澳大利亞仍然是IEA太陽能供熱和制冷計(jì)劃的高度積極參與者。在過去的三年里，新南威爾士大學(xué)的Robert Taylor教授共同主持了Task 69，重點(diǎn)關(guān)注2030年的太陽能熱水。悉尼Coolsheet PVT首席執(zhí)行官Doug Smith繼續(xù)澳大利亞的積極參與，現(xiàn)在在新推出的IEA SHC PVT加熱系統(tǒng)任務(wù)73中發(fā)揮主導(dǎo)作用。在全球范圍內(nèi)，澳大利亞是太陽能供熱的十大市場(chǎng)之一，其中住宅太陽能熱水器在安裝中占主導(dǎo)地位。然而，太陽能過程的熱量越來越受到關(guān)注。去年，澳大利亞可再生能源署（ARENA）承諾投資1700萬澳元，為維多利亞州的寵物食品制造商Mars Petcare建造一座聚光太陽能熱能發(fā)電廠。與此同時(shí)，聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）一直在積極分析太陽能工業(yè)過程加熱解決方案的經(jīng)濟(jì)性。照片顯示了南澳大利亞州主要番茄生產(chǎn)商Sundrop Farms的36MW太陽能發(fā)電廠。照片：Aalborg CSP

“澳大利亞參與IEA SHC是雙向交流。鑒于澳大利亞是一個(gè)成熟且重要的太陽能熱能市場(chǎng)，我們的研究人員和行業(yè)代表受益于與世界各地的同事合作，同時(shí)也貢獻(xiàn)了獨(dú)特的專業(yè)知識(shí)，“澳大利亞在IEA SHC執(zhí)行委員會(huì)的代表Ken Guthrie說。他是維多利亞州可持續(xù)能源轉(zhuǎn)型的常務(wù)董事，也是澳大利亞光伏研究所的董事會(huì)成員，該研究所是IEA SHC的澳大利亞組織。

來自PV和熱泵的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈

下面的圖1說明了2013年至2023年間澳大利亞太陽能熱能市場(chǎng)的發(fā)展。在此期間，市場(chǎng)由用于泳池加熱的無蓋板集熱器主導(dǎo)，2013年以來年裝機(jī)量在260MWth和280MWth之間波動(dòng)。然而，根據(jù)Guthrie的說法，玻璃集熱器領(lǐng)域面臨著來自兩種替代方案的越來越大的壓力：光伏系統(tǒng)，它非常受歡迎并占用大量屋頂空間，以及空氣源熱泵，其銷量正在迅速擴(kuò)大。光伏系統(tǒng)和太陽能熱水器等熱泵都得到了小規(guī)模可再生能源計(jì)劃的支持。該計(jì)劃為任何可再生能源系統(tǒng)提供相同的證書，上限價(jià)格為每兆瓦時(shí)被視為可再生的電力或被取代的電網(wǎng)能源 40 澳元（約23 歐元）。

圖 1：2013年至2023年澳大利亞的太陽能熱能市場(chǎng)來源：Solar Heat Worldwide

這項(xiàng)國(guó)家補(bǔ)貼計(jì)劃通過要求電力公司購買證書（STC）來支持，以實(shí)現(xiàn)澳大利亞的可再生能源目標(biāo)。授予的STC數(shù)量取決于系統(tǒng)的預(yù)期生命周期能量產(chǎn)量。“小規(guī)模”的定義因技術(shù)而異：對(duì)于光伏系統(tǒng)，它包括高達(dá)100kW的裝置;對(duì)于太陽能熱水器，系統(tǒng)的最大容量限制為700升；對(duì)于空氣源熱泵，限制為425升。

Guthrie還強(qiáng)調(diào)了全國(guó)性的房屋能源評(píng)級(jí)計(jì)劃（NatHERS）是一項(xiàng)創(chuàng)新且實(shí)施良好的政策，旨在減少新房屋和在某些情況下翻新所需的能源：“NatHERS 以1星到10星的等級(jí)對(duì)房屋的熱性能進(jìn)行評(píng)分，使消費(fèi)者和建筑業(yè)主很容易了解能源效率結(jié)果。目前新建筑需要6星級(jí)，但很快就會(huì)增加到7星級(jí)。

圖 2：太陽能過程熱量的成本取決于系統(tǒng)尺寸和溫度水平。資料來源：ITP Thermal/CSIRO

太陽能工業(yè)熱解決方案經(jīng)驗(yàn)不足

太陽能工藝熱能在澳大利亞仍處于市場(chǎng)發(fā)展的早期階段。“運(yùn)行中的商業(yè)或工業(yè)太陽能熱能系統(tǒng)相對(duì)較少，”Guthrie 解釋說。“然而，大規(guī)模光伏（PV）裝置在工業(yè)和商業(yè)場(chǎng)所越來越普遍。一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是光伏制冷，特別是在數(shù)據(jù)中心和辦公樓中。

