CSPPLAZA光熱發電網報道:2015年底,北京兆(zhao)(zhao)陽(yang)光(guang)熱(re)技(ji)術(shu)有限公(gong)司(si)(簡(jian)稱“兆(zhao)(zhao)陽(yang)光(guang)熱(re)”)在(zai)張家口張北縣15MW的創新(xin)型菲涅耳光(guang)熱(re)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)啟動建造,2018年6月(yue),該電(dian)(dian)(dian)站(zhan)在(zai)穩定聚(ju)光(guang)直接產生高(gao)品質過熱(re)蒸汽運行半年后,順利完成(cheng)(cheng)(cheng)了(le)全(quan)面的大規模混凝土儲熱(re)取熱(re)測(ce)試,各項指標(biao)(biao)實(shi)測(ce)完全(quan)達到設計目(mu)標(biao)(biao),同(tong)時(shi)(shi)(shi)實(shi)現了(le)汽輪機24小(xiao)時(shi)(shi)(shi)連(lian)(lian)續(xu)發(fa)電(dian)(dian)(dian),并進一(yi)步成(cheng)(cheng)(cheng)功(gong)達成(cheng)(cheng)(cheng)連(lian)(lian)續(xu)64小(xiao)時(shi)(shi)(shi)發(fa)電(dian)(dian)(dian)測(ce)試目(mu)標(biao)(biao),成(cheng)(cheng)(cheng)為世界首(shou)個成(cheng)(cheng)(cheng)功(gong)實(shi)現長時(shi)(shi)(shi)間連(lian)(lian)續(xu)運行的高(gao)倍線(xian)性(xing)聚(ju)光(guang)水(shui)工質傳熱(re)固態儲熱(re)太陽(yang)能電(dian)(dian)(dian)站(zhan)。憑借(jie)該項成(cheng)(cheng)(cheng)果(guo),兆(zhao)(zhao)陽(yang)光(guang)熱(re)獲得聯(lian)合國工業組(zu)織的2018年最具投資價值清潔能源技(ji)術(shu)大獎“藍(lan)天獎”。CSPPLAZA平臺已經對兆(zhao)(zhao)陽(yang)光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)(dian)技(ji)術(shu)體系進行了(le)系列連(lian)(lian)續(xu)報道(dao),從各個技(ji)術(shu)角度詳細介紹該體系的特(te)點及成(cheng)(cheng)(cheng)熟可靠性(xing)優勢。
10月12日,在(zai)2018第三屆?德令哈光熱發電大會(hui)上,兆陽光熱總工(gong)程師李(li)維(wei)就該公司自主(zhu)研(yan)發的(de)創新(xin)型菲涅耳光熱技術體(ti)系(xi)在(zai)發電和供熱市場(chang)的(de)應用和經濟性作(zuo)主(zhu)題演講,進一步(bu)介紹了兆陽光熱技術體(ti)系(xi)的(de)市場(chang)應用和經濟性指標(biao)情況,引起(qi)了業內各界的(de)高度(du)關注。
針對行業痛點,創新光熱發電
對(dui)(dui)于光熱(re)發電的(de)(de)行業痛點,李維介紹了以下四點:一(yi)、依照國外相對(dui)(dui)成(cheng)熟技術(shu)引進消化開展工(gong)作的(de)(de)模式難(nan)有實質性突(tu)破,造價大幅下降的(de)(de)空間不大;關鍵設備和(he)材(cai)料(liao)部(bu)分依賴進口(kou),核心技術(shu)專利相當部(bu)分掌握在(zai)外資手中;二、中國太陽(yang)能資源條件不佳(jia),太陽(yang)能資源相對(dui)(dui)豐富地區天氣惡劣(風(feng)沙(sha)、多云、缺水(