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中温太阳能热利用市场分析

2014-01-20 11:30:00  来源:互联网  点击:   关键词: 太阳能 
  由于化石能源储量的有限性和利用的污染性,各国专家都看好太阳能等可再生能源。据权威专家估计,如果实施强化可再生能源的发展战略,到下世纪中叶,可再生能源可占世界电力市场的3/5,燃料市场的2/5。在世界能源结构转换中,太阳能处于突出位置。

  2012年初步统计,我国太阳能热水器总产量为6390m²,保有量25770m²,约占世界的80%以上,保有量占世界的60%以上。20年来,我国太阳能热利用产业出口从零起步,到2012年已经出口200多个国家和地区,约3亿多美元。但目前太阳能热利用仍以低温热利用为主,主要用于洗浴用水的加热,极少部分用于低温干燥领域。因此,在未来是太阳能市场,在中温工业应用领域,存在着巨大的市场空间等待开拓,拥有不可估量的市场价值。

市场前景分析

  有研究表明,工业耗能极其显著。在发达国家占社会总能耗的1/3。根据欧盟国家的数据,工业用热耗能占工业能耗的67%,占社会总能耗的18.6%。在中国占社会总能耗的70%。许多经济大省工业能耗占比甚至显著高于70%,且工业部门能源消费年均增长率超过全国能源消费增长率,见图1。其中大部分工业过程用热需求都在250°C以下。

  普通太阳能集热器的全年平均集热温度大都在50°C左右,都是蓄热使用,一般满足洗浴和部分生活热水需求。但是,工业用热更大范围大都在80°C~250°C。常规太阳能集热器很难满足这个状态要求。但通过采用聚焦式太阳能集热系统,可以有效提高太阳能集热系统的集热温度和储热温度,比较容易满足250℃以下的工业用热要求。

  2012年8月6日,国务院发布国发〔2012〕40号《节能减排“十二五”规划》的通知。通知总体目标指出:到2015年,全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤(按2005年价格计算),比2010年的1.034吨标准煤下降16%(比2005年的1.276吨标准煤下降32%)。“十二五”期间,实现节约能源6.7亿吨标准煤。加快风能、太阳能、地热能、生物质能、煤层气等清洁能源商业化利用,加快分布式能源发展,提高电网对非化石能源和清洁能源发电的接纳能力。到2015年,非化石能源消费总量占一次能源消费比重达到11.4%。

  因此,无论是从市场需求、技术能力,还是政策保障等方面分析,太阳能中温工业热利用技术在工业领域的应用前景可期,为太阳能热利用市场的二次腾飞提供了基本条件。

行业需求分析

  根据统计分析,可利用太阳能中温系统提供工业热源的领域主要包括:能源、建筑、食品加工、海水淡化、化学、造纸、木材加工、合成橡胶、纺织和烟草、制冷等领域。在能源行业主要用于采用300℃的蒸汽发电,其他领域热能利用方式为水蒸气或热空气为主,主要应用温度集中在120~180℃范围。

  卷烟生产利用热能的环节主要是初烤和复烤。初烤是指将新鲜烟叶中的水分(大约80%~90%)利用热能蒸发掉,初烤当前主要应用的烤烟装置为烤房,利用煤作为能源,生成热风进行干燥。当前的平均水平,烤1kg烟需要消耗1.5~3.2kg标准煤。复烤是对烘烤调制后的烟叶进行再一次烘烤的过程。供热耗能形式为蒸气、微波、高频和电热。

  食品加工行业由于用热品位的要求大多在中低温,非常适合应用太阳能。如牛奶生产过程中,热能主要用来巴氏消毒(60~85℃)和灭菌(130~150℃);在食品保藏业中;如烫菜,蔬菜鱼肉等的杀菌,鱼的清洗和预处理,罐头的封装和清洗,烹饪,以及食品的烘干等,另外,一些冷藏要求也可以应用太阳能制冷实现。

  造纸工艺中蒸煮和漂白阶段主要应用热能。纸浆生产都要经过蒸煮和漂白,用到蒸煮液和漂白液,温度分别控制在200℃和40℃以下。目前用热解决主要通过烧煤锅炉产生的蒸汽及蒸汽加热冷水。造纸业是耗能大户,也是高污染行业。2007年度,造纸行业能耗为3342.68万吨标准煤,占工业能耗的1.76%。

  纺织工业用热主要在漂洗、印染、干燥等方面,一般温度需求范围为80℃~140℃之间。印染行业有规模以上企业1948家,大小锅炉数万个,绝大部分印染企业都用蒸汽把冷水加热,水、电、煤能源成本占总成本40%左右。2007年度,能耗为6207.57万吨标煤,占工业总能耗的3.26%,占社会总能耗的2.34%。

  化学工业主要是进行有关化学制品的生产,如化肥、农药、化纤等。化学工业用热品位较高,如合成氨工业用热温度为235℃~299℃,型煤烘干需要温度为170℃~195℃。化学工业是一个高能耗行业,近五年来历年能耗均占社会总能耗的10%。

  干燥是木材加工的关键流程,而温度一般在20~140℃之间,应用太阳能干燥的潜力极大。目前,已有太阳能干燥技术成功应用于木材干燥的案例。

  在塑料加工和医药行业,也需要较多的中低温热能,为太阳能中温热利用提供一定的市场空间。

  据统计,我国目前在用燃煤工业燃煤锅炉约47万余台,每年消耗标准煤约4亿吨,约占我国煤炭消耗总量的1/4;排放二氧化碳约占全国排放总量的10%,占全国排放总量的21%。若全国锅炉都能与太阳能相结合,一年节约原煤约4000万吨,减排二氧化碳约8000万吨。太阳能产业的市场总量超过万亿!

  制冷技术目前最为普遍的应用为空调与冷冻。其中空调主要用于夏季房间内的制冷,冷冻则广泛地应用于制冰、食品储藏以及化工流程。目前在空调的应用中,硅胶-水吸附式制冷机组以及溴化锂-水吸收式制冷机组均实现了产业化。其中硅胶-水吸附式制冷机组的特点是可以应用于50~90℃的余热回收场合。溴化锂-水系统可以用于90℃~200℃余热的回收利用。采用中温太阳集热系统提供热源是一个很好的选择。

  上述行业因其不同的生产工艺,热力能耗差别也很大。热力能耗值比较高是化工、造纸、食品加工和纺织。在未来的发展中,造纸业、食品和纺织有很大的应用太阳能热技术的潜力。尤其是食品加工和纺织,已有成功应用的范例。

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