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可勝技術金建祥:光熱發電可持續發展的思考與展望
發布者:xylona | 0評論 | 2832查看 | 2024-05-24 09:12:26    

4月25日,2024第十(shi)一屆中國(guo)國(guo)際光熱大會(hui)暨CSPPLAZA年會(hui)在內蒙古呼(hu)和(he)浩特盛大召開(kai),浙(zhe)江可(ke)勝技術股份有(you)限公司(簡稱(cheng)可(ke)勝技術)董(dong)事(shi)長(chang)兼首席(xi)科(ke)學(xue)家金建祥先生出席(xi)會(hui)議并(bing)作《光熱發(fa)電可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展的思(si)考(kao)與展望》的主(zhu)題演(yan)講。

 

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圖:浙江可勝技術股份有限(xian)公(gong)司董(dong)事長兼首席科學(xue)家金(jin)建祥

 

金建(jian)祥表示(shi),在過去的(de)一兩(liang)年,光熱(re)發電總(zong)體迎來高速發展的(de)機會,但僅(jin)僅(jin)依靠(kao)風(feng)電和(he)光伏的(de)收益補(bu)貼光熱(re),這(zhe)種(zhong)方式(shi)只(zhi)能是暫(zan)時(shi)(shi)的(de)。當前在西北多(duo)個(ge)省(sheng)份,例如甘肅(su)已經(jing)采用分時(shi)(shi)上(shang)網電價,白天的(de)7、8個(ge)小時(shi)(shi)按(an)照低谷電價上(shang)網,那么再用光伏的(de)收益來支(zhi)持光熱(re)發展,這(zhe)條路線已然走不通了(le)。

 

光熱(re)發(fa)電要(yao)(yao)想實現真正(zheng)的(de)發(fa)展(zhan),需要(yao)(yao)提高(gao)其(qi)(qi)經濟性,使(shi)其(qi)(qi)不(bu)再成為電力投資方(fang)的(de)累贅。這既(ji)需要(yao)(yao)政(zheng)策的(de)支(zhi)持,也需要(yao)(yao)通過技(ji)術的(de)進步(bu)、規模化的(de)發(fa)展(zhan)來降(jiang)低成本,只有這樣(yang)光熱(re)發(fa)電才能迎來健康的(de)、持續的(de)發(fa)展(zhan)。

 

現階段光熱發電可持續發展面臨的主要問題——缺乏經濟性

 

據金建祥介紹(shao),2023年全(quan)國(guo)電(dian)(dian)源總(zong)裝機容量(liang)29.2億(yi)千(qian)瓦,全(quan)國(guo)總(zong)發電(dian)(dian)量(liang)9.46萬億(yi)千(qian)瓦時。風電(dian)(dian)、光(guang)伏總(zong)裝機容量(liang)突破(po)10億(yi)千(qian)瓦,約占(zhan)全(quan)國(guo)發電(dian)(dian)總(zong)裝機容量(liang)的(de)36%;但由于風電(dian)(dian)、光(guang)伏利用小時數較低,兩者總(zong)發電(dian)(dian)量(liang)占(zhan)比(bi)不足(zu)16%。

 

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圖(tu):2023年我國電(dian)(dian)源裝(zhuang)機結構與發(fa)電(dian)(dian)量(liang)占比

 

從(cong)長遠(yuan)來看(kan),若要實現雙碳目標,必須構建以新能源為主力電源的新型電力系統,由于風(feng)電、光伏發電的利用小時數較(jiao)低,風(feng)電、光伏總裝(zhuang)機容(rong)量將遠(yuan)超(chao)最(zui)大用電負(fu)荷,同時,高比例風(feng)電、光伏并(bing)網將給電力系統帶來支撐風(feng)險上升(sheng)、調峰需(xu)求凸(tu)顯、保供難度增加等系列挑戰。

 

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圖:2020-2060年我國(guo)各類(lei)電源裝機總量變化(單位:億千瓦)

數據(ju)來源(yuan):全球(qiu)能源(yuan)互聯網(wang)發展合作組(zu)織

 