shui)、嚴寒),運維難(nan)度大,年(nian)度電成(cheng)本較高;三、引進的(de)(de)光熱(re)技術(shu)體系(xi)中常用的(de)(de)導熱(re)油、熔融鹽設備建(jian)造和(he)運行成(cheng)本高,且運行中存在(zai)安全環保風(feng)險;四、面對(dui)(dui)光伏、風(feng)電的(de)(de)迅猛發展勢頭,光熱(re)單(dan)個項(xiang)目建(jian)設周期長、造價高的(de)(de)局面如不短期內得以改變,政策(ce)、市場方面的(de)(de)壓(ya)力巨大,發展前景不明朗。
針對國內太陽資(zi)源較(jiao)差和緯(wei)度高(gao)、風沙大等(deng)限制條件,兆陽光(guang)熱成(cheng)功(gong)開(kai)發全球(qiu)首創的東西軸傾(qing)斜(xie)面布置的類菲(fei)涅(nie)耳式(shi)兆陽聚(ju)光(guang)集(ji)熱系(xi)統,聚(ju)光(guang)倍率可高(gao)達200倍(這是(shi)全球(qiu)線性聚(ju)光(guang)技術體系(xi)中的最高(gao)聚(ju)光(guang)倍率),大幅提升集(ji)熱效率,降(jiang)低鏡場造價并顯著(zhu)增加了全年得(de)(de)熱量和均衡每日得(de)(de)熱量。
在(zai)深(shen)入分析研究各(ge)類(lei)(lei)技(ji)術(shu)(shu)路線(xian)的基礎上取長補短,兆陽(yang)光熱(re)發(fa)電技(ji)術(shu)(shu)體(ti)(ti)系(xi)(xi)全(quan)部(bu)采用可靠(kao)(kao)成(cheng)熟技(ji)術(shu)(shu),全(quan)面實(shi)現與傳統火力發(fa)電技(ji)術(shu)(shu)體(ti)(ti)系(xi)(xi)無縫(feng)對接,創新研發(fa)出兆陽(yang)聚光集(ji)熱(re)系(xi)(xi)統、DSG直接過(guo)熱(re)蒸(zheng)汽(qi)傳熱(re)技(ji)術(shu)(shu)、混凝土儲熱(re)技(ji)術(shu)(shu)、系(xi)(xi)列綜合實(shi)用技(ji)術(shu)(shu)四(si)大類(lei)(lei)主要技(ji)術(shu)(shu)。如今,兆陽(yang)線(xian)性聚光體(ti)(ti)系(xi)(xi)已完(wan)善定型,成(cheng)熟度(du)與槽式完(wan)全(quan)相(xiang)同,安全(quan)可靠(kao)(kao)性和(he)經(jing)(jing)濟(ji)性指標則大大優于其它傳統技(ji)術(shu)(shu)路線(xian),其可靠(kao)(kao)性和(he)經(jing)(jing)濟(ji)性指標已經(jing)(jing)通過(guo)了15MW規模的實(shi)際電站(zhan)工程驗證。
圖:兆陽(yang)光熱張家口(kou)15MW創新型菲(fei)涅(nie)耳光熱發(fa)電項目
李維認為,除了安全可(ke)靠性以(yi)(yi)外,光熱發(fa)電(dian)如果(guo)沒有經(jing)濟(ji)性,也(ye)將沒有生(sheng)命力(li),難(nan)以(yi)(yi)持續(xu)發(fa)展,所以(yi)(yi)光熱發(fa)電(dian)的(de)可(ke)靠性經(jing)濟(ji)性將是光熱發(fa)電(dian)的(de)核心競爭力(li)。針對行業(ye)痛點,兆陽光熱進行了長期的(de)新(xin)技術體(ti)(ti)系綜合研發(fa),憑借(jie)幾輪的(de)電(dian)站建設實(shi)踐經(jing)驗,在關鍵技術體(ti)(ti)系上已實(shi)現全面突破,為大規模(mo)產業(ye)化發(fa)展做好了準備。
