太陽能光伏發(fā)電技術(shù)近年來獲得了爆炸性的增長，主要原因是光伏系統(tǒng)的價格在過去的25年中下降了99%左右，這無疑是一個令人震驚的數(shù)字。但與此同時，太陽能發(fā)電技術(shù)的另一種形式——太陽能光熱發(fā)電技術(shù)則只能占據(jù)太陽能發(fā)電市場的很小一部分。

但I(xiàn)EA(國際能源署)則表示光熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展?jié)摿艽?，因?yàn)楣鉄岚l(fā)電技術(shù)可配置高效儲熱系統(tǒng)的優(yōu)勢使其未來在降低成本方面具有極大的優(yōu)勢，而且儲熱系統(tǒng)的配置還可以使光熱電站在日落之后很長一段時間里繼續(xù)提供電力。IEA此前公布的2014光熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展路線圖預(yù)計，到2050年全球用電量的11%將由光熱發(fā)電技術(shù)來提供。而近年來光熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展熱度不斷提高的事實(shí)也符合這一大的趨勢，同時也預(yù)示著光熱發(fā)電的發(fā)展前景將一片光明。

簡單地說，光熱電站的工作原理就是利用反射鏡來聚集陽光，然后將光能轉(zhuǎn)化成熱能加熱液體介質(zhì)生成蒸汽從而推動汽輪機(jī)發(fā)電。例如目前發(fā)展速度很快的塔式光熱發(fā)電技術(shù)主要是通過采用可雙維跟蹤的定日鏡將陽光聚集到中央集熱器上來進(jìn)行集熱和發(fā)電。另外發(fā)展相對更加成熟的槽式光熱發(fā)電技術(shù)則是把陽光聚焦在裝滿導(dǎo)熱流體的集熱管上來進(jìn)行集熱和發(fā)電。

光熱發(fā)電技術(shù)的一個關(guān)鍵特性就是它產(chǎn)生的能量主要以熱能的方式來表現(xiàn)，而儲熱成本要比儲電成本低20倍到100倍，而且效率也更高。許多已投運(yùn)的商業(yè)化光熱電站已經(jīng)證實(shí)了光熱發(fā)電技術(shù)可以通過使用熔鹽來儲熱，而且儲熱時長可達(dá)數(shù)小時之久。

那么目前光熱發(fā)電市場發(fā)展究竟如何呢?事實(shí)上，光熱發(fā)電的市場滲透的確比預(yù)期要慢，部分原因在于光伏發(fā)電的成本以驚人的速度下降著，但近年來我們欣喜地看到光熱發(fā)電裝機(jī)量正在顯著的增長(見下圖)。

全球光熱發(fā)電裝機(jī)總量(1984年到2013年)

2014年一個獨(dú)立市場分析項(xiàng)目預(yù)計，在2014年到2020年間，全球光熱發(fā)電市場將會以復(fù)合年增長率高達(dá)19.4%的速度獲得快速發(fā)展。2013年全球光熱發(fā)電市場總值為25億美元，按照上述項(xiàng)目預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)，到2020年底，這個數(shù)值將會激增到87億美元。

此外，NREL(美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室)與IEA均表示，隨著光伏發(fā)電對電力市場的滲透更加深入，光熱發(fā)電可能將變得更有價值。2014年NREL進(jìn)行的一項(xiàng)研究顯示，配有儲熱系統(tǒng)的光熱發(fā)電項(xiàng)目“將會為加州公共事業(yè)規(guī)模的太陽能項(xiàng)目每千瓦時增加5到6美分的額外價值，這將有利于加州在六年內(nèi)實(shí)現(xiàn)可再生能源供電量達(dá)到33%的目標(biāo)。”

可再生能源發(fā)電，尤其是光伏發(fā)電發(fā)展越快，光熱發(fā)電就越有價值。為什么這么說呢?目前，光伏發(fā)電系統(tǒng)往往在電能最具價值的時間段里發(fā)電和供電，比如白天的用電高峰期，特別是在夏天，空調(diào)的用電量成為電力需求的主要部分。

但是一旦光伏發(fā)電總量達(dá)到地區(qū)全年發(fā)電量的10%到15%時，它的價值就沒那么高了。IEA認(rèn)為，當(dāng)這種情況普遍發(fā)生時(也許是2030年左右)，大規(guī)模的光熱發(fā)電項(xiàng)目將得到部署，因?yàn)楣鉄犭娬究梢耘渲酶咝У膬嵯到y(tǒng)，可以在下午和晚上的用電需求高峰發(fā)電和供電，并以此彌補(bǔ)光伏發(fā)電的不足。

2014年，奧地利國際應(yīng)用系統(tǒng)研究所進(jìn)行的一項(xiàng)關(guān)于自然氣候變化的研究發(fā)現(xiàn)，在地中海地區(qū)，一個配置儲熱系統(tǒng)可連續(xù)供電的光熱發(fā)電項(xiàng)目可以提供當(dāng)前用電需求70%到80%的電力，而其與燃?xì)怆娬鞠啾纫矝]有花費(fèi)更多的費(fèi)用。”同時，由斯坦福大學(xué)MarkJacobson教授主導(dǎo)的一項(xiàng)新的研究表明，在美國50個州所有清潔能源和可再生能源(包括風(fēng)電、水電和太陽能等)供電量中，7.3%的電能是由伴有儲熱系統(tǒng)的光熱電站提供的，而且這部分電能主要用于調(diào)峰和維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性方面。

IEA2014年發(fā)布的太陽能發(fā)電路線圖預(yù)計，在正確政策方針的引領(lǐng)下，再加上技術(shù)的不斷進(jìn)步，到2050年，全球總用電量的16%將由光伏發(fā)電來提供，而光熱發(fā)電則可以提供全球11%的電力需求量。

如果一切按照IEA所構(gòu)思的劇本進(jìn)行的話，到2050年，這些太陽能發(fā)電項(xiàng)目每年將可減排二氧化碳60億噸多，這個數(shù)據(jù)超過了美國目前全國的二氧化碳排放量。換個說法，這個數(shù)據(jù)將超過目前全世界范圍內(nèi)所有運(yùn)輸業(yè)直接排放的二氧化碳量。

在目前碳排放壓力巨大的環(huán)境下，還有哪些因素將會影響光熱發(fā)電未來光明的發(fā)展前景呢?按照目前形勢來看，如果蓄電池技術(shù)獲得重大突破，電力存儲成本顯著下降的話，這將成為可能。哪種技術(shù)才是最好的，只能讓時間來證明，讓我們拭目以待吧。