提到太阳能热利用,人们一般会想到太阳能热水器,或是近年来刚刚兴起的光热发电。
事实上,太阳能热利用的领域远不止于此。随技术手段的不断成熟和日益严峻的节能减排压力,工业领域的太阳能中高温热利用开始步入人们的视野。
国能阳光就是该领域的掘金者之一。《中国科学报》记者近日在走访国能阳光时了解到,该公司正在加快发展的步伐,从德国进口的全自动封接生产线月到位,年底将形成年产10万支集热管的规模。
目前太阳能热利用的主要领域是太阳能热水器及槽式光热发电。这两个领域的应用,不能离开一个核心设备集热管。
国能阳光所从事的就是集热管的研发和制造。虽然最初的目标是希望能将产品应用在光热发电领域,但在发展过程中,国能阳光逐渐意识到,太阳能热利用还有更大的市场。
“太阳能光热装置不仅仅可以发电,还可以为工业公司和采暖用户供应热源。”在近日举行的首届太阳能中高温热利用国际峰会上,北京国能阳光新能源科技有限公司总裁薛常明说。他表示,太阳能中高温热利用能广泛地应用在印染、造纸、海水淡化、食品加工等各种工业领域。
“就工业锅炉而言,我国拥有工业锅炉40余万台,如果10%的工业热能由太阳能替代,年节能量可达2663万吨标准煤,减排二氧化碳8682万吨,年产值至少可达1000亿元以上。”薛常明说。
此外,太阳能热利用系统还具有初始投资小、回收成本快的优点。国能阳光市场部副总经理刘海峰给《中国科学报》记者算了一笔账:以生产茶叶的企业为例,购买一个4吨的烘干锅炉需要20万元,每年烧煤需要十几万元,除此以外还有人工方面的支出。而采用国能阳光的太阳能热利用系统,初期投入不到100万元,后续只需要一些定期的维护和检测即可。
“随着煤炭价格的上涨和运输成本的增加,企业会在更短的时间内获得投资回报。”刘海峰说。
国际能源网发布的《2012-2016年中国太阳能光热产业投资分析及前景预测报告》也指出,随着中高温太阳能热水器的开发以及太阳能与建筑一体化技术的日益完善,太阳能热水器的应用领域不再局限于提供热水,正逐步向取暖、制冷、烘干和工业应用方向拓展,市场潜力巨大。
工业领域作为太阳能热利用一个新的蓝海,自然吸引来不少企业的竞逐。在上述峰会上记者也了解到,包括皇明太阳能等在内的多家企业都展示了自己热利用方面的产品和技术。
“主要是技术方面的优势,我们这方面的研究开始得比较早。”刘海峰对记者说。据他介绍,2004年时,国能阳光就开始了集热管的研究,2007年生产出了第一支4米太阳能高温线年获得联合国全球可再次生产的能源领域最具投资价值的领先技术“蓝天奖”。
随着研发队伍的日益壮大以及生产设备的逐渐完备,国能阳光又对产品的技术进行多方面改进,使得质量水准不断提升。
在带记者参观时,刘海峰向记者表示,目前国能阳光研发的集热管主要在两方面建立了较为核心的优势。一个是将集热管的玻璃材料和金属接头对接的熔封技术。由于集热管在工作过程中要经历不同的气温变化,因此,要保障集热管的玻璃材料和金属接头线胀系数相匹配,否则会出现炸管的现象。
另一项优势则是吸热管的镀膜技术。通过一直在改进的镀膜工艺,国能阳光保证了集热管在超过400度的高温状态下稳定工作。
此外,国能阳光还研发了在集热管的玻璃材料上镀膜的工艺,增加吸收率,减少反射率,从而进一步提升吸热管的吸热效率。
在总结公司的发展思路时,国能阳光项目部副总经理张鹏龙和记者说,一些企业是先做热水器,将集热管的工艺提高后才进入工业领域,而国能阳光则是直接投资高温集热管的研发。这是国能阳光和别的企业最大的不同之处。
虽然面对的是一片商业的蓝海,但缺乏成熟的集热场设计建造技术,不易于扩展和复制,成为困扰太阳能热利用在工业领域发展的难题之一。
比如,同样是对热的需求,有的企业要以蒸汽的形式供热,有的需要以恒定的温度供热,还有的只要能实现烘干效果即可。
“提供这些热能的成本是不一样的。此外,由于各地光照环境的不同,太阳能热利用设备的效果也不完全一样。这都给我们项目的扩展和复制带来了挑战。”刘海峰说。
张鹏龙和记者说,针对上述难题,目前国能阳光正在将自己的产品做模块化。“我们大家都希望建立一个模型,从而能真正评估我们的产品和项目的优势。”张鹏龙说。
此外,和其他“新生事物”一样,太阳能中高温热利用的发展也需要国家政策的扶持。
“目前国内有关政策基本空白,比如太阳能锅炉改造,不能享受节能减排的相关补贴政策。”薛常明说。
刘海峰也向记者表示,希望太阳能中高温在工业上的热利用能够纳入到国家节能减排的规划当中,并给予政策支持,扶持这一技术加快速度进行发展并实现规模化应用。