太阳能中温集热系统及单元技术研究和产业化工艺研究,并形成规模化示范是本规划中太阳能中温产业的发展方向和重点。由于目前我国太阳能中温工业应用的研究较少,也缺乏技术体系支撑,要实现规模化、低成本可靠应用,在发展满足不同应用场合需要的中温太阳能集热器、构建适用的太阳能热源方案替代或用于不同的工业加热环节、多能互补的太阳能工业加热系统以及用于实现中温能量储存与调节的储能材料方面,仍然面临着许多挑战,近期难以实现产业化。因此,太阳能中温工业应用技术在本规划中作为中期技术研发及示范重点。
太阳能空调制冷技术的发展,近期是结合建筑用能需求,与采用普通太阳能集热系统的建筑一体化太阳能供热采暖系统匹配,解决夏季部分建筑空间太阳能制冷空调的问题。未来应用主要应解决太阳能空调应用的高效化问题,提高空调装置的效率,一方面可减少用于空调的太阳能集热器面积,从而降低成本;另一方面可以与辅助能源结合,实现一套装置高效利用辅助能源,减少对蓄能和常规电力空调装置的依赖。采用中温太阳能集热器的太阳能空调能量转换效率较高,即使采用辅助能源,与常规电空调相比,仍然具有竞争力,是将来一段时间太阳能空调制冷技术领域研究和应用的重点。中温集热器与双效溴化锂结合的规模化应用太阳能空调尚需诸多技术开发研究,尤其是适用于变温度品位的吸收式空调技术需要突破。
2、产业布局
根据低成本、规模化利用太阳能的要求,研究可行的高效单元化太阳能中温转换利用装置,推进太阳能中温集热装置的产业化和规模化利用,对提高中温太阳能聚能转换装置的高效性、可靠性,促进太阳能在工业加热等诸多领域的应用具有重要意义。应坚持科技创新,研发高效率太阳能集热技术,发展太阳能中温蓄热材料,开发多种太阳能中温利用集成技术, 实现与普通太阳能集热系统结合的太阳能空调制冷技术与产品定型化、规模化应用,如吸附式、吸收式,除湿空调等,并进一步研究太阳能集热转换及与之匹配的制冷空调和蓄能结合方式,扩大自主知识产权,提高产品品质和工程化应用水平, 扩大太阳能中温利用的普及范围,服务国内外市场。
通过产学研结合,进行太阳能中温集热系统及单元技术研究和产业化工艺研究,并形成规模化示范。在利用不同工质的太阳能中温集热器、太阳能中温蓄热材料与蓄热技术,太阳能中温利用集成技术方面取得突破。积极开展太阳能中温热利用在工农业生产和太阳能空调领域应用示范,加速产业化步伐,重点将太阳能集热器逐步向蒸汽发生(太阳能锅炉)、干燥、纺织印染、建材、食品加工等工业应用方向拓展和示范,研究开发基于太阳能中温利用的太阳能空调供热技术,为太阳能中温热利用技术的实用化和产业化打下坚实基础。鼓励现有建材、印染、纺织、食品、烟草等企业利用太阳能,补充或替代燃煤消耗。通过培育本地窑炉企业开展太阳能中温蓄热技术研究,研制具有蓄热能力可持续供能的太阳能锅炉、可用于干燥的太阳能烘干隧道窑。通过示范工程带动,积极开发并突破太阳能中温集热器的设计与批量化制造技术及终端产品开发技术,初步形成中温集热系统的设计能力、集热器和储热装置的批量化制造能力。
着重开发下列技术及产品:
1)低聚光比太阳能中温集热器;
2)太阳能锅炉及蒸汽发生技术;
3)太阳能烘干隧道窑;
4)太阳能中温蓄热材料及蓄热技术;
5)利用中温集热器的太阳能空调技术(COP>0.45);
6)太阳能中温集热器、储热材料、太阳能空调性能测试方法。
(三)太阳能高温产业
1、发展方向与重点
太阳能高温热发电(250℃以上)是将太阳能转换为热能,然后通过热-功转换过程进行发电的技术。根据聚光方式不同,太阳能热发电主要分为塔式、槽式、碟式和菲涅尔式四种发电形式。目前太阳能热发电在国外开始进入快速发展时期,并正向低成本、大规模、长储热、模块化方向发展,太阳能热发电和常规电站以及其他可再生能源发电站的混合运行也是发展热点。在我国,很多企业院校都开展了太阳能热发电技术研发,并进行了工程级或实验室规模的成果展示,塔式、槽式、碟式和菲涅尔方面的关键装备制造产业链条逐渐形成。但由于缺乏大型太阳能热发电技术示范工程和规模化并网发电项目的支持,目前我国太阳能热发电产业基础仍很薄弱,关键材料与设备的国产化程度较低,热发电成本较高。
在我国市场刚刚启动,中期市场规模预计较小,鼓励企业积极与科研院所展开合作,进行太阳能热发电关键技术的储备,掌握部分关键部件的设计与制造技术,为远期太阳能热发电产业的发展和国际竞争作好铺垫。
2、产业布局
太阳能热发电产业链上主要涉及特种玻璃、储热材料、高精度曲面玻璃、传动设备,以及以槽式聚光器、定日镜、槽式真空吸热管等为核心的材料装备制造产业。结合黄冈窑炉、钢构等产业基础优势,并通过引进及合作开发等方式,研制太阳能热发电用高反射率的反射材料、用钢量少的槽式聚光器。鼓励机械传动企业研发高精度日光跟踪定位设备,鼓励真空企业研发太阳能槽式发电配套装备,如管道传输保温材料等。
国家鼓励分布式能源的开发利用,分布式能源技术已被列入《国家能源科技“十二五”规划》中。和西北一级太阳能利用地区相比,黄冈地区的太阳能资源虽不适合直接发电,但是生物质和天然气等资源较为充足,可进行分布式供能系统开拓创新,实现关键技术的突破。研究分布式冷热电联产、多能源互补等新型能源动力系统集成技术,研制分布式冷热电联产关键设备,对分布式供能系统与风能、太阳能和生物质能系统等能源的互补技术进行小规模的示范,掌握系统单元中梯级利用技术和系统集成技术。
着重开发下列技术及产品:
1)槽式真空管;
2)高温储热系统;
3)反射镜;
4)低成本高精度的槽式聚光器及跟踪装置;
5)真空流体传输管;
6)分布式冷热电联产关键设备及系统。
五、规划实施
(一)实施途径
1. 推动企业聚集发展
建设光热产业园,鼓励企业集聚发展,形成区域特色,带动光热配套产业发展。以扶持龙头企业为抓手,提高产业集群水平。出台扶持政策鼓励本地太阳能光热相关企业做大做强,鼓励光热产业链上下游企业、研发机构之间组成战略联盟,实现优势互补,增强产业整体竞争力。
2. 大力开展招商选资
以招商选资为重要手段,提升产业发展层次。紧跟国际太阳能光热产业发展潮流,吸引国内外制造厂商和研发机构来黄冈投资办厂和建立研发中心,加快引进一批国内外大型优势企业和具有国际先进水平的大项目。积极推进补链式招商,延伸产业链条,做大产业规模。
3. 建设技术创新平台
建设一批国家级和省级光热科技创新平台及公共技术服务平台,开展技术攻关,突破产业发展的技术“瓶颈”,为光热企业提供技术支撑与服务。鼓励企业与科研院所以及企业间开展合作,充分发挥企业作为创新主体的作用。2015年前设立一家院士专家工作站,2020年前创建国家级太阳能光热产业研发示范基地,开设太阳能光热相关课程。