2018年4月16-21日,赴德國參加柏林能源轉(zhuǎn)型對話,并考察柏林歐瑞府零碳能源科技園、弗賴堡市瓦邦綠能社區(qū)、弗萊集團(tuán),與德國能源署、德國國際合作機(jī)構(gòu)、中國駐德大使館等機(jī)構(gòu)交流并獲得許多研究報告,陸續(xù)將這次考察情況整理發(fā)布,與大家分享,共同推進(jìn)綠能普及。
中國北方地區(qū)清潔供暖以及各省的煤炭消費總量控制工作,使原來的燃煤工業(yè)供熱項目面臨替代的壓力,而天然氣工業(yè)供熱又面臨價格高昂的缺點,何況天然氣的氮氧化物排放和碳排放也不好解決,面向零碳的未來能源體系,工業(yè)領(lǐng)域的太陽能熱利用受到廣泛期待。此次在柏林能源對話中得到一份相關(guān)的研究報告,特地摘要轉(zhuǎn)發(fā),供研究人員和企業(yè)了解,以起到知識傳播的使用。
Solar Payback關(guān)于太陽能供熱技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展分析的報告。
在工業(yè)領(lǐng)域的熱用能(74%)遠(yuǎn)大于電用能(26%),但是通常討論的更多是電力,對于熱的重視不夠。(1EJ約等于 278 TWh )
全球范圍內(nèi),可再生能源(包括水電)電力消費占比達(dá)23.7%,可再生能源熱力消費占比達(dá)9%,但是在工業(yè)領(lǐng)域太陽能利用率僅為0.001%
現(xiàn)階段全球有500家太陽能熱力公司,建成400,000平米的集熱器,相當(dāng)于280MW,主要分布在食品飲料、機(jī)械、紡織等三個行業(yè)。
食品和飲料行業(yè)占到40%的比重,機(jī)械制造行業(yè)12%,紡織行業(yè)10%。
IEA證實尚未把太陽能冷熱利用技術(shù)納入全球溫控2℃的溫控情景
太陽能工業(yè)過程中的熱利用SHIP(Solar Heat for Industrial Processes),指溫度超過200攝氏度的熱利用。技術(shù)環(huán)節(jié)的要素有集熱器、儲熱裝置、泵、熱交換器。
SHIP在2030年將會達(dá)到800萬平米,如果價格下降得多,達(dá)到1300萬平米也是可能的。
截止到2017年1月,71個太陽能工業(yè)供熱總包項目分布在22個國家,采用的集熱器包括平板、真空管、拋物槽、線性菲涅爾、蝶式等五種。
工業(yè)應(yīng)用的集熱器種類分為固定式和跟蹤式兩類。
固定式集熱器:平板集熱器、真空管集熱器、CPC拋物聚光真空管集熱器
跟蹤式集熱器:拋物槽集熱器、菲涅爾集熱器、蝶式集熱器
至于選擇哪種技術(shù),各國有不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)具體工況要求選擇太陽能集熱器,溫度較低選擇固定式,溫度高選擇跟蹤式,其中大型線性菲涅爾集熱器所能產(chǎn)生的工質(zhì)溫度最高。
太陽能工業(yè)供熱市場:工業(yè)領(lǐng)域中低溫?zé)嵝枨筮_(dá)到44EJ,其中化工行業(yè)最高達(dá)到7.1EJ。
太陽能供熱系統(tǒng)與化石鍋爐系統(tǒng)整合
太陽能預(yù)熱系統(tǒng):由太陽能供熱系統(tǒng)余熱工業(yè)過程工況所需介質(zhì),用化石鍋爐進(jìn)行后續(xù)升溫。
太陽能蒸汽直供系統(tǒng):太陽能供熱直接供給工況所需溫度蒸汽,化石鍋爐補(bǔ)充不足部分。
太陽能過程供熱系統(tǒng):太陽能供熱保持工況容器溫度,由化石燃料鍋爐提供加熱過程所需能量,形成相對獨立的兩個熱循環(huán)體系。
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