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CSPPLAZA光熱發電網訊：6月12日，2023中國國際光(guang)熱大會暨CSPPLAZA第十屆年會在浙江杭州盛(sheng)大召開，國網能(neng)源(yuan)(yuan)研究(jiu)院新能(neng)源(yuan)(yuan)與統計研究(jiu)所(suo)所(suo)長李瓊慧出席(xi)會議(yi)并帶來(lai)主題演講《新發(fa)展階(jie)段(duan)推動光(guang)熱發(fa)電規模化發(fa)展新模式》。

圖：李瓊慧

新發展階段光熱發電技術再認識

新發(fa)展階段是怎樣的？李瓊(qiong)慧認為可(ke)以(yi)通(tong)過以(yi)下幾個特征來反映：

▋新發展階段新能源發展新特征

（1）新能源裝(zhuang)機發電(dian)量將繼續保持(chi)較快增長；

（2）沙戈荒大基地成為新能源(yuan)大規模高比(bi)例(li)發展重要支撐；

（3）開發沙戈荒大基地需要構建(jian)新(xin)能(neng)源供給消納體(ti)系；

（4）光熱(re)發電有(you)望成為構建(jian)新能源供給(gei)消納體系的重要(yao)支撐(cheng)技術(shu)。

▋光熱發電再認識

光熱發(fa)電產業(ye)鏈長，可消化提升特種玻璃(li)、鋼鐵(tie)、水泥、熔融鹽等傳(chuan)統產業(ye)，還(huan)可帶(dai)動新材料、精密(mi)設備、智(zhi)能控(kong)制(zhi)等新興(xing)產業(ye)發(fa)展，光熱發(fa)電規模化開發(fa)利用將成為我(wo)國新能源產業(ye)新的增長點。

圖：光熱發電(dian)的六大優勢

提及光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)，李瓊慧表(biao)示，它不(bu)僅(jin)是發(fa)(fa)電(dian)還是儲(chu)能；不(bu)僅(jin)對于能源(yuan)轉(zhuan)型具有重要意(yi)義，對于生態保護也大有裨益(yi)。

光熱發電發展現狀及主要障礙

據李瓊慧介紹，光熱發電的現狀可簡單(dan)概括為以下幾方面：

▋光熱發電發展現狀

（1）全球

據統計，2022年底，全球(qiu)太陽能熱發電累計裝機容量(liang)約(yue)(yue)7050MW(含美國運行30年后退役(yi)的槽(cao)式(shi)電站)。從技(ji)術類型(xing)來看，槽(cao)式(shi)占(zhan)比約(yue)(yue)77%，塔式(shi)約(yue)(yue)20%，線菲(fei)約(yue)(yue)3%；從地區(qu)分布來看，裝機容量(liang)最大的三個國家依次為西班(ban)牙(ya)（2300MW）、美國（1837MW）、中(zhong)國（588MW）。

（2）中國

據(ju)統計，截至2022年(nian)底，我國太(tai)陽能(neng)熱發電(dian)累計裝(zhuang)機(ji)(ji)容量(liang)588MW，在全球太(tai)陽能(neng)熱發電(dian)累計裝(zhuang)機(ji)(ji)容量(liang)中占(zhan)比(bi)(bi)8.3%。從技術(shu)類型(xing)看，塔式占(zhan)比(bi)(bi)約(yue)63%，槽式約(yue)26%，線菲式約(yue)11%。

（3）中國已建規模

2016年(nian)9月，國(guo)家能(neng)(neng)源(yuan)局印發(fa)《關于建設太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)發(fa)電示(shi)(shi)范項(xiang)目(mu)的(de)通知》（國(guo)能(neng)(neng)新能(neng)(neng)〔2016〕223號），確定(ding)第一批太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)發(fa)電示(shi)(shi)范項(xiang)目(mu)共(gong)(gong)20個(ge)(ge)，總計裝機容量1349MW，分別分布(bu)在青海省(sheng)、甘肅省(sheng)、河北省(sheng)、內蒙古自治(zhi)(zhi)區(qu)(qu)、新疆自治(zhi)(zhi)區(qu)(qu)。截至(zhi)2022年(nian)底(di)，并網發(fa)電太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)發(fa)電示(shi)(shi)范項(xiang)目(mu)共(gong)(gong)9個(ge)(ge)，總容量55萬(wan)千(qian)瓦；其中，塔(ta)式(shi)項(xiang)目(mu)6個(ge)(ge)，槽式(shi)項(xiang)目(mu)2個(ge)(ge)，線菲(fei)式(shi)1個(ge)(ge)。