對(duì)可再生工藝熱的需求確實(shí)存在。ITP Thermal為CSIRO撰寫的一份最新報(bào)告《澳大利亞工業(yè)過程熱市場(chǎng)：邁向零排放》估計(jì)，澳大利亞目前約有15,000個(gè)工業(yè)場(chǎng)所使用過程熱。工業(yè)部門占該國(guó)最終能源總量的47%，其中工藝熱占42%。報(bào)告指出，盡管需求巨大，但“可再生熱能的工業(yè)經(jīng)驗(yàn)水平仍然很低”，并列舉了關(guān)鍵障礙，例如風(fēng)險(xiǎn)偏好低和偏好較短的投資回收期。

正如 Guthrie 所指出的，太陽能過程供熱市場(chǎng)面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是“歷史最低的天然氣價(jià)格”。然而，ITP Thermal / CSIRO報(bào)告得出結(jié)論，即使是來自煤炭和天然氣的最便宜的化石燃料熱量，低于100 °C的低溫工藝加熱也具有成本效益（見圖 2）。高溫的太陽能熱系統(tǒng)也會(huì)導(dǎo)致更高的熱成本，這可以通過更大領(lǐng)域的規(guī)模經(jīng)濟(jì)來補(bǔ)償。該報(bào)告的作者對(duì)圖2進(jìn)行了以下分析：例如，在200 °C的工藝熱下，太陽能集熱系統(tǒng)每年必須提供超過50TJ（相當(dāng)于13.9 GWh），才能與天然氣相比具有成本競(jìng)爭(zhēng)力，而在400 °C時(shí)，太陽能提供的年熱量甚至必須大于400 TJ/年（111 GWh/年）。

ARENA 還發(fā)現(xiàn)了對(duì)清潔工藝熱的資金需求。2025年3月，該機(jī)構(gòu)在工業(yè)轉(zhuǎn)型流（ITS）計(jì)劃中開放了第二輪申請(qǐng)，該計(jì)劃提供了7000萬澳元（約4000 萬歐元）用于可行性和工程研究以及示范和部署項(xiàng)目的資金。除了太陽能熱能外，熱泵、儲(chǔ)水箱和電鍋爐也得到補(bǔ)貼。

澳大利亞制造的PVT元件（左起）;來自新南威爾士大學(xué)的Amr Omar和Robert A. Taylor教授，以及Coolsheet的Tom Hoole和Doug Smith照片：TRaCE - 開拓者回收和清潔能源計(jì)劃

最大的商業(yè)規(guī)模的公共泳池PVT裝置

Doug Smith 認(rèn)為，隨著老化的氣田在2028年下線，該國(guó)將出現(xiàn)天然氣短缺。這已經(jīng)將水加熱的價(jià)格推高到不經(jīng)濟(jì)的水平，并加速了商業(yè)和工業(yè)用戶向脫碳工藝熱的轉(zhuǎn)變。他指出，這個(gè)問題源于東澳大利亞缺乏天然氣儲(chǔ)備政策以及過去15年對(duì)液化天然氣出口的重大投資，這導(dǎo)致澳大利亞 75% 的天然氣以高于國(guó)內(nèi)的利潤(rùn)率銷往海外。編譯 陳講運(yùn)

Coolsheet提供了一種創(chuàng)新的解決方案來幫助客戶擺脫天然氣：連接到太陽能光伏組件背面的熱交換器面板，以捕獲太陽能電池中的多余熱量。該公司最初將專注于商業(yè)和工業(yè)客戶，于2018年開始開發(fā)其光伏熱（PVT）技術(shù)，現(xiàn)已在澳大利亞、歐洲和美國(guó)獲得專利。

Coolsheet的首個(gè)商業(yè)規(guī)模的試點(diǎn)安裝計(jì)劃于2025年下半年在悉尼市中心新裝修的奧林匹克游泳池開始運(yùn)營(yíng)。與熱交換器相結(jié)合，110kW的PVT面板將作為熱泵的額外熱源，熱泵將全年保持綜合體所有5個(gè)游泳池的舒適游泳溫度。

Smith 還積極參與新啟動(dòng)的IEA SHC PVT加熱系統(tǒng)任務(wù)73，為意識(shí)建設(shè)和政策宣傳工作做出貢獻(xiàn)。“與PVT技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者合作并分享知識(shí)以相互支持真是太好了，”他說。他特別注重倡導(dǎo)在補(bǔ)貼方面建立公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。目前，光伏與空氣源熱泵相結(jié)合有資格獲得澳大利亞小規(guī)模可再生能源計(jì)劃的支持，而PVT系統(tǒng)尚未得到認(rèn)可。此外，水源熱泵比空氣源熱泵獲得的財(cái)政支持要少得多。史密斯認(rèn)為，在這一領(lǐng)域的政策變化可能會(huì)對(duì)澳大利亞這個(gè)年輕但有前途的PVT市場(chǎng)產(chǎn)生重大影響。

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