印度集中太阳能热发电的技术和经济潜力
摘要：
本研究旨在评估印度聚光太阳能发电的技术和经济潜力。CSP系统的潜力是根据全国591个地区详细的太阳辐射和土地资源评估评估出来的。区域内的土地适宜性、良好的太阳能资源条件和风力发电密度是潜力估算的关键参数。根据区域太阳能和土地资源评估，考虑不同CSP技术的可行性和土地适宜性标准后，预估CSP系统的技术潜力在每年直接正常辐照度(DNI)超过1800kWh/m2和风力发电密度(WPD)时ge;150 W/m2时会超过1500GW。在印度，当年均DNI超过2000 kWh/m2，且WPDge;150 W/m2时，CSP的经济潜力估计为571 GW。利用Meteonorm 7.0天气数据库的典型气象年数据，通过System Advisor Model (SAM)软件对潜在位置的CSP技术进行了技术评估，在不久的将来，随着新技术的发展、材料的进步、高效经济的热能储存方法、规模经济、制造能力的提高以及政策措施的加强等，预计DNI值ge;1600-1800 kWh/m2的地点在经济上也是可行的。从长远来看，印度可以通过CSP系统来开发年DNIge;1800k Wh/m2, WPDge;150 W/m2的2700GW以上的太阳能。这项研究的结果可以用来确定CSP项目在印度生态位领域的地位。
关键词:
集中式太阳能发电技术（CSP）,太阳能资源评估，土地地源评估，主要障碍和政策影响
1 引言
能源是世界经济的重要组成部分。由于世界人口的增长和生活水平的提高，全球能源需求正在稳步增长。目前世界人口为72亿，预计在未来12年内将增加近10亿人，2025年达到81亿，2050年达到96亿。此外，快速的城市化将带来生活方式和消费模式的变化。到2050年，超过70%的世界人口将居住在城市。如果我们不改变目前的做法，2040年全球一次能源需求的增长将比当前政策下2013年的水平高出45%，而在更有限的情景下，将高出32%。与此同时，超过12亿人(占全球人口的16%)没有电力供应，以及27亿人(占全球人口的38%)依靠传统生物质来做饭和取暖。随着全球能源需求的增加，加上自然资源的消耗和化石能源对环境的负面影响，清洁、可持续能源问题及其在经济发展和全球福祉中的重要性将会变成全世界的压力。世界需要另一场工业革命，在这场革命中，能源是负担得起的、可获得的和可持续的。提高能源效率和节约能源，以及使我们的能源系统脱碳，是实现这一目标的关键。目前，印度在经济、环境和能源安全方面面临着不可逾越的挑战。今天的印度拥有世界上六分之一的人口和第三大经济体，但仅占全球能源使用量的6%，而且五分之一的人口(2.4亿人)仍无法获得级的电力。根据最近的估计，有近30%的家庭处于贫困线以下。印度80%以上的石油需求来自于进口的，60%以上的火力发电依赖于快速消耗的煤炭储量。对进口依赖的增加也使中国面临更大的地缘政治风险和国际价格波动。印度政府自愿同意减少的排放强度33 - 35%的国内生产总值(GDP)，印度需要经济增长才能实现可持续发展，而可持续发展又要求所有人都能获得清洁、方便和可靠的能源。可再生能源为解决国家的关键能源政策问题提供了一种可行的选择，以可持续的方式提供能源服务，特别是缓解气候变化。
1.1 印度电力行业概述
截至2016年12月底，印度电力部门的装机容量为3.1亿千瓦。2013年，印度成为全球第三大电力生产国，占全球发电量的4.8%，超过日本和俄罗斯。截至2015年3月31日，专属电站新增4700万千瓦装机容量。在310吉瓦的装机容量中，189吉瓦的发电来自煤炭，25.3吉瓦来自天然气，0.9吉瓦来自石油，5.8吉瓦来自核能。水力发电占13.9% (43.1 GW)，其次是资源占14.8% (45.9 GW)。从2007年到2012年的“十一五”规划期间，新增装机容量近5500万千瓦，而“十二五”规划(2012-17)的目标是新增8800万千瓦。在2015-16财年，基本负荷能源赤字和峰值短缺预计分别为2.1%和2.6%。这一点也因发电的非分散性质而得到加强，因为农村地区的广大地区没有电网连接，无法获得可靠和高质量的电力。截至2016年12月31日，中国的总RE发电能力预计为51447兆瓦，其中包括1429兆瓦的离网发电能力。大约57%的稀土产能来自风能，其次是太阳能(18%)、小水电(9%)和生物质能/甘蔗渣热电(16%)。过去6年(2010 - 2016年)太阳能发电的增长速度尤其显著，从2010年初的不到20兆瓦增长到2016年12月的超过9000兆瓦。聚光太阳能动力(CSP)的比例相对较小(0.5%)在该国的重新组合与太阳能光伏(17.5%)、风(57.4%)和其他再保险技术(24.6%)尽管有几个优点(dispatchability,热能存储、杂交等)和全国的巨大潜力。
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