（4）中國在建規模

圖(tu)：大基地規劃(hua)光(guang)熱裝機容量與(yu)占比

根據國家能源局的數據，第一、二批沙戈荒(huang)大(da)(da)基(ji)(ji)地中已經明確光(guang)(guang)(guang)熱發電(dian)項目(mu)約(yue)1.5GW。已上報沙戈荒(huang)風(feng)(feng)光(guang)(guang)(guang)大(da)(da)基(ji)(ji)地實施方案中提出(chu)光(guang)(guang)(guang)熱發電(dian)項目(mu)2.8GW(其(qi)中內蒙(meng)古800MW、甘肅700MW、青海(hai)1000MW、寧夏100MW，新疆200MW)。配建(jian)光(guang)(guang)(guang)熱的大(da)(da)型風(feng)(feng)光(guang)(guang)(guang)基(ji)(ji)地風(feng)(feng)光(guang)(guang)(guang)中,風(feng)(feng)光(guang)(guang)(guang)裝機(ji)和光(guang)(guang)(guang)熱的裝機(ji)配比約(yue)為8：1。

（5）經濟性

目前，光熱(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)成本(ben)(ben)仍然較高，度電(dian)(dian)成本(ben)(ben)約0.65-0.85元/千瓦時(shi)。以當前主流的10萬千瓦裝(zhuang)機(ji)、12小時(shi)儲熱(re)塔式光熱(re)電(dian)(dian)站(zhan)為(wei)例，光熱(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)初始(shi)投資(zi)在25-30元/瓦，其中(zhong)聚光和集熱(re)系統占(zhan)比(bi)超過50%。據國際可(ke)再生能源(yuan)署統計，2021年全(quan)球光熱(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)平準化度電(dian)(dian)成本(ben)(ben)為(wei)0.764元/千瓦時(shi)，顯(xian)著高于風電(dian)(dian)0.221元/千瓦時(shi)、光伏0.322元/千瓦時(shi)。

李瓊慧表示，盡(jin)管目前光熱(re)發(fa)電成本仍然較(jiao)高，但從全球發(fa)展趨勢(shi)來看，未(wei)來將有(you)較(jiao)大的下降空間。

▋光熱發電規模化發展的主要障礙

李瓊(qiong)慧分(fen)析后總結(jie)，目(mu)前光熱(re)發電規模化發展(zhan)主要面臨(lin)以(yi)下障礙：

(1)項目投資門檻高

光熱發(fa)電項(xiang)目(mu)初始投(tou)資(zi)(zi)(zi)較大(da)。光熱發(fa)電單個項(xiang)目(mu)規模較大(da)，抬(tai)高了(le)項(xiang)目(mu)整體(ti)投(tou)資(zi)(zi)(zi)門檻(jian)。我國首批示范項(xiang)目(mu)單個項(xiang)目(mu)的投(tou)資(zi)(zi)(zi)均超(chao)過10億元，對普通項(xiang)目(mu)建設主(zhu)體(ti)而言，資(zi)(zi)(zi)金規模大(da)、貸(dai)款融資(zi)(zi)(zi)難度高。

(2)光熱發電成本依然較高

盡(jin)管(guan)(guan)光(guang)熱發電度電成本已降至0.65-0.85元/千瓦時，但仍(reng)遠高于風(feng)電、光(guang)伏。盡(jin)管(guan)(guan)光(guang)熱發電消納的系統成本遠低于風(feng)電和光(guang)伏，但在目前電力市(shi)場環境下，其具有(you)的調節性價值還難以變現(xian)。

(3)建設條件要求高

光(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電具(ju)有一定的地理約(yue)束性(xing)。聯(lian)合國(guo)歐洲經濟委員會的研究顯(xian)示，光(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電土地占用量高于(yu)光(guang)伏(fu)、風(feng)電。為保證經濟性(xing)，光(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電需要較(jiao)(jiao)高的太(tai)陽能資源(yuan)，因此(ci)我國(guo)僅西部和北部地區(qu)的一些(xie)沙(sha)漠、戈壁、荒(huang)漠地區(qu)適宜發(fa)(fa)(fa)展光(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電。但與此(ci)同(tong)時(shi)，沙(sha)戈荒(huang)地區(qu)多遠離負荷中(zhong)心，送出成本較(jiao)(jiao)高。

