暖通设计中空调系统设计的探讨

前不久，中国太阳能热发电产业发展高峰论坛在湖南沅陵召开，光热发电成为与会人士探讨的热点话题，那么，光热发电能否成为我国新能源发展未来的主角呢？ 发展光热并非要替代光伏
作为我国太阳能发电的后起之秀，光热究竟应该如何定位呢？对此，国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰观点明确，他说：“光热发电是最近十几年国际上很看好的一个重要发展方向，美国在加州已建有不同形式的光热发电示范装置，但发展光热的目的是为了更好地将太阳能加以充分利用，并不是要代替光伏技术，它们都是太阳能利用的不同利用方式。”
据华北电力大学副校长杨勇平介绍，美国、西班牙、德国等国在光热发电技术产业化方面推进的速度非常快，目前，太阳能光热发电在全球已运行装机容量近70万KW，在建的近100万KW，西班牙规划在2012年以前建成180万KW，美国也提出了宏伟计划，在最近几年规划建设480万KW的项目，其中320万KW已签订建设合同。他说：“我国的光热产业近几年也开始蓬勃发展，但太阳能热发电目前面临的最大困惑和挑战是成本！”
事实上，成本问题并非光热所独有，即使在光伏产业内部，同样也存在晶硅电池与薄膜电池两种道路之争。因为薄膜电池拥有成本优势，而晶硅电池的转换率则略胜一筹。不过，薄膜电池在转换率上正在奋起直追，美国一家公司的薄膜电池转换率已达到了11%。
中科院工程热物理研究所研究员金红光比较推崇光热技术，他坦承，和光伏相比，光热有着自己的技术瓶颈。由于太阳能是低密度能源，而电是高密度能源，在转化过程中，能源转化效率低，同时由于集热成本高，最后造成太阳能热发电总的投资很高，在美国即便是大规模应用，总投资还没有降下来。“目前太阳能发电的单位投资还没有降到社会能够承受的范围”，金红光分析道，“太阳能发电单位投资如果在5万元/KW以上，这种高投资是难以推广的，市场是看不见的；如果说能够降到3万元/KW，则市场开始出现，如果再降到1.5万元/KW，它的市场将是非常大的，再降到1万元/KW，那么其市场就不可估量。”因此，他认为必须突破太阳能热发电中的效率低、成本高这两个瓶颈。
作为两种不同原理、不同技术路线的发展方案，就应用而言，目前光伏走在了光热的前面。杨勇平说：“目前世界光伏的装机容量超过2000万KW，而光热发电还不到70万KW。”据悉，我国去年光伏发电已经达到300MW，但太阳能热发电还没有更多的商业化实质性项目。中国可再生能源学会光电专业委员会秘书长吴达成认为，两者存在直接竞争的关系，而技术则是保证竞争优势的关键因素。他说：“技术进步、规模化应用和市场竞争，可以使发电成本逐渐下降。”据吴达成介绍，就光热发电而言，目前槽式技术比较成熟，成本有望比较低；塔式技术主要是在示范试验阶段；碟式发电成本会高一些，不过可以建设比较小型的电站。吴达成说：“光伏和光热两种技术都有很大的发展空间，希望到2015年，光热发电初始投资可以降到2.5万元/KW，每度电成本达到1.5元；2020年，光热初始投资进一步降到1.5万元/KW，每度电成本0.6~0.8元。”
光热结合燃煤可另辟蹊径
中国工程热物理学会理事长徐建中院士表示，尽管光热技术并不是最近才出现的，但却展现了一个无限发展的前景。他说：“与光伏相比，光热具有储能技术，从而能够避免晴天发电、阴天不能发电的麻烦问题，这使得并网更加容易。”对此，吴达成持同样观点，他说：“光热由于可以储热，它的发电相对更加平稳，可以延长发电时间。有人希望光热发电每天能实现12小时以上。”
尽管目前来看，与光伏相比，光热并不占有成本优势，但杨勇平认为，光热在有些方面是可以和光伏竞争的。他介绍说，光热发电设施有三套系统：集热、储能、发电，与燃煤电站有许多共同之处，特别是在发电环节，从热能转变为电都是传统的成熟技术，如果能把两者结合起来，把太阳能产生的热量送入燃煤电站，发电部分交给燃煤电站的高效大机组，则可以实现高效率。目前，单纯的光热发电最大机组在美国，为8万KW，主汽温度多为400度，压力也比较低；而燃煤电站单机容量则高达100万KW，主汽温度高达600度，压力达到260个大气压。杨勇平说：“如果两者结合，效率能够大大提高，这意味着成本的下降。”他分析说，两者结合可以省掉光热发电的第二和第三部分，蓄能和发电部分的成本降低，则整个造价可降低30%以上，在当前来讲，这是比较现实和可行的办法。据初步测算，如果太阳能的集热系统与燃煤电站的30万KW机组结合，年均发电效能太阳能占1万KW，其他29万KW用燃煤，煤耗可以降低17克，发电成本应当可以和光伏竞争。
