光熱發電概念股被資本市場熱炒 技術及成本存爭議

光熱發電概念股被資本市場熱炒 技術及成本存爭議

一財網 王佑 2015-10-08 20:42:00

國家能源局發出了關於推動太陽能熱發電通知後，10月8日資本市場旋即“買賬”：涉及CSP的目前有三只概念股---首航節能(002665.SZ)、天壕環境(300332.SZ)、新三板公司中海陽，兩家公司大放異彩。

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中科院等成功制備黑磷可控降解光熱轉換材料 可用於腫瘤治療

從中科院官網獲悉，近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員喻學鋒與深圳大學教授張晗、香港城市大學教授朱劍豪等合作，成功制備出基於黑磷的生物可降解光熱轉換材料，用於實現高效安全的腫瘤光熱治療。

納米光熱治療技術具有適用範圍廣、非侵入、選擇性強、過程簡便、正常組織損傷小等優點，在腫瘤治療、藥物控釋、光控植入材料等領域展現出巨大的應用價值。然而，目前常用的無機納米光熱轉換材料在體內往往無法降解，而是以納米粒子形態在器官中長期存留，或者材料的降解產物中包含有毒的物質，這些都會引發機體潛在的毒性反應，這導致它們很難獲得國際醫療審核機構(如FDA)的批準，步入實際臨床應用。研發性能優越並且生物可降解的納米材料，是將納米技術推向實際臨床應用的關鍵和難點。

黑磷是近年來廣受關註的一種具有二維層狀結構的直接帶隙半導體材料，展現出出色的電學和光學特性。喻學鋒團隊在之前的研究中發現，尺寸僅為幾個納米的黑磷量子點具有很高的近紅外光熱轉換能力(Angew.Chem.Int. Ed. 2015, 54,11526)。並且，黑磷在生理環境下會氧化進而降解成磷酸根離子和亞磷酸根離子等安全的小分子產物(Angew.Chem. Int.Ed. 2016, 55,5003)。然而，近期研究發現，裸露的黑磷在生理環境下降解過快，會導致其光學性能在體內循環的過程中下降，從而影響其光熱治療的效果。

針對這一問題，研究團隊采用了乳化溶劑揮發法，制備了一種高分子聚合物(PLGA)包裹黑磷量子點(BPQDs)的核殼結構納米球(BPQDs/PLGA)。PLGA作為一種可降解的疏水性生物醫用高分子，所形成的聚合物殼層能將內部的黑磷量子點與生理環境隔絕開，保證了黑磷量子點在治療過程中的性能穩定。光熱治療結束後，黑磷量子點又會隨著PLGA殼層的逐步降解得到緩慢釋放和降解，進而安全地代謝出體外。細胞及動物實驗都表明，BPQDs/PLGA具有很好的生物安全性和腫瘤被動靶向性，並展現出很高的光熱治療效率，實施五分鐘的近紅外光照，即可有效地殺滅腫瘤。這種新型生物可降解光熱轉換材料的成功研發，無疑可推動光熱治療技術的實際臨床應用，並為今後納米材料的生物醫學應用提供指導和借鑒。研究團隊已申請了相關發明專利，正積極推動申報相關臨床應用許可，爭取早日將其用於臨床。

目標500萬千瓦 太陽能光熱成“十三五”新熱點

近日，國家能源局正式印發《太陽能發展“十三五”規劃》(以下簡稱“《規劃》”)，太陽能熱發電明確了500萬千瓦的發展目標。

裝機目標：光熱裝機500萬千瓦

《規劃》提出，到2020年底，太陽能熱發電裝機達到500萬千瓦，太陽能熱利用集熱面積達到8億平方米，太陽能年利用量達到1.4億噸標準煤以上。

太陽能光熱發電是指利用大規模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，結合傳統汽輪發電機的工藝，從而達到發電的目的。

國家“千人計劃”特聘專家項曉東博士在接受第一財經記者專訪時表示，人們對理想能源的標準已有三項共識：可再生，低成本，無傷害,以及為了強化應用而衍生出來的可兼容性。所謂“可兼容”，即與傳統能源設施兼容、與化石能源功能兼容。目前，最有可能滿足上述理想能源四項標準，特別是“可兼容”標準的主要技術途徑是太陽能光熱技術，因為光熱技術實質上是以“太陽能集熱器”替代燃煤鍋爐，它直接實現了對太陽的光能和熱能的利用。

