太陽能熱發(fā)電技術(shù)是一種太陽能高溫?zé)崂眉夹g(shù)，作為一種開發(fā)潛力巨大的新能源和可更新能源開發(fā)技術(shù)，美國、西班牙、以色列、意大利、澳大利亞、日本等國家都投入了大量資金和人力進(jìn)行研究，取得了大量科研成果，先后建立了數(shù)座太陽能熱發(fā)電電站示范工程，目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)處于商業(yè)化應(yīng)用前期、工業(yè)化應(yīng)用初期。
熱利用技術(shù)奪冠太陽能
 今年１月，南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院下屬的春輝公司與以色列魏茲曼研究院Ｅ．Ｄ．Ｉ．Ｇ公司在南京簽約，將集雙方的專利技術(shù)，在南京市江寧區(qū)建設(shè)國內(nèi)靠前座太陽能熱發(fā)電示范電站，預(yù)計(jì)今年底上網(wǎng)發(fā)電。該工程主持人、具有“陽光院士”之稱的中國工程院院士張耀明在接受采訪時(shí)表示，“一期規(guī)模雖然只有區(qū)區(qū)７０千瓦，但江寧工程是用全部較高水平的技術(shù)嘗試太陽能的熱利用，一旦開發(fā)成功，對(duì)我國的能源緊缺和環(huán)保難題將是一大貢獻(xiàn)�！�
 值得一提的是，與“太陽能路燈”、“太陽能家庭發(fā)電站”、“太陽能光伏發(fā)電”技術(shù)不同的是，太陽能熱發(fā)電技術(shù)屬于太陽能的“熱利用技術(shù)”，可實(shí)現(xiàn)大功率交流發(fā)電和替代常規(guī)能源，在熱利用技術(shù)中較有革命性。研究成果表明，太陽能熱發(fā)電是較可能引起能源革命，實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電、替代常規(guī)能源的經(jīng)濟(jì)手段之一，將完全有可能給緊張的能源問題帶來革命性的解決方案，未來的太陽能熱發(fā)電成本將可以實(shí)現(xiàn)５美分／度的目標(biāo)。面對(duì)嚴(yán)峻的能源形勢和自然壓力，發(fā)展我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的太陽能熱發(fā)電技術(shù)意義重大，前景廣闊。但是，由于該項(xiàng)技術(shù)涉及面廣，集成度高，難度大，在我國雖然經(jīng)過部分子課題的研究，但一直未能在關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備上取得打破，與國外差距非常大。
 據(jù)張耀明院士介紹，“太陽能熱發(fā)電，就是利用集熱器，將太陽輻射能轉(zhuǎn)化成熱能，并通過熱力循環(huán)過程發(fā)電�！蹦壳叭抗J(rèn)的有塔式、槽式、碟式３種系統(tǒng)，盡管目前都處于示范階段，但塔式系統(tǒng)以其規(guī)模大、熱損耗小和溫度高等特點(diǎn)已顯露出優(yōu)勢，此次江寧示范電站采用的正是塔式系統(tǒng)，它利用眾多的定日鏡，將太陽熱輻射反射到高塔頂部的接收器，加熱工作介質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽或高溫高壓空氣，驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能�，F(xiàn)為中國玻璃工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長的張耀明院士是中國多組份玻璃光纖領(lǐng)域的開拓者，也是塑料光纖和工藝品行業(yè)的技術(shù)奠基人。
