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太阳能热利用进入工业应用领域

2018-11-30 20:57:46

太阳能热利用进入工业应用领域

【太阳能产业】作为全国的太阳能热生产与应用大省,山东省开始了这一领域的新突破:近日,省经信委、财政厅联合下发通知,将太阳能工业锅炉作为2012年重大节能技术产业化进行奖励,单个项目奖励可达100万元。

这标志着太阳能热利用进入工业领域。省节能办副主任赵旭东接受采访时表示:推广太阳能锅炉,既是节能减排的新突破,也是对太阳能产业健康发展的引导、支持。

“1+1”,太阳能锅炉

改变工业企业用能结构

太阳能锅炉,简单说,即使用光热技术,对冷水进行预热,再提供给工业锅炉。我省此次奖补的对象,是利用太阳能集热系统对蒸发量5吨以上的工业锅炉给水进行辅助加热,标准是实现锅炉系统持续稳定运行、进水温升达到60度以上,根据节能效果给予补贴。

这项技术的发明者是山东力诺瑞特新能源有限公司,2011年5月,力诺瑞特启动“工业绿动力”计划,并着手在力诺工业园建设全球首座CPC中温太阳能工业热力系统。据核算,采用这项技术,这座锅炉每年可节约标煤1156吨,减排二氧化碳3005吨。

公司工业热能项目总监孙宪朋说:太阳能锅炉实际是一种“1+1”的能源利用模式,即把绿色、环保的太阳能热利用注入工业生产过程,从而实现对传统能源的替代,改变了工业企业的用能结构。

太阳能锅炉其实是一个系统。力诺瑞特已建成的太阳能锅炉,是CPC中温集热器与锅炉热力系统的集成。该系统共安装集热器5200平方米,按济南年均太阳辐照量计算,每天可提供预热热水138吨,将15℃左右的冷水加热至95℃;随后,由锅炉加热成150℃蒸汽,太阳能所提供的热量占这座10吨锅炉所需热量的10%。

这一示范工程解决了中国太阳能中高温工业热利用技术的难题,实现了太阳能热利用领域与工业热能领域的完美结合。关键的是自主开发的中温太阳能工业热能利用技术,其中的CPC集热器平均达到60%。

这种方式或许是首次把新能源直接应用于工业生产领域,与过去主要是“减量”的节能减排措施相比,更重视新能源对传统能源的替代,因而从未来影响来看,蕴含着革命性的意义。正因为如此,从发展伊始,就得到了政府相关部门的高度重视。

在此之前,我省已将太阳能集热系统应用项目纳入省级节能专项资金扶持范围,主要是支持学校建设太阳能浴室。2007年以来,共支持了673个太阳能集热系统应用项目,累计安排补贴资金1.95亿元,年可节约标准煤5.53万吨,减少二氧化碳排放量13.8万吨。

而太阳能热在工业领域的应用,效益更为重大。工业能耗占全省总能耗的70%以上,其中热力能耗占工业能耗的50%左右。若整个工业耗能的10%用太阳能替代,年可节约标煤2430万吨,减排二氧化碳6075万吨,对推动工业节能降耗、确保完成“十二五”万元工业增加值降低18%的目标具有重要意义。

启动了万亿规模的新市场

目前太阳能工业热力系统技术性能和成熟度,已完全可以推广到造纸、纺织、食品、烟草、木材、化工、塑料、医药等八个用热行业。省经信委建议在全省启动“工业绿动力计划”,建立中温太阳能工业热力系统示范工程,形成设计、生产、推广、服务的标准规范及产业化模式,为工业生产提供绿色、清洁、可持续的太阳能资源,实现太阳能热利用领域与工业热能利用领域的一体化完美结合;通过项目示范,形成设计、生产、推广的标准规范,终实现产业化推广。“十二五”期间,推广太阳能集热面积1170万平方米,实现节能195.8万吨标准煤,减排二氧化碳513.6万吨。

政府的引导,带来了市场的呼应。在不到一个月的申报时限内,全省已有20家用能企业与力诺瑞特合作申报,目前,各相关市正进行资格审查。

更令人振奋的,是一个新市场的形成。

据了解,山东有各类锅炉约5万台,若全部实现与CPC中温太阳能工业热力系统结合,可安装中温集热器8840万平方米,从节能角度,每年节约标煤1960万吨,减排二氧化碳4420万吨;所蕴含的市场容量为1220亿元!

