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主题:【原创】光热发电——一个新疆值得重视的产业 -- 镭射

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家园 【原创】光热发电——一个新疆值得重视的产业

为什么新疆会频繁出现暴恐分子?原因固然有很多,但有一点是肯定的:新疆,特别是南疆的贫穷,是重要原因。南疆人多地少,资源缺乏,又地处内地,对外交往困难,这使得南疆经济发展水平低下,导致南疆维族人的工作机会少,失业率高。为了解决这个问题,目前政府采取的办法有两个:一是引导和组织东部地区对新疆进行对口援助,二是组织南疆剩余劳动力外出打工。但我认为,这两条都不是长久之计。正如赞比亚学者丹比萨·莫约在《援助的死亡》一书中所指出的,单纯的援助会带来一系列的问题,比如抑制受援地区的本土产业发展,围绕对援助利益会产生腐败,等等,最后导致其消极作用大于积极作用;而组织南疆那些文化水平低下的维吾尔族年轻人去几千公里之外,与新疆有很大的民族和文化差异的东部地区搞劳务输出,其成本也相当可观,这几年的实践证明,这种做法并未取得预想的效果。

因此,我认为,要改变南疆的面貌,发展南疆经济,必须立足于本地资源,不能依赖外来输血,特别是必须摆脱对援助的依赖;第二,南疆劳动力必须主要在本地消化,不应谋求外部解决(这不意味着我反对合理的劳务输出)。

基于以上原因,我认为,太阳能光热发电,是一个值得新疆,特别是南疆重视的产业。

所谓光热发电,属于太阳能应用的一种,是两种太阳能发电方式之一。与光伏不同,它的工作原理是用阵列镜面聚焦太阳光获得热能,再通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。也就是说,从获得电能的方式来说,它和传统热电厂是一样的,只不过它用来加热锅炉的不是燃烧化石燃料,而是太阳光中所蕴含的热能。与光伏发电相比,因为不需要太阳能电板,因此光热发电具有两个重要优点:第一,清洁,没有生产光伏电池所产生的污染;第二,廉价,由于不需要价格昂贵,且寿命有限的太阳能电板,因此光热发电的成本比光伏低,有资料称,同等功率的光热发电系统的全寿命成本只有光伏的五十分之一。可见,与光伏发电相比,光热发电的优势十分明显。

据有关资料,新疆是中国日照时间最多的省区之一,年平均日照时数达2817.70小时,全年太阳能总辐射量为每平方米5000~6490兆焦耳,仅次于青藏高原,光热资源开发前景十分广阔。而同时,新疆,特别是南疆,又是我国比较缺电的地区之一,南疆三地州电网长期缺电限电。如果在新疆,特别是光热资源丰富的南疆,仿照东部地区“小水电”的模式,支持和鼓励由地方和群众筹集建设资金,按“自建、自管、自用”的模式发展小型光热电站,不但可以有效的弥补国家电网的发电能力不足,而且还可以通过向国家电网出售剩余电力,让南疆群众获得实实在在的实惠。而且,光热电站不同于光伏电站,它所需要的设备目前新疆都具备生产能力或相关的技术条件,光热发电的发展可以带动新疆相关的一大批周边产业,而少数民族农村自建的光热电站,可以为目前正在大力发展的少数民族职业教育提供充足的就业渠道。

值得一提的是,光热发电并不仅仅可以提供电力,它还具有可观的综合效益。新疆有上千亿立方米的地下苦咸水资源,以前因为缺乏合适的淡化手段,一直没有能够获得开发利用。如果光热电站采用苦咸水作为水源,那么它同时还可以提供优质的蒸馏水,可供饮用水源,从而解决一些地区的清洁饮用水问题;而同时苦咸水蒸馏后沉积下来的盐,则可以作为化工原料,同样具有经济价值。

如果光热发电产业能够在新疆得到充分发展,新疆将有望成为“亚洲电厂”,通过向东部提供电力,让新疆,特别是南疆的群众真正参与到中国的经济发展中。这是一个值得新疆认真重视的新兴产业。

