研究認為太陽能光熱發電發展受材料制約
來源：科學時報 | 0評論 | 5980查看 | 2012-08-01 09:29:39
瑞典查爾姆斯理工大學最近發表的一項研究成果詳細討論了關于聚光型太陽能熱發電（CSP）的材料問題。研究證實，CSP沒有受到材料供應的大規模限制。不過，這個行業也面臨一些急需解決的問題，比如取代反光鏡上的銀。
研究結論認為，和全球的儲量相比，CSP對材料的需求在很大程度上似乎不受限制。自中國出臺稀土金屬出口限制后，一些可再生能源技術依賴的稀缺材料得到重視。許多風力和光伏領域的研究機構正在致力于減少對稀有材料（比如銦或稀土金屬）的過度依賴。CSP行業“可能”受到的限制較少，其主要使用如鋼鐵和玻璃這些常見的材料來建造。
研究結論認為，和全球的儲量相比，CSP對材料的需求在很大程度上似乎不受限制。從理論上看可以建造足夠的太陽能熱發電廠，這至少是目前全球電力需求的5倍。
不過，研究也指出了一些該行業有可能面臨的挑戰，主要關注于目前廣泛用于反射鏡的銀。即使不考慮蓬勃發展的CSP產業的需求，在未來幾十年銀金屬也最有可能出現供不應求。CSP反射鏡制造商可能會使用其他反射面材料（如鋁）以確保成本競爭力。
按照Greenpeace/IEA SolarPACES/ESTELA的增長情景預測，到2050年CSP發電量可達到8000 TWh/年，CSP電廠消耗的硝酸鹽是目前年產量的50%~120%，幾種常見材料（如玻璃、鎳、鎂、鉬等）消耗量是目前年產量的5%~15%。
研究人員指出，拋物槽式CSP電廠傾向于使用大量的混凝土和鋼鐵，而小型定日鏡塔式發電廠的鋁和不銹鋼使用較多。和一座熔鹽吸收塔CSP電廠相比，拋物槽電廠每兆瓦需要更多的熔鹽。這意味著槽式發電廠比塔式發電廠更容易受到熔鹽生產瓶頸的影響，除非采用其他的存儲技術。
研究人員認為，更高的蒸汽溫度和發電廠效率的提高將使得材料需求降低，但較高的溫度意味著要使用更多高品質鋼材，而且如鉬、鈮等管道、接收器和渦輪機使用的合金材料無論是在庫存還是產量方面都受到限制。研究人員提到，如果僅CSP使用可能是足夠的，但這些材料還有許多其他用途，在更遙遠的未來這可能是一個問題。在短期內，應該優先考慮取代銀和增加硝酸鹽（作為吸熱熔鹽）的產量。
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