太阳能热发电技术
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前言

在今后的一二十年,将会发生一场以绿色、智能普惠和可持续为特征的新技术革命和产业革命,将会改变全球产业结构和文明进程。太阳能科学技术是这场革命的组成部分。

从低碳、环保、绿色角度综合考虑,太阳能具有无可争议的优势,尤其是太阳能热发电技术,不仅没有污染,不会排放CO2等加重温室效应的气体和各类粉尘颗粒,还会改良当地气候、生态。太阳能热发电在未来能源结构中将会占据重要位置。

世界太阳能热发电技术经过16年的徘徊不前,自2006年后进入高速发展阶段,截至2011年短短5年时间,全球热发电装机容量增幅超过400%,成为新能源发电群体中引人瞩目的明星。

世界观察研究所报告指出,太阳能市场增长高于石油工业10倍,远超风能成为世界发展最快的能源领域,并预言,太阳能将与计算机、信息工程成为21世纪的支柱产业。

今天,世界上越来越多的国家开始实施阳光计划,136个国家和地区正在生产太阳能产品。一些化石能源资源贫缺、生态恶劣的国家和地区通过开发利用太阳能,已经开始取得清洁的能源。一些技术先进的发达国家或资金雄厚的海湾国家,更高度重视太阳能开发利用的科学研究。这些实践和《联合国人类环境宣言》、《斯德哥尔摩公约》、《21世纪议程》等文件,尤其是1996年联合国世界太阳能高峰会议发表的《哈拉雷太阳能与持续发展宣言》、《世界太阳能10年行动计划》、《国际太阳能公约》、《世界太阳能战略规划》等文件,成为推动太阳能产业高速发展的动力,使得太阳能应用成本快速走低。联合国环境规划署也预计“到2020年,太阳能发电将成为世界上最大的产业之一和最普遍应用的能源之一。”

目前,从能源供应安全和清洁的角度出发,世界各国正把太阳能的商业开发和利用作为重要的发展趋势。欧盟各国、日本和美国已经把2030年以后能源供应安全的重点放在太阳能等可再生能源方面。在这一时期,太阳能科学技术会有突破性进展,地球各处将会出现大型和巨型太阳能工程,太阳能将会成为很多国家和地区的支柱能源产业。预计到2023年以后,以太阳能为主体的可再生能源中将占世界电力供应的很大比重,到2050年将超过50%。如果以1950年石油、天然气供应能量超过当时世界能源总量一半作为石油时代来临的里程碑,那么到2050年,人类将昂首阔步迈入太阳能时代。

现在我国的太阳能热技术正蓄势待发,面临重大突破。由国家科技部等六部委牵头的太阳能光热产业技术创新战略联盟,“高效规模化太阳能热发电的基础研究”973项目,“太阳能热发电工程设计研究中心”都已启动,在北京、内蒙古、青海和宁夏等地的太阳能热发电实验工程,有的已经取得可喜成果,有的在紧锣密鼓地进行。估计到2020年前后在具有迫切需求和理想应用的条件下,中国将会出现具有自我知识产权的一流太阳能热发电工程。作为一个全新的产业,需要向社会宣传介绍它的优势和特点,现在已有很多专家学者开始著书立说,我们也希望本书能够对推广普及太阳能热发电知识产生一些作用。

本书引用许多专家学者的成果和论著,因为文献资料较多,一些未能一一列举,在此谨向有关作者表示衷心感谢。本书中也有一些张耀明院士团队(王军、孙利国、范志林、刘晓晖、安翠翠、刘德有、郭苏、陈强、陈琪、金保升、谷伟、余雷、李小燕、张文进、刘巍、邹宁宇等的一些著作内容,以上名单仅限于部分与院士共同署名者)的成果,特此致谢。

中国工程院院士、南京工业大学校长、国家863领域专家欧阳平凯,一直关心支持太阳能热发电技术,这次又特意为本书写序,在此向欧阳平凯院士表示衷心感谢。

编著者

2015年4月