摘要：澳大利亚仍然是IEA太阳能供热和制冷计划的高度积极参与者。在过去的三年里，新南威尔士大学的Robert Taylor教授共同主持了Task 69，重点关注2030年的太阳能热水。悉尼Coolsheet PVT首席执行官Doug Smith继续澳大利亚的积极参与
澳大利亚仍然是IEA太阳能供热和制冷计划的高度积极参与者。在过去的三年里，新南威尔士大学的Robert Taylor教授共同主持了Task 69，重点关注2030年的太阳能热水。悉尼Coolsheet PVT首席执行官Doug Smith继续澳大利亚的积极参与，现在在新推出的IEA SHC PVT加热系统任务73中发挥主导作用。在全球范围内，澳大利亚是太阳能供热的十大市场之一，其中住宅太阳能热水器在安装中占主导地位。然而，太阳能过程的热量越来越受到关注。去年，澳大利亚可再生能源署（ARENA）承诺投资1700万澳元，为维多利亚州的宠物食品制造商Mars Petcare建造一座聚光太阳能热能发电厂。与此同时，联邦科学与工业研究组织（CSIRO）一直在积极分析太阳能工业过程加热解决方案的经济性。照片显示了南澳大利亚州主要番茄生产商Sundrop Farms的36MW太阳能发电厂。照片：Aalborg CSP
“澳大利亚参与IEA SHC是双向交流。鉴于澳大利亚是一个成熟且重要的太阳能热能市场，我们的研究人员和行业代表受益于与世界各地的同事合作，同时也贡献了独特的专业知识，“澳大利亚在IEA SHC执行委员会的代表Ken Guthrie说。他是维多利亚州可持续能源转型的常务董事，也是澳大利亚光伏研究所的董事会成员，该研究所是IEA SHC的澳大利亚组织。
下面的图1说明了2013年至2023年间澳大利亚太阳能热能市场的发展。在此期间，市场由用于泳池加热的无盖板集热器主导，2013年以来年装机量在260MWth和280MWth之间波动。然而，根据Guthrie的说法，玻璃集热器领域面临着来自两种替代方案的越来越大的压力：光伏系统，它非常受欢迎并占用大量屋顶空间，以及空气源热泵，其销量正在迅速扩大。光伏系统和太阳能热水器等热泵都得到了小规模可再生能源计划的支持。该计划为任何可再生能源系统提供相同的证书，上限价格为每兆瓦时被视为可再生的电力或被取代的电网能源 40 澳元（约23 欧元）。
图 1：2013年至2023年澳大利亚的太阳能热能市场
这项国家补贴计划通过要求电力公司购买证书（STC）来支持，以实现澳大利亚的可再生能源目标。授予的STC数量取决于系统的预期生命周期能量产量。“小规模”的定义因技术而异：对于光伏系统，它包括高达100kW的装置;对于太阳能热水器，系统的最大容量限制为700升；对于空气源热泵，限制为425升。
Guthrie还强调了全国性的房屋能源评级计划（NatHERS）是一项创新且实施良好的政策，旨在减少新房屋和在某些情况下翻新所需的能源：“NatHERS 以1星到10星的等级对房屋的热性能进行评分，使消费者和建筑业主很容易了解能源效率结果。目前新建筑需要6星级，但很快就会增加到7星级。
图 2：太阳能过程热量的成本取决于系统尺寸和温度水平。资料来源：ITP Thermal/CSIRO
太阳能工艺热能在澳大利亚仍处于市场发展的早期阶段。“运行中的商业或工业太阳能热能系统相对较少，”Guthrie 解释说。“然而，大规模光伏（PV）装置在工业和商业场所越来越普遍。一个关键应用是光伏制冷，特别是在数据中心和办公楼中。
对可再生工艺热的需求确实存在。ITP Thermal为CSIRO撰写的一份最新报告《澳大利亚工业过程热市场：迈向零排放》估计，澳大利亚目前约有15,000个工业场所使用过程热。工业部门占该国最终能源总量的47%，其中工艺热占42%。报告指出，尽管需求巨大，但“可再生热能的工业经验水平仍然很低”，并列举了关键障碍，例如风险偏好低和偏好较短的投资回收期。
正如 Guthrie 所指出的，太阳能过程供热市场面临的另一个挑战是“历史最低的天然气价格”。然而，ITP Thermal / CSIRO报告得出结论，即使是来自煤炭和天然气的最便宜的化石燃料热量，低于100 °C的低温工艺加热也具有成本效益（见图 2）。高温的太阳能热系统也会导致更高的热成本，这可以通过更大领域的规模经济来补偿。该报告的作者对图2进行了以下分析：例如，在200 °C的工艺热下，太阳能集热系统每年必须提供超过50TJ（相当于13.9 GWh），才能与天然气相比具有成本竞争力，而在400 °C时，太阳能提供的年热量甚至必须大于400 TJ/年（111 GWh/年）。
ARENA 还发现了对清洁工艺热的资金需求。2025年3月，该机构在工业转型流（ITS）计划中开放了第二轮申请，该计划提供了7000万澳元（约4000 万欧元）用于可行性和工程研究以及示范和部署项目的资金。除了太阳能热能外，热泵、储水箱和电锅炉也得到补贴。
澳大利亚制造的 PVT 元件（左起）;来自新南威尔士大学的Amr Omar和Robert A. Taylor教授，以及Coolsheet的Tom Hoole和Doug Smith 照片：TRaCE - 开拓者回收和清洁能源计划
Doug Smith 认为，随着老化的气田在2028年下线，该国将出现天然气短缺。这已经将水加热的价格推高到不经济的水平，并加速了商业和工业用户向脱碳工艺热的转变。他指出，这个问题源于东澳大利亚缺乏天然气储备政策以及过去15年对液化天然气出口的重大投资，这导致澳大利亚 75% 的天然气以高于国内的利润率销往海外。编译 陈讲运
Coolsheet提供了一种创新的解决方案来帮助客户摆脱天然气：连接到太阳能光伏组件背面的热交换器面板，以捕获太阳能电池中的多余热量。该公司最初将专注于商业和工业客户，于2018年开始开发其光伏热（PVT）技术，现已在澳大利亚、欧洲和美国获得专利。
Coolsheet的首个商业规模的试点安装计划于2025年下半年在悉尼市中心新装修的奥林匹克游泳池开始运营。与海水热交换器相结合，110kW的PVT面板将作为热泵的额外热源，热泵将全年保持综合体所有5个游泳池的舒适游泳温度。
Smith 还积极参与新启动的IEA SHC PVT加热系统任务73，为意识建设和政策宣传工作做出贡献。“与PVT技术领域的全球领导者合作并分享知识以相互支持真是太好了，”他说。他特别注重倡导在补贴方面建立公平的竞争环境。目前，光伏与空气源热泵相结合有资格获得澳大利亚小规模可再生能源计划的支持，而PVT系统尚未得到认可。此外，水源热泵比空气源热泵获得的财政支持要少得多。史密斯认为，在这一领域的政策变化可能会对澳大利亚这个年轻但有前途的PVT市场产生重大影响。
来源：陈讲运清洁能源