 據(jù)記者了解，近１０年來，南京春輝科技實(shí)業(yè)有限公司（南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院三所）和河海大學(xué)合作，先后承擔(dān)國家科技部、國家自然科學(xué)設(shè)立資金、江蘇省科技廳、南京市科技局等多項(xiàng)與太陽能利用相關(guān)的科研項(xiàng)目，在太陽光采集裝置、太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)等方面進(jìn)行了深入研究，共申請(qǐng)?zhí)柲茴I(lǐng)域的專利近３０項(xiàng)，其中１１項(xiàng)已獲授權(quán)（其中美國專利１項(xiàng)，發(fā)明專利４項(xiàng)），發(fā)表了數(shù)篇太陽能利用技術(shù)方面的論文。較近，在全體攻關(guān)人員的不懈努力下，在太陽能熱發(fā)電研究領(lǐng)域中取得了難以置信的進(jìn)展，在其中的較關(guān)鍵的兩大部件上實(shí)現(xiàn)了重大打破，建立了相當(dāng)?shù)难芯炕A(chǔ)。該公司曾創(chuàng)造性地研制成功新型定日鏡裝置，性能優(yōu)于國外同類裝置，價(jià)格僅為國外的幾分之一，并創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)成功高溫接收器裝置，結(jié)構(gòu)合理，工藝、材料簡化，成本經(jīng)濟(jì)，得到國外相關(guān)人士的認(rèn)可。這兩大打破有望大幅降低電站投入資金，加快塔式發(fā)電商業(yè)化的步伐，也正是基于這些打破才成為該公司能夠與以色列成功合作的基礎(chǔ)。
能源革命帶來較經(jīng)濟(jì)解決方案
 能源的潛在危機(jī)和自然環(huán)境的惡化使世界各國積較開發(fā)包括太陽能在內(nèi)的新能源及可更新能源。據(jù)相關(guān)人士預(yù)測，今后２０～３０年內(nèi)，大部分國家能源結(jié)構(gòu)必將發(fā)生根本性的變化，到本世紀(jì)５０年代，新能源與可更新能源將在整個(gè)能源構(gòu)成中占５０％。
 眾所周知，以色列是一個(gè)日照充足、太陽能資源條件較好的國家，在太陽能利用技術(shù)的研究與開發(fā)方面，不但受到相關(guān)部門主管部門、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的高度重視，同時(shí)，以色列與美國、歐洲、澳洲等地區(qū)的國家都有廣泛的合作關(guān)系，從而使以色列在此領(lǐng)域一直處于較有優(yōu)勢行列。
 張耀明院士認(rèn)為，地大物博的中國，雖然擁有自己的煤礦、油田和豐富的水力及農(nóng)業(yè)生物資源可供開采并自給自足，但在石化動(dòng)力原料的需求領(lǐng)域中，增加供應(yīng)的可能性較為有限。而我國能源消耗量的快速增長期，又恰好出現(xiàn)在大部分國家廉價(jià)的和易開發(fā)的石油資源趨于枯竭的時(shí)候。中國要滿足急速增長的能源需求，惟一現(xiàn)實(shí)的可能是進(jìn)入陽光時(shí)代，選擇可更新能源作為能源供應(yīng)的基礎(chǔ)。
 據(jù)《１９９９白皮書，中國新能源與可更新能源》介紹，我國屬太陽能資源豐富的國家之一，輻射總量在３．３×１０３～８．４×１０６千焦耳／平方米·年之間，全國總面積２／３以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于２０００小時(shí)，陸地面積每年接受的太陽輻射能相當(dāng)于２．４×１０４億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約等于數(shù)萬個(gè)三峽工程發(fā)電量的總和。如果將這些太陽能有效利用，對(duì)于緩解我國的能源問題、減少向大氣中排放的ＣＯ２、保護(hù)自然環(huán)境都將具有重大而深遠(yuǎn)的意義。
