worldsteel | Our stories: China and India lead the way in solar power boom

中国和印度引领太阳能发展热潮

中国和印度等快速发展经济体对太阳能的空前投资有望实现以钢铁为核心的可再生能源革命

国际能源署(IEA)预测,到2050年,太阳能可能会成为全球最大的电力来源,有可能成为本世纪经济强国的中国和印度,正大力推动可再生能源发电的行为表明,这并非不切实际的目标。

今年早些时候,中国超额完成了其雄心勃勃的“十三五”规划,即到2020年安装105千兆瓦(GW)太阳能发电量,这迫使政府不得不将目标修订为213GW。紧随其后的印度,根据国家制定的太阳能任务,计划到2022年安装100GW。而通常情况下,一家燃煤电厂只能生产500兆瓦电量,这一事实可以看出该国的雄心壮志。

世界上最大的五座太阳能发电厂,其中三座位于中国,两座在印度.

中国的太阳能装机容量已领先于全世界,7月突破了112GW。去年年底,印度以9GW的装机容量在国际能源机构的排名中位列第七,但在2016年新增装机容量中排名第四,今年9月达到了16.2GW,这表明印度对太阳能的投入在迅速增加。

纵观全球太阳能装机容量的排名,可以看出真正的雄心所在—在全球五大太阳能发电站中,三座位于中国,两座在印度,但是两个国家都没有止步于此。印度已计划在北部拉贾斯坦邦建造一座装机容量高达10GW太阳能的公园,而中国则希望在其规划的丝绸之路经济带贸易走廊沿线建造100座熊猫外观的太阳能发电站。

中国新疆维吾尔自治区的一处太阳能电场

中国新疆维吾尔自治区的一处太阳能电场

如此巨大的扩张,显然对原材料产生很大的需求,而钢材将是这一切的核心。由于钢材具有高强度、耐腐蚀以及价格适中等综合优势,因此对于支撑太阳能电池板的结构部件来说,钢材成为首选。太阳能发电场通常位于偏远地区,环境条件千差万别(如下雪、潮湿或强风),因此出色的耐用性对于降低维护成本至关重要。

不仅如此,偏远广阔区域的太阳能设施还需要大量新的电力传输基础设施。架空电力线通常采用钢芯,以提供必要的强度确保其能够跨越两座间隔较远的输电塔,输电塔通常也由钢格板制成。此外,钢也是变压器中必不可少的成分,其磁芯由特殊钢定制而成,具有特殊磁性。

推动各国对太阳能的投入并不仅限于大型、偏远地区的太阳能装置设施。印度的目标是40GW来自安装在建筑物顶部的太阳能电池板,而据彭博新能源财经预测,到2020年,中国的屋顶太阳能将达到40GW,到2040年达到125GW。这里,钢仍是安装太阳能结构件和紧固件的首选材料,并且建筑师也会倾向于选择专为兼容太阳能电池板而开发的钢质屋顶解决方案。

印度班加罗尔的屋顶太阳能板

印度班加罗尔的屋顶太阳能板

虽然,太阳能的增长主要来自将光能直接转化为电能的光伏板,但也有其他方法是利用太阳热量产生能量。安装在钢架上的反光镜全天跟随太阳光线移动,并利用聚集的太阳能将流体加热,从而驱动涡轮机的运转。这是一种很有发展前途的方法,可将熔盐加热到1000°C以上,再用其生成蒸汽。

此类盐拥有极佳的保温性,可存储来自太阳的能量供日后使用,与其他间歇性可再生资源相比,优势明显。然而,盐的温度和腐蚀性都很高,因此储存罐必须采用专门设计的耐腐蚀不锈钢作为原材料。美国SolarReserve公司已与煤炭供应商神华集团签署协议,将在中国安装1GW此类太阳能设备。

太阳能发电场通常位于偏远地区,环境条件千差万别,因此出色的耐用性对于降低维护成本至关重要。

就小规模应用而言,太阳能还可用于加热生活用水。太阳能集热器吸取太阳的热量,被集热镀膜吸收后沿内管壁传递给管内的水。由于不锈钢具备良好的耐腐蚀性成为集热器支架和储水箱材料的首选。

一般认为太阳能集热器系统在寒冷的气候条件下,有霜冻风险。实际上,先加热集热器中的防冻液,然后将其泵送至配有超薄金属管回路的热交换器中,从而将热量传送至水箱。为确保有效热传递,该管壁必须轻薄且能承受高压,而钢因其出色的机械性能而成为首选材料。

尽管中国和印度各有特色的发展战略对太阳能利用的推动力度不一,但两国对实现其宏伟目标的渴望,以及在“巴黎气候协议”中做出更广泛的承诺表明,太阳能产业在这些发展中经济体中前景非常光明。

图片:Getty