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家园 新疆特别适合太阳能天然气互补光热发电

当地和中亚来的天然气十分丰富,白天用太阳加热,晚上/光照不足的时候用天然气加热,可以解决太阳能不稳定的问题。

这种电站目前宁夏在建,甘肃可能要搞一个太阳能和煤互补的电站。

家园 天然气更适合互补风力发电

光热发电不像光伏或风力发电,它的输出比较稳定,不需要其他电源提供调峰。我的想法是在南疆推广类似东部农村的小水电那样的“小光电”,就像小水电一样,它也不需要24小时发电,完全可以在晚上停止运转,早上再启动。

家园 光热输出怎么可能稳定,晚上怎么办?

光热输出只是相对于光伏和风电稳定,但远没到可稳定一宿的地步,想稳定,得加入储热系统比如熔融盐一类的,这就变得复杂了,还不如直接用天然气晚上烧火加热呢

家园 手头工作和这个相关,插几句

光热发电(Concentrated Solar Power-CSP)现在很热,以前是西班牙领头,现在美国来凑热闹了。

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巨大的镜场、高大的收集塔,很壮观。

光热发电由于采用了热储存介质,可以在日照高峰期存储部分热能,在日照低谷期释放,大大减缓了日照不均匀导致电力输出波动的问题,缓解程度取决于储能能力。

由于储能介质量很大,成本很高,所以依靠储能保持24小时平稳发电,代价很高。

储能介质现在一般用水、导热油,工作温度都比较低。水需要高压系统来获得尽可能的高温,一般也就2、300度。导热油在300度以上容易碳化结垢。

而高温能够获得高的热电效率,所以现在时髦使用熔盐,一般是硝酸盐(HTS,硝酸钾+硝酸钠+亚硝酸钠)。但熔盐不能使用水、油系统的槽式集热系统,反光镜+塔式集热器是个好的选择,但管路和设备仍然需要预热保温防止熔盐冻堵。另外一个问题就是熔盐相对水、油比较贵。

国内中科院电工所做的比较早。现在广核集团、东方电气、上海电气等也在上CSP项目,集中在太阳能强度较高的青海德令哈一代。

我认为纯太阳能的光热发电系统不合算,独立实现全年稳定发电经济上不合算,和风电、光伏、煤电组成复合系统比较理想。使用光热发电系统在天的时间内对风电、光伏调峰,在月的时间内用煤电对光热系统补充,这样获得稳定的电力输出。

通宝推:桥上,SleepingBeauty,李根,秦桑,jent,
家园 抱歉,上班时间,只能断续说一点

1)对CSP系统,综合利用很好:发电--由于温度高,可以阶梯利用,从超临界发电到普通汽轮机发电,提高发电效率;热能利用--针对太阳能好的地区多是缺水高盐碱高寒地区可以进行盐碱水淡化、盐碱电解化工综合利用,和余热温室种植综合利用。

2)新疆南疆其实并不是太阳能辐照条件最好地区,一是太阳能强度不是最高,二是沙尘是反射镜的大敌,需要大量的水清洗。但地广人稀,其它方面成本低,若再加上政策倾斜,还是可以作为一个产业的。尤其再加上综合利用,应该可以不输于德令哈这样的地区。

3)CSP适合能源工业级别的大规模发电,经济效益好。问题是新疆本身就是能源大省,CSP发电是清洁能源,对新疆当然是好,可电力长途输运,可是个大工程了。所以,从整个国家布局来看,不如在宁夏、西内蒙一代发展CSP电力,向华北地区供电。

小系统很难运行,个人认为不如光伏/风电+蓄电池,即使使用储热发电,也是一个大碟形聚光器+斯特林发电机好,这个面向家庭更适用。

通宝推:镭射,jent,
家园 国内现在也有了:青海德令哈50MW光热电站

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我所设想的“小光电”并不要求独立实现全年稳定发电,就像内地的很多小水电,夜里12时停止运转,第二天早上再重新启动发电。这样可以节省很多储能成本。