在集熱方面,針(zhen)對關鍵設備成(cheng)本較高(gao)的(de)問題(ti),兆陽光熱成(cheng)功(gong)開發(fa)(fa)了雙玻璃(li)冷彎曲面一次反(fan)射鏡(jing)、耐高(gao)溫二次反(fan)射鏡(jing)和(he)高(gao)效支(zhi)(zhi)撐鋼(gang)架,大大降低建設成(cheng)本,同時根本性(xing)地(di)提高(gao)了反(fan)射鏡(jing)和(he)支(zhi)(zhi)撐鋼(gang)架的(de)使用(yong)壽命、使用(yong)安全性(xing);針(zhen)對傳統導熱油和(he)熔(rong)融鹽成(cheng)本高(gao)、環境污染、運行成(cheng)本高(gao)和(he)風險大等問題(ti),成(cheng)功(gong)開發(fa)(fa)了采用(yong)水工質直接過熱蒸(zheng)汽發(fa)(fa)生(sheng)的(de)技術。
在儲熱(re)(re)方面,針對熔融鹽(yan)儲熱(re)(re)方案(an)建設成本高、運(yun)行風險大(da)、無法經濟(ji)和高效地(di)對過熱(re)(re)蒸汽儲存和連(lian)續陰雨天(tian)氣無法啟動汽輪(lun)機等問題,兆陽光熱(re)(re)成功開發了(le)全球獨(du)創的大(da)規模(mo)耐(nai)熱(re)(re)混凝土儲熱(re)(re)技術(shu)體系。
在綜(zong)合輔助系(xi)統方(fang)面,針對(dui)沙塵大(da)的(de)(de)(de)(de)問題,兆陽光熱開(kai)發(fa)了一(yi)次反射(she)鏡(jing)(jing)和(he)二次反射(she)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)高頻(pin)次無水清掃裝(zhuang)置(zhi)(zhi),使電(dian)(dian)站(zhan)能(neng)夠長期處于(yu)高效運行(xing)(xing)狀態(tai);針對(dui)水資源缺乏問題,成功(gong)開(kai)發(fa)了雨水收集裝(zhuang)置(zhi)(zhi),大(da)大(da)降低了光熱電(dian)(dian)站(zhan)區(qu)域對(dui)水資源的(de)(de)(de)(de)依賴;依托(tuo)光熱的(de)(de)(de)(de)調(diao)峰特(te)長,開(kai)發(fa)了光熱、光伏加風電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)多能(neng)互補(bu)體系(xi),采用(yong)智能(neng)微網技術(shu)進(jin)行(xing)(xing)調(diao)控,綜(zong)合輸出穩(wen)定性基本等(deng)同(tong)火力(li)發(fa)電(dian)(dian)、發(fa)電(dian)(dian)成本可達到甚至低于(yu)火電(dian)(dian)標桿(gan)電(dian)(dian)價;依據(ju)東西軸鏡(jing)(jing)場(chang)布置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)特(te)點和(he)優勢,開(kai)發(fa)了鏡(jing)(jing)場(chang)底部(bu)和(he)鏡(jing)(jing)場(chang)列(lie)間(jian)土地綜(zong)合利(li)用(yong)技術(shu);依據(ju)鏡(jing)(jing)場(chang)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)特(te)點和(he)優勢,開(kai)發(fa)了空擋(dang)區(qu)域(吸熱器頂部(bu)位(wei)置(zhi)(zhi))安裝(zhuang)光伏電(dian)(dian)池(chi)組件(jian)技術(shu),綜(zong)合利(li)用(yong)太(tai)陽能(neng)資源。
圖:兆陽鏡(jing)場土地苜蓿種植實驗(yan)
應用范圍廣,經濟性佳