光熱發電的特點是先將太陽能轉化為熱能再進行發電，一定程度上可以平抑日照波動，對電網相對友好，同時熱能可以有效儲存且具有一定的經濟性，熱源可與火電等熱電廠互補，提高發電小時數和調峰，並提供可供調度的電力。

按照“統籌規劃、分步實施、技術引領、產業協同”的發展思路，《規劃》明確光熱發電的重點任務為，組織光熱發電示範項目建設，發揮太陽能熱發電調峰作用，建立完善太陽能熱發電產業服務體系。

我國處於光熱發電的起步階段，尚未形成產業規模。多數光熱電站處於科學實驗階段，與商業化並網運行尚有距離。

去年9月，國家能源局下發《關於組織太陽能熱發電示範項目建設的通知》，鼓勵盡快啟動一批裝機單機不低於50MW，項目資本金比例不低於總投資20%的示範工程。此舉開始推動我國光熱發電行業的實質性發展。

今年8月，由科技部和青海省科技廳共同支持的中控太陽能德令哈10MW塔式熔鹽儲能光熱電站實現滿負荷發電。這是我國首座成功投運的規模化儲能光熱電站，也是全球第三座投運的具備規模化儲能的塔式光熱電站。

圖為中控德令哈光熱發電站

在蒙古語中意為“金色的世界”的德令哈是光熱發電的寵兒，它不僅擁有適合光熱產業發展的光照、土地和水資源，也被認為“極有可能是我國首批光熱示範項目最為集中的地區”。

在這一地區，中廣核德令哈50兆瓦槽式光熱發電項目正在建設中，預計2017年上半年全部建成並網。

除了青海之外，到了11月，全球首個高溫熔鹽槽式光熱發電平臺項目在甘肅省阿克塞的戈壁灘正式並網投入運營，從集熱、儲熱、換熱、發電到並網等全產業鏈全部實現了國產化。

成本目標：低於0.8元/千瓦時

對於企業最為關心的光熱電價，今年國家發展改革委發出《關於太陽能熱發電標桿上網電價政策的通知》，核定太陽能熱發電標桿上網電價為每千瓦時1.15元，並明確上述電價僅適用於國家能源局2016年組織實施的示範項目。

這一政府定價基本符合此前的企業預期，因此激發了企業在光熱領域繼續投資的熱情。

發改委同時鼓勵地方政府相關部門對太陽能熱發電企業采取稅費減免、財政補貼、綠色信貸、土地優惠等措施，多措並舉支持太陽能熱發電產業發展。

進入“十三五”，由於整體太陽能發電定價進入下行通道，國家希望企業能進一步降低光熱發電成本。本次《規劃》提出的低成本目標是，太陽能熱發電成本低於0.8元/千瓦時。

光熱發電的成本取決於光照條件、技術路線、裝機容量、儲能方式等多種因素，其成本削減需要企業進入更大程度的規模化生產、應用和技術進步。

技術目標：高可靠性、全天發電

技術方面，《規劃》明確，太陽能熱發電效率實現較大提高，形成全產業鏈集成能力。實施太陽能產業升級計劃，太陽能熱發電重點突破高效率大容量高溫儲熱、高能效太陽能聚光集熱等關鍵技術，研發高可靠性、全天發電的太陽能熱發電系統集成技術及關鍵設備。

世界各國的科學家都在圍繞解決制約太陽能光熱利用效率的一系列關鍵技術難題你追我趕。為提高光熱的效率，目前跟蹤太陽能形成了碟式、槽式和塔式三種技術。

圖為三種各種模式示意圖

項曉東表示，從物理跟蹤模式來看，碟式跟蹤模式的等效總體聚焦倍數約為1000，輻射損失小，碟式跟蹤模式最高的光學效率約為90%。但由於過去40年缺乏低耗能熱能傳輸管網技術，碟式跟蹤模式在市場上未能成功應用。塔式跟蹤模式的等效總體聚焦倍數約為250，輻射損失較小。但塔式跟蹤模式以光網替代了熱網，但也帶來額外30%-35%的光學損失，因而總體光熱年均效率很低。

項曉東建議，為了克服碟式和塔式在物理追蹤和集熱方面的劣勢，可以采用2-維太陽運動跟蹤模式——“碟-塔混合式”。

圖為-“碟-塔混合式”

項曉東稱，這一模式將像碟式一樣，反射鏡模塊與集熱靶一同繞與地球自轉軸(極軸)以每小時15度勻速旋轉，跟蹤“太陽小時角”，又參照塔式模式將分立反射鏡通過特殊固定角度維持平均余弦損失1%在左右，從而保持了接近碟式的最高光學效率和較低的跟蹤機械成本與太陽陰影占地。

