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    太阳能热发电发展受材料影响较小

瑞典查尔姆斯理工大学近发表的一项研究成果详细讨论了关于聚光型太阳能热发电(CSP)的材料问题。研究证实,CSP没有受到材料供应的大规模限制。不过,这个行业也面临一些急需解决的问题,比如取代反光镜上的银。
研究结论认为,和全球的储量相比,CSP对材料的需求在很大程度上似乎不受限制。自中国出台稀土金属出口限制后,一些可再生能源技术依赖的稀缺材料得到重视。许多风力和光伏领域的研究机构正在致力于减少对稀有材料(比如铟或稀土金属)的过度依赖。CSP行业“可能”受到的限制较少,其主要使用如钢铁和玻璃这些常见的材料来建造。
研究结论认为,和全球的储量相比,CSP对材料的需求在很大程度上似乎不受限制。从理论上看可以建造足够的太阳能热发电厂,这至少是目前全球电力需求的5倍。
不过,研究也指出了一些该行业有可能面临的挑战,主要关注于目前广泛用于反射镜的银。即使不考虑蓬勃发展的CSP产业的需求,在未来几十年银金属也有可能出现供不应求。CSP反射镜制造商可能会使用其他反射面材料(如铝)以确保成本竞争力。
按照Greenpeace/IEA SolarPACES/ESTELA的增长情景预测,到2050年CSP发电量可达到8000 TWh/年,CSP电厂消耗的硝酸盐是目前年产量的50%~120%,几种常见材料(如玻璃、镍、镁、钼等)消耗量是目前年产量的5%~15%。
研究人员指出,抛物槽式CSP电厂倾向于使用大量的混凝土和钢铁,而小型定日镜塔式发电厂的铝和不锈钢使用较多。和一座熔盐吸收塔CSP电厂相比,抛物槽电厂每兆瓦需要更多的熔盐。这意味着槽式发电厂比塔式发电厂更容易受到熔盐生产瓶颈的影响,除非采用其他的存储技术。
研究人员认为,更高的蒸汽温度和发电厂效率的提高将使得材料需求降低,但较高的温度意味着要使用更多高品质钢材,而且如钼、铌等管道、接收器和涡轮机使用的合金材料无论是在库存还是产量方面都受到限制。研究人员提到,如果仅CSP使用可能是足够的,但这些材料还有许多其他用途,在更遥远的未来这可能是一个问题。在短期内,应该优先考虑取代银和增加硝酸盐(作为吸热熔盐)的产量。
摘编:韦一笑

 
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