除產(chan)生高溫蒸汽應(ying)用于光(guang)(guang)熱(re)(re)電站外,兆(zhao)陽(yang)光(guang)(guang)熱(re)(re)創新型菲涅(nie)耳光(guang)(guang)熱(re)(re)技(ji)術體系還可應(ying)用在其他(ta)多個領域,包括制藥、紡(fang)織、食品、石(shi)油(you)等。同時(shi),兆(zhao)陽(yang)聚光(guang)(guang)集熱(re)(re)系統(tong)能夠與(yu)建筑相結(jie)合(he),可以充分(fen)利用土地資源,與(yu)廠房、庫房、農(nong)業大(da)棚有機融(rong)合(he),可廣泛用于城鎮熱(re)(re)水供暖、工業生產(chan)海水淡化等等。
經(jing)濟性方面,這套應用(yong)范圍極(ji)廣的系統在不同領域應用(yong)的經(jing)濟性到底如何是各界最為關注的焦點。據李(li)維介紹,在商業(ye)化光熱(re)電站方面,以德令哈為例,按100MW機(ji)組年利(li)(li)用(yong)小時(shi)3400h進行經(jing)濟評價(jia),總投資(zi)未超過(guo)20億(yi)元,按上(shang)網(wang)電價(jia)為:含稅電價(jia)980元/MWh測算得項目(mu)(mu)投資(zi)內部(bu)收(shou)益率(lv)(稅前)為11.53%。此時(shi),項目(mu)(mu)資(zi)本(ben)金(jin)內部(bu)收(shou)益率(lv)高達20.92%,資(zi)本(ben)金(jin)凈利(li)(li)潤率(lv)為24.55%,經(jing)濟性極(ji)好。
德令哈商業化光(guang)熱電站投(tou)資估算表(biao)
表:德令哈商(shang)業化(hua)光熱電站(zhan)經濟性評估的主要技術(shu)經濟指標
以靠近負荷中心的冀北地(di)區(qu)為(wei)例,按機(ji)組年利用小(xiao)時(shi)4460h進行100MW商業化光熱電站的經濟評價(jia),按上網電價(jia)為(wei)含稅電價(jia)980元(yuan)/MWh,測(ce)算得項目(mu)(mu)投資內部收益(yi)率(稅前(qian))為(wei)11.78%,項目(mu)(mu)資本(ben)(ben)金內部收益(yi)率21.04%,資本(ben)(ben)金凈利潤(run)率為(wei)26.07%,經濟性依然很好。
冀北地(di)區(qu)商業化光熱電站投資(zi)估算表
冀北地區商業化光熱電站(zhan)經濟(ji)性評估的主要技術經濟(ji)指標
而相比(bi)光(guang)熱(re)發(fa)電,商業化(hua)供汽技(ji)術成本(ben)可(ke)進一步(bu)下(xia)降(jiang),其原因主要(yao)(yao)在于(yu)以下(xia)幾點:聚光(guang)倍率可(ke)適當降(jiang)低(di),降(jiang)低(di)了制造安裝精度要(yao)(yao)求;管道、閥門等設(she)備要(yao)(yao)求可(ke)進一步(bu)降(jiang)低(di);熱(re)力系統和控制邏輯可(ke)進一步(bu)簡化(hua);儲能系統可(ke)根據用戶需求設(she)置(zhi);儲能系統可(ke)采用儲熱(re)池的經濟性技(ji)術方(fang)案。
商業化光熱供汽項(xiang)目經濟性評(ping)價(jia)參(can)數(shu)表(biao)
商(shang)業化光(guang)熱供汽項目主要成本參(can)數表
某商業(ye)化光熱供(gong)熱應用項(xiang)目經濟(ji)性評估
此外,李維指出,即使(shi)在(zai)中國(guo)太陽能(neng)資源(yuan)二類地(di)區,兆陽光熱創新型菲(fei)涅耳系統產出的(de)熱水級熱源(yuan)價格也可低于45元(yuan)/GJ,從而達(da)到與傳統燃煤鍋(guo)爐相當的(de)經濟性,在(zai)工農業生產用能(neng)、城市供暖方(fang)面具(ju)有巨大的(de)推(tui)廣空間(jian)。