導讀：天然氣供應量從40%大幅降至10%以下，供熱成本從20歐元/MWh升至140歐元/MWh，嚴重依賴俄羅斯天然氣的德國正在積極嘗試各種綠色加熱技術來為重工業(yè)脫碳尋求出路。

據(jù)外媒消息，面對嚴峻的能源形勢，DLR（德國宇航中心）太陽研究所負責人Robert Pitz Paal在不久前召開的Solar PACES大會上表示，聚光熱利用技術將是促進德國實現(xiàn)工業(yè)脫碳的四種重要可再生能源方案之一。

據(jù)悉，為了使德國盡快完成工業(yè)脫碳，德國政府提供了55%的補貼（符合可再生過程熱支持條件的技術包括太陽能熱系統(tǒng)、生物質(zhì)鍋爐和熱泵等，中小企業(yè)可以申請占投資額55％的贈款）以加快工業(yè)用熱向綠色熱能過渡，并有望使聚光熱利用技術的投資回收期降至3年以下。

圖：歐洲天然氣進口和分銷示意圖

由于德國DNI值（太陽能直射輻射）僅為1000 kWh/m2.y左右，一直以來，通過將反射的太陽光集中到太陽能接收器上產(chǎn)生熱量來為工業(yè)過程提供熱能的思路似乎并不適合德國以及中歐國家。

“但在如此高的天然氣價格下，即使在德國和中歐國家，現(xiàn)在也可以利用聚光熱利用技術代替天然氣為工業(yè)生產(chǎn)提供過程熱或構建熱力網(wǎng)絡。商業(yè)化項目實測數(shù)據(jù)顯示，與昂貴的天然氣相比，光熱項目開始具備成本優(yōu)勢。”Robert Pitz Paal說。

圖：比利時——低DNI太陽熱地區(qū)光熱成功案例

在大會中，Robert Pitz Paal詳細對比了可再生能源電解制氫、聚光熱利用（CST）、地熱和生物質(zhì)等四種可替代化石燃料燃燒供熱的可再生能源方案的利弊。

圖：中歐地區(qū)四種可再生供熱技術參數(shù)對比

據(jù)Robert Pitz Paal介紹，對比來看，上述四種技術路線中CST技術的土地占地最少，成本最低；更讓人意外的是，在很多工業(yè)用熱溫度高達400℃的歐洲地區(qū)也擁有充足的太陽能資源。

下為四種可再生能源供熱方案優(yōu)劣勢介紹：

1、綠氫

據(jù)悉，目前歐洲光伏發(fā)電成本約為6歐分/kWh，利用太陽能或風能電解制氫的成本將更高。

Robert Pitz Paal表示，將太陽能轉(zhuǎn)化為氫氣然后再燃燒是一種非常昂貴的使用方式。燃燒氫氣產(chǎn)生的熱量成本遠遠超過15或20歐分/kWh，所以現(xiàn)在僅僅為了產(chǎn)生工藝熱量而替代天然氣并不具有競爭力。

2、聚光熱利用（CST）

即使在光資源條件不算優(yōu)異的德國，聚光熱利用技術也可以通過蓄熱器24小時連續(xù)產(chǎn)生高達400°C的熱量，或者可以直接輸送到熱電聯(lián)產(chǎn)廠（CHP），與現(xiàn)有系統(tǒng)耦合同時產(chǎn)生電力和250°C的熱量。

Robert Pitz Paal表示：“目前，熱電聯(lián)產(chǎn)廠都使用化石燃料。在熱電聯(lián)產(chǎn)廠，你可以同時獲得電力和工藝團隊，因此將聚光熱利用系統(tǒng)耦合進現(xiàn)有系統(tǒng)非?？尚小阒恍鑼⑷埯}儲存的熱量輸送到熱電聯(lián)產(chǎn)工廠來產(chǎn)生蒸汽，來代替化石燃料燃燒所生產(chǎn)的蒸汽即可?！?/p>

3、地熱能

地熱能可直接或通過輸送至熱電聯(lián)產(chǎn)機組以提供全天候熱量并用于供熱和供電。但Robert Pitz Paal指出，找到開采地下地熱資源的最佳地點并非一帆風順，這種不確定性意味著投資人面臨著高風險，從而增加了成本。

Robert Pitz Paal介紹道：“我們在德國經(jīng)歷了這樣一種情況：鉆一個幾公里深的洞，卻找不到200°C至300°C的預期熱源，因此，在尋找過程中所投入的時間和精力都浪費了?！?/p>

4、生物質(zhì)

生物質(zhì)雖然能夠在1000°C以上的溫度下燃燒產(chǎn)生熱量以滿足鋼鐵或水泥的高溫需求，但其土地使用受到限制。一般工業(yè)領域?qū)嶋H使用的是沼氣，但沒有足夠的沼氣來滿足工業(yè)過程的需要。

Robert Pitz Paal指出，目前普遍存在一個障礙——很多需要且可以采用可再生能源的行業(yè)普遍忽視了可再生能源這一選項。

工業(yè)界對天然氣、石油和煤炭最為熟悉，一個相對認知度較高的替代方案是光伏發(fā)電，然后將其與電加熱器搭配，但與聚光熱利用（CST）技術相比，光伏發(fā)電需要三倍的土地才能產(chǎn)生相同的熱量，因此用光伏發(fā)電提供工業(yè)用熱的成本比CST更高。

Robert Pitz Paal表示，當前，充分認識到太陽能供熱優(yōu)勢的德國監(jiān)管機構設立了55%的補貼政策，旨在將聚光熱利用項目的投資回收期縮短至3年以下。在此背景下，目前德國太陽能供熱公司正如雨后春筍般涌現(xiàn)，但由于德國社會整體對這項技術知之甚少，將其用于工業(yè)供熱的商業(yè)化部署速度仍比較緩慢。

圖：歐洲各國加速淘汰化石能源，工業(yè)用熱的可再生選擇變得更加重要

Robert Pitz Paal對此解釋說：“即使用能方聽說過這種技術方案，但因為許多工程公司并不了解這種技術，所以也不會推薦使用該技術。德國目前需要教育人們正確地進行設計，并真正發(fā)展這一領域的專業(yè)知識；同時，還需要知道如何進行設計的人才和在德國看到更多的參考項目。像DLR這樣的公共研究實驗室可以為上述活動提供支持，例如，通過提供模擬工具使工程公司能夠?qū)嶋H進行正確的分析和設計，并幫助監(jiān)測確保此類項目在技術上取得成功?！?/p>

附英文報道鏈接：https://helioscsp.com/dlr-finds-concentrated-solar-power-is-ideal-renewable-to-decarbonize-german-industry/