有望解决能源困境的新型高效太阳能供热与热发电

太阳能供热和太阳能发电是今后新能源开发的唯一必然选择。太阳能光热发电与太阳能光伏发电相比，不仅成本低(1/5—1/3)，而且性能优。当今，热电转换率为0.36，光电转换率为0.13—0.15，光热电系统效率为0.12—0.19。见参考文献。现有集热管虽能作供热和发电，但效果还不够理想。而无热损失太阳能集热管，由于光热转换效率几乎为100%，因此集制热、发电、储热、输运多功能于一体。用于制热、发电，可提高效率，大大降低成本，有望解决当前世界能源危机。用于储热、热能输运，则可望解决世界性难题。同理，还可用于传统热工业上，如供暖、供冷等等。

中国实现“2020年中国非化石能源将占一次能源的15%，单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%~45%”，即2020年将要求年减少能耗22~30亿吨标准煤之多！折合CO2，其年减排的数额为80.66--11亿吨！将是一个非常艰巨的任务。其唯一的可能是，大力调整能源结构，大力发展非化石能源，包括核能、地热、废热、水能、生物质能、风能和太阳能。

将2020年要求“年”减少能耗22亿~30亿吨标准煤的数字，下降到要求11亿~19亿吨标准煤。到那时，唯一能大量满足中国能源需求，同时又不排放碳的能源供应，就只有太阳能发电和太阳能供热了。

要求2020年实现单位GDP“碳”排放减少40%~45%，就必须大力发展太阳能供热，用太阳能供热取代煤供热。在CO2减排的问题上，太阳能供热是光伏发电减排量的2倍。目前供热难点是世界性的热能运输问题。

理论上认为大约40分钟的照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的使用。太阳能的资源总量远胜于风能总量。在960万平方公里的祖国大地上，年接收的太阳能高达17000亿吨标准煤，是我国当前年消费的一次能源的600倍。太阳能在单位面积所产生的电能也10倍于风能。其发电高峰期也就是用电高峰期。毫无疑问地说，太阳能是取之不尽、用之不竭的能源。且太阳能绝对干净，不产生任何污染，被誉为最理想的能源。所以，人类的未来，必定是太阳能时代。

太阳能发电分为太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种类型。当前，热电转换率为36%。相对于太阳能光伏发电，太阳能光热发电有很多独特优势。1、成本低。太阳能光热发电的成本约为2万元/千瓦，而太阳能光伏发电约为5万元/千瓦。2、太阳能光热发电的系统效率为12%～19%，而目前太阳能光伏发电的系统效率为13%～15%。3、太阳能光伏发电是需要太阳能电池进行光电转换来实现的，这就需要大量的太阳能电池。目前，太阳能电地主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅3种，而这些电池的生产过程中难免会产生一定的污染，太阳能光热发电则不会出现此类问题。4、太阳能光热发电最具特色的地方在于，它是热电联供的，这为解决偏远地区人们的基本生活问题作出了贡献。5、化石能源热发电是当前主要的发电方式，其主要装备锅炉、汽机、发电机、输变电设备等已形成了成熟产业，使太阳能热发电易于迅速实现大规模产业化；6、中间被加热工质同时起到一定储能作用，可以缓解太阳幅射强度变化带来的不利因素，加之锅炉还可用其他能源(煤、油、气)燃烧供热，使能持续发电克服太阳能不连续的缺点；7、其发展方向也是要努力提高工质温度以提高热电转换效率，增大单机容量以改善经济性能，热电站多年的发展经验可以借鉴。

太阳能集热管是太阳能供热和（或）太阳能热发电最关键主体，光热转换效率还有待提高。无热损失太阳能集热管由于光热转换效率几乎为100%，供热和（或）热发电效率得到大大提高。同理，无热损失太阳能集热管尚可作为高效热能储存，并有望解决热能运输这一世界性难题。成为太阳能升级换代技术。它是解决能源和碳减排问题的最佳首选，新能源技术核心的核心。集制热、发电、储热、输热四大功能为一体的无热损失太阳能集热管，不仅用于太阳能，还可用于与热有关的其它常规行业中。如供热，供冷，烘干…等。因此，无热损失太阳能集热管值得特别关注。

参考文献：

1、科学时报；2010年2月24日；第二、第三两整版；中国科学院院士何祚庥；中国会不会走向“半个”工业化？---对于“2020年，中国非石化能源将占一次能源的15%，中国单位GDP的二氧化碳排放量比2005年下降40%--45%”问题的反思。

2、科学时报；2009年2月9日；院士严陆光；力促大规模非水可再生能源发展

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