(4)發電可靠性需進一步提高

我國光(guang)熱發電(dian)(dian)技術(shu)(shu)研究(jiu)及應用起步較晚(wan)，光(guang)熱項目運(yun)(yun)行(xing)經(jing)驗(yan)不(bu)足，相關(guan)專業技術(shu)(shu)及人才儲備(bei)(bei)不(bu)足，我國在運(yun)(yun)項目普遍存在設(she)備(bei)(bei)調試消缺(que)時間較長，年(nian)實(shi)際(ji)發電(dian)(dian)量仍然偏小等(deng)問(wen)題。我國光(guang)熱發電(dian)(dian)技術(shu)(shu)路(lu)線以塔(ta)式為(wei)主，受設(she)備(bei)(bei)異常故障、運(yun)(yun)維人員經(jing)驗(yan)不(bu)足影響，項目并網(wang)后需要較長時間消缺(que)，2021年(nian)實(shi)際(ji)利用小時數僅(jin)為(wei)1237小時，遠(yuan)達不(bu)到3000-4000小時的設(she)計值，進一步影響了發電(dian)(dian)經(jing)濟(ji)性。

新發展階段光熱發電規模化發展新模式—從光熱發電到光熱儲能

李(li)瓊慧表示，新(xin)能源(yuan)要(yao)想發(fa)展必須要(yao)創新(xin)發(fa)展模式，找(zhao)到一個適應新(xin)的市場環(huan)境的平衡點。

（1）光伏發電/風電+光熱儲能技術特點

光(guang)伏(fu)發電(dian)(dian)/風電(dian)(dian)+光(guang)熱儲(chu)能(neng)技術：如(ru)上圖所示，以聚(ju)光(guang)集(ji)熱系統輔以電(dian)(dian)加熱作(zuo)為(wei)儲(chu)能(neng)輸(shu)入，以高溫熔(rong)鹽作(zuo)為(wei)介質。

圖：光(guang)伏發電(dian)/風(feng)電(dian)+光(guang)熱儲能技術特點

光伏發電/風電+光熱儲(chu)能(neng)技術降低(di)了光熱發電初投資門(men)檻，建設(she)周期短(duan)，可作為長時儲(chu)能(neng)，能(neng)夠比較好的解(jie)決西(xi)北部地區新能(neng)源規(gui)模化開發面(mian)臨的問題，同時也解(jie)決了當前光熱規(gui)模化開發的主要障礙(ai)。

圖：光熱電站與(yu)燃煤發電典型調峰指(zhi)標對(dui)比

在西北部(bu)(bu)沙戈荒等煤炭資源(yuan)缺乏的(de)地(di)區，可補位(wei)煤電(dian)實現大基地(di)的(de)有效(xiao)開發利用。對于光資源(yuan)較好(hao)的(de)地(di)區，中長(chang)期(qi)來看，光熱可補位(wei)替代(dai)一部(bu)(bu)分服役(yi)期(qi)滿(man)需要退役(yi)煤電(dian)機組(zu)。

▋光熱儲能應用場景

我國(guo)已形成較為完備(bei)、基(ji)本(ben)自主(zhu)可(ke)控的光(guang)熱產業(ye)鏈，可(ke)有效承接煤電裝備(bei)產業(ye)轉(zhuan)型。我國(guo)西北(bei)部地(di)區(qu)光(guang)資源條件較好。光(guang)熱儲能主(zhu)要應用場景(jing)主(zhu)要分布在西北(bei)部地(di)區(qu)。

場景一：沙戈荒大基地配套

受(shou)多種(zhong)因素制約，沙戈荒(huang)大基地(di)配套(tao)煤(mei)電(dian)受(shou)到限制。即使按40%配套(tao)煤(mei)電(dian)，冬季(ji)晚高(gao)峰輸電(dian)通(tong)(tong)道的能力(li)也僅達50-60%，直流故障極易引發大范圍電(dian)壓、頻率(lv)穩定(ding)問題。沙戈荒(huang)大基地(di)配置光(guang)熱儲能電(dian)站(zhan)，能夠提高(gao)通(tong)(tong)道利用率(lv)和(he)系統安(an)全穩定(ding)性，降低送受(shou)端靈(ling)活性制約。