不過，具體采用哪種技術，還需要未來中國光熱示範項目的探索。

為了繼續完善光熱技術，《規劃》提出，要借鑒國外太陽能熱發電工程建設經驗，結合我國太陽能熱發電示範項目的實施，制定太陽能熱發電相關設計、設備、施工、運行標準，建立和完善相關工程設計、檢測認證及質量管理等產業服務支撐體系。

總面積相當於一千個足球場，上海電氣拿下全球最大光熱發電項目

“中東我們耕耘了近10年的時間，錯過也放棄了很多機會。因為中東市場要求特別嚴格和特殊，如果合同執行出了任何問題，比如拖延一天工期，罰款就是幾十萬美金。但現在我們的能力已經達到了這樣的標準。”4月13日，在迪拜700MW光熱發電項目（下稱“迪拜光熱發電項目”）的簽約現場，上海電氣集團董事長鄭建華告訴第一財經記者，上海電氣與ACWA Power公司簽訂的迪拜光熱發電項目證明了中企已經具備了強大的實力。他坦言，中東市場原來主要都是歐美企業在投資，不太給中企機會，因為中東采用的是國際最高標準，而這次上海電氣通過充分的市場競爭拿下了這個迄今為止全球最大規模的光熱發電項目。

上海市委常委、常務副市長周波也出席了當天的簽約儀式。

總面積相當於一千個足球場

迪拜光熱發電項目是迪拜水電局（DEWA）擬開發的Mohammad Bin Rashid Al Maktoum太陽能園區第一階段第四期的太陽能發電站。該發電站總面積相當於1000個足球場大小，塔高約260米，采用“塔式+槽式”集中式光熱發電技術，儲熱時間可達15小時，項目合計發電容量達700MW。

正是因為這樣的發電和儲熱技術，迪拜水電局董事總經理兼首席執行官賽義德·穆罕默德·阿爾塔耶爾表示，和一般的太陽能發電不同，該光熱發電站可以實現24小時供電。

至於在面向國際公開的招標中為何最終選擇了上海電氣，阿爾塔耶爾說主要有兩個原因，第一是上海電氣和ACWA Power公司在能源方面擁有國際領先的技術和經驗，第二則是因為他們提供的7美分電價是所有競標者中最低的，在成本上具有極大的競爭力。

ACWA Power公司是由沙特政府支持、目前中東地區最大的電廠開發商，至今已在10個國家投資並擁有37個項目。該公司的董事會主席穆罕穆德阿布拿楊在現場表示，一般來說，新能源發電會比傳統能源更貴，但該迪拜光熱發電項目的電價成本和天然氣的成本差不多，因此不僅是環保的，而且也是很經濟的。

根據迪拜政府清潔能源2050戰略，清潔能源在迪拜總發電量的占比將在2020年達到7%，在2030年達到25%，在2050年突破75%。該項目將為這一戰略提供支撐。

最大挑戰是工期

作為目前世界上規模最大的太陽能光熱發電站，該項目自然面臨不小的挑戰和風險。用鄭建華的話來說，這個項目難度巨大，“世界第一”就意味著要達到過去沒有實現的世界上的最高標準和要求。除了標準和要求之外，工期和時間上的挑戰也很大，必須趕在2020年迪拜世博會召開之前完成。

不過，鄭建華表示，在競標之前，上海電氣就對可能存在的挑戰和風險做了全面的評估，並在這個前提下給出了頗具競爭力的報價。“我們不在意能從這個項目上獲得多少利潤，而是希望通過這個項目進入更高的門檻，在中東和世界最高的市場建立起我們的品牌，並希望未來能持續引領新能源的最高標準和最高水平。所以我們不是單純地算經濟賬，而是算戰略賬。”

據鄭建華介紹，該項目總體金額達38.6億美元，其中迪拜水電局出資51%，剩下的49%由ACWA Power公司和中國絲路基金共同出資。

鄭建華說，從全球來看，光熱技術領先的都是美國企業。但通過與美國和西班牙等國際領先企業的合作，上海電氣擁有了躋身於世界頂尖興能源裝備領域的技術和實力，也為中國技術、裝備、工程“走出去”提供了重要樣本。

該項目是上海電氣從傳統火電向新能源轉型的標誌性項目，也是在中東地區拿下的第一個大型能源總承包項目，為中國裝備制造企業進軍海外高端市場、打造中國品牌、踐行“一帶一路”構想提供了案例。