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太阳能光热利用产业的历史、现状和展望

发布时间:2011-06-10 点击:2596 字体大小: 返回
      太阳,是个巨大、久远、免费、绿色的能源,同时也是地球上许多能源的来源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但已高达173.000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨标准煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能以及部分潮汐能也都来源于太阳。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能资源丰富,可免费使用,又无需运输,对环境也没有任何污染。但太阳能也有两个缺点:一是能流密度低;二是其强度受季节、地点、气候等各种因素影响不能维持常量。两大缺点对人类有效利用太阳能形成了障碍。

一、太阳能利用的历史

      人类利用太阳能的历史已有几千年,现代意义上的开发利用却只有半个世纪的时间。1954年美国贝尔实验室研制出世界第一块太阳电池,从此揭开了太阳能开发利用的新篇章。之后,太阳能开发利用技术发展很快,特别是上世纪70年代爆发的世界性石油危机,有力地推动了太阳能开发利用。经过半个世纪的努力,太阳能光热利用及其产业异军突起,成为能源工业的一支生力军。

      我国处于太阳能资源丰富地区,2/3以上地区的年日照大于2000小时,年均辐射量约为5900MJ/m²,每年地表吸收的太阳能相当于1.7亿吨标准煤。因此,早在1958年,我国就开始涉足研发太阳能集热器。1973年爆发世界能源危机,为寻求新能源,我国开始加快研发与生产太阳能集热器。上世纪70年代末,清华阳光首席科学家殷志强教授在清华大学电子工程系开始进行太阳能热利用技术的研究。1984年,殷志强教授发明“磁控溅射渐变铝—氮/铝太阳选择性吸收涂层”,使太阳能集热管的大规模生产和商业化应用成为可能,直接催生了我国太阳能热水器产业的形成。

      具体地说,我国太阳能集热器技术研发经历了三个大阶段:1978~1990年,是研发阶段;1991~2000年,是孕育发展和技术成果快速市场化阶段;2001~今年,是产业化基本形成和发展阶段;其中从2006年以后,我国太阳能热水器开始进入品牌战略阶段。

二、我国太阳能利用的现状

      太阳能利用包括太阳能光伏发电利用、太阳能热利用,其中太阳能热利用包括:太阳能热水、太阳能干燥、采暖空调、海水淡化、工农业利用、太阳房、太阳热发电。我国的太阳能利用呈现4个特点。

1. 太阳能热水器产业迅猛发展

      经过多年的发展,我国集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业。得益于国家对节能减排的高度重视,我国太阳能热利用产业从2000年开始快速发展。目前,中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和最大的太阳能热水器市场,并仍在以每年20%~35%的速度递增。

      2009年,中国太阳能热水器年销量达4200万平方米,年增长率35.5%,年销售额600亿元,总保有量达14500万平方米。

      2009年,我国每千人拥有107.7平方米的太阳能热水器,出口额达到2.5亿美元。

      2010年太阳能热利用产业的增长率约为16.7%,年产量达到4900万平方米,产值约735亿元,同比增长22.5%。2015年和2020年太阳能热水器年产量预计可达13500万平方米和27300万平方米,年产值分别可达1890亿元和3820亿元。     

      2010年,太阳能热水工程安装面积约占总产量的40%。大型热水系统不断涌现,特别是在宾馆、饭店、学校、军队、医院等热水需求量大的单位,以及印染厂、屠宰场、奶牛场等工农业生产中安装量逐年增加。可见,工程市场已展露头角。

2.科技进步,产品质量提高,应用领域扩大

      很多企业投巨资进行技术改造,使得低温热水应用系统向高效、全天侯、辅助能源、智能化控制系统发展。平板太阳能热水器产业的镀膜工艺和生产装备开发等方面有了新突破。此外,中高温技术研发在我国取得了突破,比如力诺瑞特中温集热产品温度可达150℃,其CPC中温太阳能热力系统落成,标志着中国太阳能光热产业正式进入工业热能应用阶段。皇明研发出了集热温度128℃的产品。在太阳能热发电领域,我们已经开发出400~450℃、4米长的高温集热管。这些技术为开拓太阳能采暖、太阳能空调、海水淡化、工农业生产应用等领域打下了坚实基础。在装备升级改造方面也取得了长足进展,皇明、桑乐、太阳雨等企业装备了数码冲床、自动化生产线,大幅提高了生产效率。真空管生产实现连续镀膜、排气、自动拉尾等工艺。今年4月29日,清华阳光自主研发的全球首条集热管自动化生产线落成,在中国乃至世界可再生能源的发展史上,书写了一篇灿烂的华章。

3.企业规模不断扩大,布局合理

      我国太阳能热利用厂家约3000家,  其中,许多大型骨干企业在政策激励和市场引导下实施扩张战略,异地建立分厂,缩短运输里程,降低物流成本,让利消费者,扩大产能和市场份额。如桑乐9大基地、太阳雨5大基地等举措,使得整个生产结构和市场布局发生了变化。目前,除北京、山东、浙江、江苏生产基地外,逐渐形成了中部以河南和湖北为代表的产业基地、东北以沈阳为代表的产业基地以及西安西部基地等大型企业纷纷进行布局,建立更加合理的产业链和物流链。   

4.太阳能利用产业标准体系基本形成,较为完善

      在我国太阳能行业标准制定上,在中国标准化研究院等单位的支持下,行业共完成了32项国家标准,2007年修订了3项国家标准、新立项4项标准,基本形成较为完善的太阳能热水器标准体系。今年完成了太阳能工程标准,下半年即将颁布太阳能热水器能效分级国家强制性标准。根据初步讨论,太阳能热水器的能效等级将分为3级,将通过一个综合评价热损和得热量的指标来限定产品的能效水平。这些标准的颁布和执行,有利于太阳能热利用企业优胜劣汰,有利于保护消费者利益,有利于太阳能热利用产品出口。


 

 
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