土地。这些地区为建造大型CSP电站提供了优良的土地和太阳能资源条件。
图片说明：在加利福尼亚州莫哈韦沙漠建造的Ivanpah太阳能发电系统体现了亮源(BrightSource)高超的太阳能热发电技术。亮源将利用其在Ivanpah中获得的经验与中国一起共同推进在中国蓬勃发展的CSP行业的技术进步和项目开发。
利用热能储存技术的CSP如何工作
与将阳光转化为直流电的光伏(PV)不同，CSP技术利用反光板（通常为反光镜）将阳光聚焦至太阳能集热器，对工作流体进行加热。在塔式CSP发电厂内，被称为定日镜的反光镜阵列沿两个轴向追踪太阳，并将阳光反射至位于临近镜场中心的发电塔顶部的中央集热器上。
所捕获的热量随后可在涡轮机（或其他热力发动机）中被转化为驱动发电机发电的机械功。因为热量的储存成本比电的储存成本低，所以CSP技术为热能储存系统奠定了基础，此系统可根据市场和电力系统需求而非依赖于可直接利用的阳光来支持发电厂运营。
热能储存系统通常包括集热方法、蓄能器和储存介质。根据CSP发电厂配置和设计的不同，储存介质可以是该CSP周期的工作流体，也可以是一个通过热交换器与工作流体连通的单独环路。该储存介质由阳光直接或间接加热，然后进行储备，直至随后用于产生蒸汽，驱动涡轮机发电。
利用热能储存技术进行CSP的优势在与热能储存技术相结合后，CSP发电厂拥有了与化石燃料火力发电厂相同的作业属性。结合了热能储存技术的CSP发电厂实际上比许多现有的燃煤发电厂具有更大的灵活性，因为CSP发电厂更能充分利用涡轮机的全工作范围与快速升降温的特性。由于采用了同步汽轮发电机，CSP发电厂拥有重要的可靠性优势，例如无功支持、动态电压支撑、电压控制和一定程度的惯性反应。
这些电厂有效地将发电时间延长至一天中更晚的时间乃至日落后。无论何时，这都是公用事业及其他发电企业最看重的特性。由于较高的资产利用率，这一特性也有助于通过增加发电厂的能容系数（某一天内产生的能量）来降低可再生能源的成本。这使公用事业具有更大的运营灵活性来稳定生产并考虑其他间歇性资源的多变属性。此外，它还以平衡和稳定产能及配套服务的形式，为公用事业和电网运营商带来价值。简而言之，CSP 和热能储存技术带来的灵活性为风能和PV等其他多变资源的投资提供了有利条件。
中美技术合作
中国和美国曾就能源和环境问题有过富有成效的双边接触，包括但不限于以下举措：
• 中美气候变化工作组
• 中美能源政策对话
• 中美清洁能源研究中心
• 中美能源和环境十年合作框架
• 中美可再生能源伙伴关系
• 清洁能源部长级会议
• 贸易代表团
美中可再生能源伙伴关系(USCREP)是奥巴马总统于2009年宣布的七个美中清洁能源举措之一。在2013年7月举办的第三届年度可再生能源产业论坛上，亮源能源公司(BrightSourceEnergy)与中国电力投资集团公司(CPI) 的子公司——中国可再生能源开发企业黄河上游水电开发有限责任公司（以下简称“黄河”）发布了《谅解备忘录》(MOU)，共同合作开发中国首个大型商用CSP试点项目。亮源还与中国可再生能源工程研究院(CREEI)签订了MOU，在选址、施工和竣工、潜在成本的降低和培训方面向其提供指导，以分享亮源在CSP技术商业化方面的成功经验。
自此以后，我们稳步地向着这一目标迈
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