通宝推:敲门,
家园 我设想的不是家用发电,而是能源工业级别的发电

我所设想的“小光电”,其性质不是仅仅满足一家一户家庭用电的“家用发电”,而是乡镇企业性质的小型电厂,用它来把南疆维吾尔族社会带入工业时代。

家园 记得GE曾经宣传过 燃气-光热-风能 三合一模式的发电

记得GE曾经宣传过 燃气-光热-风能 三合一模式的发电

家园 光伏和光热发电和用电负荷是吻合的

白天用电高于夜晚,越热(日照)的天气用电越多,用电高峰通常上午和下午各有一次,基本上和发电输出能匹配,再有一部分靠煤电调一下,比现在全部靠煤电要环保的多。

成本是大问题,这个问题解决了才算有前景。

家园 夏季用电高峰一般在傍晚6点左右

大家回家开空调,那时太阳很少了,太阳能发电如果没有储能装置根本供不上。

家园 强烈支持LZ的倡议

--,兼报道一项堪作大用的最新发明《綠導能媒》

由于不懂怎样引用转贴,先用最老土的方法,Copy-Paste,上载一则前些时(3月31日2014)香港《太阳报》的报道。

来源:http://www.the-sun.on.cc/cnt/news/20140331/00405_001.html?utm_source=homepage&utm_medium=home_CoverImg

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『三學生哥驚世研創葉綠素發電

致力培養青少年的科學想像力、創新精神和實踐能力的「香港青少年科技創新大賽」昨舉行頒獎禮,頒出二百多個獎項。其中,英皇書院讀中五的朱逸浩、葉梓峰和姚誠鵠研究隊伍,研發「綠導能媒」先後橫掃多個獎項,包括高中組一等獎、「最優秀項目大獎」、「英特爾國際科學與工程大獎賽附屬地區特別獎」。該項研究發明將於下月底代表香港赴美出戰「國際可持續發展奧林匹克競賽」。

受光合作用啟發

十七歲的朱逸浩更憑「綠導能媒」奪得大會的「少年科學家獎」,他說,「綠導能媒」的概念從課堂上啟發,當時學到植物的光合作用能夠自給自足能量,相信可轉用來發電,直至年半前與志同道合的同學一起將概念實踐。他形容「綠導能媒」的配件簡單,包括以己烷(Hexane)抽取的植物葉綠素、碘離子作為電解質、兩塊鍍電玻璃,其中一塊含有石墨作為電極,加上光線即可以發電。

環保成本效率高

朱逸浩表示,發電的原理與一般太陽能伏特板相似,但大多數的太陽能伏特板採用重金屬染料製作,影響環境之餘價值高昂,相反「綠導能媒」以葉綠素代替重金屬染料,除了為天然物質不損環境外,其價錢亦相對便宜,經過多番實驗證明出,成本只需要一毫二仙的葉綠素,已經與價值三十九元的金屬染料,發出相同的電量,其成本效率是三百二十五倍。

原來「綠導能媒」實驗還帶出了另一項大突破。朱逸浩說以己烷抽取葉綠素,亦是今次發明比其他類似發明更成功的地方,因為葉綠素是一個不容易被保存的物質,以己烷抽取的葉綠素,若非在極端環境下,即逾攝氏一百度的高溫等情況下,其保存時間相信可超過十年,令葉綠素能成為有潛質的發電原料。

十塊板叉手機電

朱表示,每塊十厘米乘十厘米的葉綠素鍍電板,可以釋放電壓為零點四至零點六伏特、電流為11mA的電;手機的充電器一般需五伏特的電壓,因此約十塊葉綠素鍍電板,便可以為手機電池充電。今次研究隊伍亦發現,菠菜、生菜及其他綠色植物的葉綠素可達相同效果,他期望葉綠素鍍電板可發展至工業生產,為社會提供多一個綠色能源。』

家园 印象里光热发电是高度自动化的

能吸收多少就业?

家园 宁夏在建肯定没有,尽管曾有个影子居然在人民日报

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家园 煤可能有点难度,燃煤电站停机和重启是很麻烦的,燃气调峰

煤可能有点难度,燃煤电站停机和重启是很麻烦的,燃气调峰电站的启动速度倒是有优势。

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