聚热太阳能技术复兴美国领跑沙漠太阳能

　　国际能源机构（IEA）日前发布报告表示，由于直接且适当的政府支持，美国在沙漠生产公用事业规模太阳能发电方面，将成为全球领导者。

　　报告指出，通过支持研发、采用强制“回购”电价、制定有约束力的可再生能源组合标准，美国和其他阳光充足的国家可以加快降低成本的过程，而这正是大规模部署聚热太阳能（CSP）发电厂所必需的条件。

　　据英国《卫报》报道，国际能源机构总干事田中伸男（Nubuo Tanaka）表示：“对于积极有效的政策来说，这十年至关重要。”国际能源机构指出，如果激励措施到位，2020年之前，太阳能电厂的投资成本可下降30%到40%。

　　发展前景

　　随着美国参议院考虑新的气候变化法案，至少有一件事情可以确定：可供使用的土地从不缺乏。美国西南部的沙漠从理论上能够为全美提供电力。

　　然而目前太阳能为美国提供的电力不足1%，且其中的一半来自于聚热太阳能发电装置。具有30年历史的CSP 技术已经十分有效，不同于直接将太阳光转化为电力的光伏技术，该技术使用由数百个反射镜组成的阵列来聚焦太阳能。反射镜将太阳能放大数百倍，加热锅炉产生蒸汽，推动涡轮机发电。

　　国际能源机构预计，太阳能发电产业将解决夜间发电问题。报告表示，在“并不遥远的未来”，聚热太阳能发电厂将能昼夜无间断发电，新兴的蓄热技术将让“太阳能发电厂能够和传统燃料电厂相竞争”。存储技术将白天积聚的能量在夜间释放出来，或者在高峰时期调度给国家电网。

　　田中伸男表示：“聚热太阳能发电厂稳定的产能和灵活性，将有助于电网运营商，整合较大数量的太阳能光伏发电和风电等多变的可再生电力。”

　　如同在美国遥远的中西部建设风电场一样，太阳能发电最终也需要对长距离输电线路进行大规模投资，从而将沙漠地区产生的电力输送到城市中心。

　　安装成本将最终决定CSP 技术的发展。国际能源机构表示，如果建设成本下降，2020年之前，该技术在高峰和中间负荷的发电成本将与传统方式的成本相当。对于基本负载能力而言，CSP技术的成本将在2025年到2030年与煤炭相当。

　　CSP 技术日益受关注

　　《卫报》文章称，报告结果包含太多的假设：竞争加剧、电厂规模增加、设备的大规模生产、技术进步以及全球对碳设定价格等。最重要的是，金融界要对CPS发电技术充满信心。

　　上个世纪80年代，美国第一次关注CSP 技术。由于联邦和各州税收优惠政策与强制电力购买合同的支持，从1984年到1991年，世界上第一座聚热太阳能发电厂开始在加利福尼亚州运行。但随着化石燃料成本的下降，推动清洁能源发展的政治意愿也随之降低。

　　出于对气候变化和依赖外国能源的担忧，目前CSP 技术重新获得了美国政府的重视。美国能源部已设定目标，力图在2015年之前，使CSP技术与化石燃料相比具有价格竞争力，而该目标比国际能源机构的规划还要超前。

　　今年2月份，美国能源部为BrightSource能源公司提供了将近14亿美元的贷款担保，用于支持其建设一座400兆瓦的聚热太阳能发电厂。这是美国近20年来首座聚热太阳能发电设施，预计有望成为世界上最大的太阳能项目。本月，美国能源部为四家CSP 技术新兴企业提供了6200万美元的研发资金，帮助它们将先进技术推向市场。（1美元约合6.83元人民币）

　　一直以来，对CSP 技术的需求持续增加。根据加州能源委员会的数据，仅在加利福尼亚州，美国土地管理局就收到了34座聚热太阳能发电厂的建设申请，占地面积超过12.14万公顷，总装机容量高达2.4万兆瓦。而国际能源机构表示，在今年早些时候，全球CPS发电项目的容量仅为1000兆瓦左右。

　　美国批准进度仍是一个障碍。在加州，联邦或州土地的环境分析需要花费18到24个月。为了解决这个问题，美国土地管理局已经简化了聚热太阳能发电厂批准的程序，11个项目正处于快速审查之中，将于12月之前获批。

　　国际能源机构表示，到本世纪中叶，CSP 技术将提供全球电力的11.3%，北美将成为最大的生产和消费区域，非洲、印度和中东地区也将加入其中。非洲北部具有发展欧洲CSP 技术的潜力，国际能源机构认为，该地区“丰富的太阳能资源在很大程度上抵消了建设长距离传输线路的额外成本。”

　　沙漠技术行动计划

　　事实上，目前“沙漠技术行动计划”（Desertec）对CSP 技术意义重大。该项目耗资500亿美元，计划在撒哈拉沙漠建设庞大的太阳能发电厂，并在2050年之前，通过高压直流传输线路为欧洲提供15%的电力。

　　虽然高压线路建设仍然面临技术和资金挑战，但国际能源机构表示，一些切实可行的激励措施已经到位。报告表示：“目前法国和西班牙对大规模地面太阳能发电实施的强制上网电价政策，将在很大程度上抵消北非太阳能发电的成本。”