 前景廣闊的陽光經(jīng)濟(jì)，引發(fā)了太陽能利用技術(shù)的一體發(fā)展，也催生了陽光時(shí)代的到來。據(jù)張耀明院士介紹，目前，國內(nèi)外太陽能利用技術(shù)不斷取得進(jìn)展或重大打破，太陽能產(chǎn)品性能價(jià)格比不斷提高，主要集中在以下幾個(gè)方面：直接的太陽光采集照明技術(shù)；太陽能光伏發(fā)電技術(shù)；太陽能熱利用技術(shù)。直接的太陽光采集照明技術(shù)和太陽能光伏發(fā)電技術(shù)對(duì)于太陽能的利用是重要方面，特別是后者發(fā)展比較迅猛，而前者的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)引起廣大科技工作者的興趣，但在具體方面，這兩者還受到價(jià)格和性能方面的制約，還難以進(jìn)入可以與常規(guī)能源競爭的地步。而太陽能熱利用技術(shù)，是可更新能源技術(shù)領(lǐng)域商業(yè)化程度較高、推廣應(yīng)用較普遍的技術(shù)之一，主要指太陽能熱水器、太陽能空調(diào)降溫、太陽能熱發(fā)電、太陽房等幾個(gè)方面，在這幾者中，太陽能熱發(fā)電是太陽能熱利用的重要方向，是較有革命性的技術(shù)成果，是實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電、替代常規(guī)能源的較經(jīng)濟(jì)手段之一。
示范工程為商業(yè)化“探路”
 張耀明院士告訴記者，塔式太陽能熱發(fā)電示范工程建設(shè)完畢后，將進(jìn)入降低成本、為商業(yè)化運(yùn)行做準(zhǔn)備的試驗(yàn)期，在試驗(yàn)期內(nèi)有三條途徑可以實(shí)現(xiàn)效率高率、低成本的太陽能熱發(fā)電工業(yè)化應(yīng)用目標(biāo)。具體說來：一是進(jìn)一步擴(kuò)大塔式發(fā)電規(guī)模，因?yàn)殡S著規(guī)模的擴(kuò)大，設(shè)備和部分設(shè)施的投入資金會(huì)大幅降低；二是在塔式發(fā)電的基礎(chǔ)上考慮發(fā)展大型碟式發(fā)電技術(shù)，這是以色列看重和推薦的發(fā)展技術(shù)，也是中以雙方第二階段的合作內(nèi)容；三是利用我國自行開發(fā)出的燃?xì)庑蜔釟鈾C(jī)發(fā)電技術(shù)（上海７１１研究所下屬的齊耀動(dòng)力技術(shù)有限公司成功開發(fā)），結(jié)合我們太陽能采集和接收的成功經(jīng)驗(yàn)，加以適當(dāng)改進(jìn)形成太陽能熱氣機(jī)技術(shù)，從而降低整套系統(tǒng)造價(jià)，推向應(yīng)用市場。通過這三條途徑的嘗試，可為我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用開辟一條實(shí)用化和商業(yè)化途徑。
 張耀明院士說，７０千瓦電站成功后，他們的下一個(gè)目標(biāo)是建設(shè)１０００千瓦以上的太陽能熱電站。理想狀態(tài)下，太陽能熱發(fā)電技術(shù)４年后有望實(shí)用化、商業(yè)化，其標(biāo)志是實(shí)現(xiàn)３０兆瓦以上的發(fā)電能力。而那時(shí)的發(fā)電成本可能降到約０．６元／度——傳統(tǒng)煤電的直接成本約０．３８元／度，治污的間接成本約０．４元／度，合計(jì)約０．７８元／度。按照每千瓦發(fā)電量投入資金２萬～３萬元計(jì)算，３０兆瓦機(jī)組的投入資金額在６億～９億元。
 同時(shí)，張耀明院士表示，在此基礎(chǔ)上，只要國家給予大力支持，相關(guān)部門部門在立項(xiàng)，提供專項(xiàng)資助經(jīng)費(fèi)等方面予以支持，完全有能力在塔式示范發(fā)電工程建成后的試驗(yàn)期內(nèi)進(jìn)一步完善相關(guān)技術(shù)，４年左右將實(shí)現(xiàn)發(fā)電成本０．６元／度左右的目標(biāo)，到那時(shí)，將與火力發(fā)電（煤）相比形成一定競爭力。因?yàn)楝F(xiàn)在火力發(fā)電成本雖為０．３８元／度，但是由于煤炭燃燒造成的環(huán)境污染治理費(fèi)也接近０．４元／度；而且隨著太陽能熱發(fā)電試驗(yàn)的不斷深入，太陽能熱發(fā)電成本進(jìn)一步降低，太陽能熱發(fā)電相對(duì)持續(xù)攀漲的能源價(jià)格（煤）的優(yōu)勢將更為明顯，從而有望以陽光經(jīng)濟(jì)推進(jìn)能源革命。