“如何与传统的电厂有效互补，是太阳能热利用时所具有的优势，而光伏不容易和传统的电厂进行互补”，金红光说，“这些应用原则是非常重要的。”
一切取决于降低成本
在中国太阳能热发电产业发展高峰论坛举办的当天，北京中航空港通用设备有限公司在沅陵工业园占地200亩的槽式太阳能热发电成套设备生产基地举行了奠基仪式。今年年初，北京中航通用公司与中科院工程热物理研究所、华北电力大学合作，实现了槽式太阳能热发电系统成套设备核心技术曲面聚光镜从技术到生产的完全国产化。
中航通用公司副总经理张志明表示，以利用国产设备建造一个50MW规模大小的槽式太阳能热发电站为例，总的设备投资在1.5万元/KW左右，大大低于光伏发电设备投资成本。2年后，将有可能实现9000元/KW。
对于太阳能热发电大规模推广应用的成本问题，金红光表示：“单位千瓦投资在第一个电站中要控制在1.5万元/KW以内，在100~200MW以内，降至单位投资1万元/KW以内，这是我们的近期目标。”他同时认为，2050年以后太阳能发电的高参数、大容量，则是未来的计划，并不是今天的产业化目标。
对于光热产业发展的资金问题，国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰表示，光热产业在发展中不能沿袭过去老的模式，主要依靠政府投资，必须加大产业自身同资本市场的对接，以解决经费不足的问题。他说：“政府的支持是必要的，但社会资本的力量同样不容忽视。最近几年股权基金、社会资本想投入清洁能源开发的很多，就看地方有无良好的条件去吸引这些资金。”
降低成本光热光伏“同病相怜”
在利用太阳能发电的进程中，光伏也好，光热也罢，其实两者只是两种不同的技术发展路线，用专家的话说，两者“各有各的用途，各有各的发展方向，同时也各有各的优势和存在的问题”。
就目前太阳能发电的发展规模和水平而言，显然光伏走在了光热的前面，但事实上，两者在大规模推广应用中却面临着同样的关键性问题，即成本收益问题。寄希望太阳能发电在成本上与传统电力进行真正的市场竞争，至少在目前显然是不现实的。如果没有政策的扶持，太阳能发电就难以走出尴尬的境地。
据国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰介绍，我国光伏电池生产制造从2007年开始成为全球第一，且已连续3年保持了全球第一的位置，占全球光伏电池产量的近40%。但令人遗憾的是，一方面作为光伏电池生产大国，我国光伏电池的年产量超过了4000MW，总的生产能力高达5000MW，今年可达6000~7000MW；但另一方面，现在全国光伏发电总的装机容量才300MW多点。
由于我国光伏电池的产量远远高于国内市场的容量，结果中国生产的光伏电池大部分都用于出口。目前海外市场需求巨大，据说光伏电池工厂昼夜加班，有的订单已经排到了明年。
风能发展的变化同样证明政策在新能源推广发展中是何等的重要，因为有了上网电价，风能近年发展很快，其中政策对其应用起了重要作用。
而今，在全国范围内，由于太阳能发电的电价还没有确定下来，制约影响了市场的发展，影响了投资者的积极性，结果是产业制造发展很快，但应用市场发展很慢。
因此，现在是到了决策和规划部门真正下决心大力发展太阳能发电的时候了！让人稍感欣慰的是，目前我们对太阳能发电正在进行招标，希望找到合理的电价定位。
最后，企业固然是自主创新的主体，但政府并非可以袖手旁观。欧美等国都投入了大量的资金来加强院校、科研院所和企业的创新活动。因此，强调企业创新，不等于说政府没有责任，在前沿、战略性基础性工作中，政府要投入大量的经费予以支持。例如，在发展新能源中，各地的资源评估工作大大滞后，资源情况不清楚，如何确定当地是否适合建电站，这将是政府要做的基础性工作之一。