深圳光伏~研讨 | 光热使用——一个万亿美元级的绿色动力商场

有职业专家以为，工业用热发生的碳排放约占全球碳排放总量的三分之一，而太阳能热运用技能彻底能满意工业用热需求。

现在，因为本钱和其他阻止，太阳能光热在全球动力出产版图上的占比简直能够忽略不计。职业专家共同以为，太阳能光热职业需求降低本钱并战胜许多妨碍，假如能做到这一点，其商场潜力将是巨大的。可是很难找到相关数据来标明这个商场到底有多大，以及需求以何种价格向商场供给太阳能方能激活这个巨大商场。

热量便是热量，不管它是怎么发生的。因而，大多数对价格比较灵敏的终究用户都倾向于挑选当今最廉价的化石燃料。在本文中，Jakob将测验预算在欧美商场中与天然气面临面竞赛所有必要满意的价格条件。他还将预算温度在120?C-220?C之间太阳能工业用热的商场潜力。在行将宣布的文章中，他指出了到达这些价格方针所面临的妨碍，并评论了怎么躲避其他商场妨碍。

首要，看一下到2050年动力商场的开展情况。请注意，虽然电气化程度不断提高，但低于400?C热能的年需求量，仍然稳步保持在略高于10,000TWh的水平。

图：依据到2050年完成100%可再生动力的情形，全球终究总动力耗费

储热体系的效果

太阳能光热运用需求装备储热设备，以彻底代替化石燃料。在此之前，太阳能光热解决方案需求与其他化石燃料体系集成在一起作业。一种简略的集成办法是让太阳能发生的热量保存到现有的储热罐中。

关于白日或许夜间存储，能够运用增压水箱，并且能够在大于200℃的温度下作业。现在，一些大型工业企业现已装置了这种储罐，以避免其天然气供给短期中止的危险。

在此温度水平下白日/夜间存储应可满意职业需求的30-40%。掩盖规模取决于光照资源的多少（表明为DNI）。假定DNI<1600，则可满意30％职业需求，DNI在1600-2000之间，则能够满意35％的职业需求，若DNI>2000，则能够满意40％。

商场时机

对商场时机的剖析如下：

依据美国国家可再生动力实验室（NREL）的数据，美国工业每年运用大约1500TWh的进程热量（120?C-220?C的温度规模）。

运用天然气出产这种热量的本钱取决于当地的天然气价格。太阳能光热运用终究需求到达天然气的价格。下图2显现了美国各州天然气在2018/2019的价格。

光照越足够，太阳能光热运用就越廉价。每年的光照数据，请参阅下图。

图：美国2018*/2019年工业天然气价格，以及1999-2018年的均匀DNI

假如工业用热需求的散布类似于美国的人口散布，并且假如将120?C-220?C的工业用热需求的30-40％，经过太阳能与压力储水关相结合来满意，那么咱们将有290,000MW的商场时机。

假定折旧期25年，本钱本钱4％，运维本钱$5/MWh，并且每个州的商场价格将与每个州的天然气本钱相匹配，则在120?C-220?C规模内发生的工业用热商场的潜力为1800亿美元，能够使本钱曲线从加利福尼亚的820,000美元/MW（加州的商场约29,000MW，潜力为240亿美元）下降至俄克拉荷马州的90,000美元/MW，后者商场潜力为$2.85亿。

图：为了与当地天然气价格与潜在的收入竞赛，美国每个州（夏威夷在外）要到达的光场本钱方针（$/MW），包含运营和维护合同。假定25年，本钱本钱为4％，运营和维护本钱为$5/MWh，白日/黑夜存储的需求掩盖率为30-40％。

跟着更具本钱竞赛性的储热技能的引进，以及运用太阳能发生的热量对高温工艺进行预热的办法的开展，潜在的商场将不断添加。例如，在美国将太阳能用于对火电站的给水进行预热，可能会添加额定的50,000兆瓦的太阳能光热容量，然后添加商场时机，然后为美国的商场潜力添加25至300亿美元。

假如太阳能热解决方案供给商转向美国以外的国际，例如欧洲，那么他们通常将目光投向工业天然气价格更高的商场。下图显现了欧洲大型终究用户的最低天然气价格（以