据统计,我国目前在用燃煤工业燃煤锅炉约47万余台,每年消耗标准煤约4亿吨,约占我国煤炭消耗总量的四分之一;排放二氧化碳约占全国排放总量的10%,占全国排放总量的21%。若全国锅炉若都能与太阳能结合,一年就节约原煤约4000万吨,减排二氧化碳约8000万吨。太阳能产业的市场总量超过万亿!

在几年苦心探索、初见成效的今天,力诺瑞特总经理申文明说:这么大的市场,我们希望更多企业参与进来,共同为我国的节能减排事业作出贡献。

山东省是太阳能光热产业大省,五家较大企业在业内地位显赫,去年销售收入超过百亿。但太阳能是自发产生的一个产业,因为门槛较低,全国企业总数超过1万家,都集中在热水器领域,竞争激烈,发展无序。

从热水器起步,到倡导太阳能与建筑一体化,再到太阳能锅炉,力诺瑞特一直追求有质量的增长。创新总是有成本的,他们早在2002年即倡导太阳能与建筑一体化,因为当时市场不成熟导致踯躅不前;2007年前后,多层、高层住宅增长迅猛,一体化才被广泛接受,现在成为业界的公共课题。

太阳能锅炉研发完成后,力诺瑞特组织专门团队进行推广应用,先后对印染、酿造、牛奶厂、油脂提取、塑料管业、沥青加热、粮食储备库、屠宰厂、造纸厂、木料烘干、农村住宅采暖等11个行业进行了调研,对其工艺进行了详细的了解。同时,要把客户需求作为创新目标,优化系统,改进元件,完善应用。其中,每组集热器的载荷由每平方米60公斤下降到三四十公斤,扩大了适宜安装的空间,收到节约用地的效果。

省经信委建议进一步加大科技研发力度,完善以市场为导向、以太阳能企业为主体、产学研相结合的技术创新体系。鼓励省内骨干太阳能企业深化产学研合作,重点围绕太阳能工业热能利用核心技术、系统技术以及工程技术开展研发攻关,进一步提高太阳能工业热力系统的温度,扩大应用范围,提升太阳能应用层次。

探索新型推广模式

太阳能锅炉的目标用户是工业企业,这是与居民消费完全不同的市场:一方面,规模大、节能效益显着;另一方面,企业的特点也决定更高的要求。

孙宪朋在调查中发现,企业判断是否采用节能新技术,如果不是政策具有约束性,他们首先考虑的是投入产出效益,标准是日常资本投入的利润率。接受调查的工业制造企业平均利润率在10%-15%左右,他们希望应用太阳能锅炉所作的投资,也带回相当水平的收益。

太阳能集热系统成本,根据用能企业的实际状况各不相同,按集热面积核算,大致为每平方米1000元;效益主要是节约能源形成的,年可节煤210公斤,按目前煤炭的市场价格,大约四五年可以收回成本。在全自动控制的基础上,太阳能系统寿命高达年,这样计算,长远看效益是很可观的。但是,初始投资需求比较大,一次投入几百万元,相当多的企业还是感到压力。所以,尽管燃煤锅炉需要进行改造,但从成本收益角度看,油、电、气的用能企业更容易接受。

从长远看,煤炭价格总是上涨的,而太阳能集热系统成本将随着规模扩大而降低,相反的趋势,将使越来越多的企业接受这一创新;但目前投资大、回收周期长,确实是推广应用的一个障碍。

孙宪朋说,要解决这一问题,需要创新推广模式,采用信誉销售(合同能源管理的雏形)等方式,减轻用能企业的投资压力。但是,这需要政府主持制定太阳能系统能源计量、审计标准,使太阳能的节能量有法可依。对于小型用能企业,可以将系统模块化,由企业自行组织安装,公司提供技术标准和技术支持,降低成本。

另外,太阳能受昼夜、季节、气候影响或决定,这与企业的生产需求在时间上可能不同步,而现在低温蓄热技术没有突破,所以会导致系统产热量与生产需热量不能同步,这意味着使用效率降低。在市场开拓时,能否选择相邻而且用热时段不同的机构进行组合,建设区域供热中心。

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