場景二：三北地區自用

隨著(zhu)風電光伏發電量(liang)滲透(tou)率的(de)(de)(de)提高，三(san)北地(di)區新能源消納的(de)(de)(de)難度加大，系(xi)統保(bao)供和(he)保(bao)消納的(de)(de)(de)壓(ya)力共存。建(jian)設本地(di)光熱(re)儲能電站(zhan)，不僅可緩解保(bao)供和(he)保(bao)消納的(de)(de)(de)壓(ya)力，還可為遠離負荷中心的(de)(de)(de)弱連接電網提供慣量(liang)、頻率和(he)電壓(ya)支撐。

▋光熱儲能經濟性

光(guang)熱(re)儲能由于采(cai)用光(guang)伏(fu)發電(dian)(dian)/風電(dian)(dian)+光(guang)熱(re)的(de)(de)模(mo)式（按(an)1:9考(kao)慮），可(ke)減(jian)少鏡(jing)場(chang)面積，降低(di)初投資(zi)成本和度電(dian)(dian)。初步測算，在風光(guang)資(zi)源富集(ji)的(de)(de)地區，2*330MW光(guang)熱(re)電(dian)(dian)站通過合(he)理配置熔(rong)鹽儲熱(re)規模(mo)，初投資(zi)可(ke)明顯降低(di)，電(dian)(dian)站綜(zong)合(he)經濟性可(ke)接近抽水蓄能電(dian)(dian)站。

發展路徑

李瓊慧從近期和中遠期兩階段簡(jian)單闡(chan)述了光熱的發展路徑，如下：

（1）近期（2030年前）

近期(qi)，光熱可定位(wei)為儲能電(dian)站，通過光伏/風(feng)電(dian)+光熱儲能電(dian)站的(de)模式帶動產業發展，實現規模化發展的(de)起步。

一方(fang)面，由(you)于(yu)初投資高，目前光熱(re)難以在(zai)當前市場化的背景下實(shi)現(xian)規(gui)模化獨立發展(zhan)，可定位為儲能電站，通(tong)過沙戈荒大基地(di)配建的模式，支撐項目整體(ti)經濟性，實(shi)現(xian)規(gui)模化發展(zhan)。

另一(yi)(yi)方面，沙漠、戈壁、荒(huang)漠大(da)型風光(guang)基(ji)地一(yi)(yi)般(ban)遠離(li)負荷中心，風電(dian)、光(guang)伏發電(dian)出(chu)力(li)波(bo)動性強、對電(dian)網安全(quan)(quan)穩定(ding)支(zhi)撐能(neng)力(li)弱(ruo)，面臨調峰能(neng)力(li)不足、風光(guang)消(xiao)納(na)受(shou)限、特高壓(ya)線路利用率低(di)以及(ji)電(dian)網安全(quan)(quan)穩定(ding)風險。需(xu)要配套建設具有較好調節(jie)特性和(he)安全(quan)(quan)穩定(ding)支(zhi)撐能(neng)力(li)的電(dian)源(yuan)或儲能(neng)。

（2）中遠期（2030年后）

中遠期，隨著技(ji)術(shu)進步和成本(ben)下降(jiang)，光(guang)熱(re)可(ke)實(shi)現(xian)獨立發(fa)展，可(ke)根(gen)據不同地區電(dian)力市(shi)場的需要，自(zi)主選擇發(fa)電(dian)站開(kai)發(fa)模式(shi)(shi)或儲(chu)能電(dian)站開(kai)發(fa)模式(shi)(shi)，在(zai)運行中通(tong)過發(fa)電(dian)和儲(chu)能模式(shi)(shi)的優化轉換實(shi)現(xian)效益最大化。

隨著技術和(he)工藝進步，規模化發(fa)(fa)(fa)展的(de)(de)帶動下，光(guang)熱電(dian)(dian)(dian)(dian)站的(de)(de)成本(ben)有望大幅下降，初(chu)步估(gu)算，2035年以后光(guang)熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)度電(dian)(dian)(dian)(dian)成本(ben)可降至(zhi)(zhi)0.3元/千(qian)瓦時以下，出力(li)特(te)性接近煤電(dian)(dian)(dian)(dian)，綜合利用(yong)成本(ben)接近甚至(zhi)(zhi)低于配置儲能的(de)(de)風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)和(he)光(guang)伏(fu)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)。

最(zui)后，李瓊慧強調(diao)，要以近期發展路(lu)徑(jing)為(wei)重點。近兩(liang)年，系統對儲能的需(xu)求(qiu)驟增，更需(xu)要沙(sha)戈荒通過光伏+風(feng)電+光熱盡快做出市場(chang)規模。