從技術角度講,光熱(re)發(fa)電(dian)(dian)是(shi)(shi)(shi)高比例新能(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)力系(xi)統的(de)理想(xiang)選擇。光熱(re)發(fa)電(dian)(dian)是(shi)(shi)(shi)典型的(de)有助于新能(neng)源(yuan)(yuan)消納的(de)新能(neng)源(yuan)(yuan),能(neng)夠提供(gong)轉動慣量和無功支撐,是(shi)(shi)(shi)極為罕見的(de)電(dian)(dian)網友好型低碳電(dian)(dian)源(yuan)(yuan),還可增配天然氣或生物質(zhi)補燃(ran)系(xi)統作(zuo)為保障(zhang)性電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。


2023年(nian)3月,國家能源局綜合司《關于推(tui)動光熱發電規模(mo)化發展有關事(shi)項的通知》提出,力爭“十四五”期(qi)間,全國光熱發電每年(nian)新增開工規模(mo)達到300萬千瓦(wa)(3GW)左右(you)。

 

金建祥表(biao)示,光(guang)(guang)熱(re)(re)項目的增長規劃是(shi)非常清楚的,但目前(qian)實(shi)際情況與文(wen)件的要求還(huan)是(shi)有距離的,最(zui)終能(neng)否實(shi)現規劃目標,還(huan)要看光(guang)(guang)熱(re)(re)有沒(mei)有經(jing)濟性,以及光(guang)(guang)熱(re)(re)的優勢能(neng)不能(neng)得到充分(fen)的發揮。

 

那么,光熱(re)發(fa)展(zhan)(zhan)增速達(da)不到(dao)要求是為何?光熱(re)是否可以(yi)做(zuo)到(dao)可持(chi)續發(fa)展(zhan)(zhan)?


金建祥表(biao)示(shi),光熱發電可持(chi)續(xu)發展主要看生態(tai)、社會、經濟(ji)三個方面:

 

1、生態可持續:綠色低(di)碳;

 

光熱發電(dian)全生(sheng)命(ming)周期(qi)度電(dian)碳(tan)排放遠(yuan)低于(yu)光伏電(dian)站,運營維護階段(duan)幾乎無碳(tan)排放,具有良好的生(sheng)態(tai)環(huan)境效益,是絕佳(jia)的綠色低碳(tan)發電(dian)方(fang)式。

 

2、社(she)會可(ke)持續(xu):安全可(ke)靠;

 

光熱發電(dian)(dian)自帶大容量(liang)儲能,電(dian)(dian)力(li)輸出(chu)穩定,調節能力(li)強;采用交流同(tong)步發電(dian)(dian)機發電(dian)(dian),可提供轉動慣量(liang)和無功(gong)功(gong)率,對于維持新(xin)型電(dian)(dian)力(li)系統的頻率和電(dian)(dian)壓穩定具有重要(yao)意義。

 

3、經濟可持續?

 

光熱(re)發(fa)電現階(jie)段(duan)度電成本(ben)較高,在當下的發(fa)電側的電價機制(zhi)下,光熱(re)發(fa)電無法(fa)實(shi)現獨立(li)盈利,經濟回報不容(rong)樂觀。

 

綜合(he)來看,光熱發電(dian)生態和社(she)會可持續發展(zhan)已無(wu)障(zhang)礙,其(qi)可持續發展(zhan)面臨的主要問題在于經濟(ji)方(fang)面,現階段(duan)成本較高、經濟(ji)回報不樂觀(guan)。


光熱發電外部環境分析與成本挑戰


金建祥表示(shi),在多變形勢下,過(guo)去(qu)一(yi)(yi)年(nian)里既(ji)有對光熱發電發展有利的政(zheng)策,也存在一(yi)(yi)些對光熱發電可能(neng)造成側(ce)面影(ying)響的問題。

 

光熱發電的外部利好因素——分時電價

 

目(mu)前,西北多省份執行新能源分時上網(wang)電(dian)價政策(ce),光熱在(zai)高/尖峰時段的上網(wang)電(dian)價有了十(shi)分明(ming)顯的提升。

 

比如,青(qing)海省高(gao)峰(feng)時(shi)(shi)段光熱的電價上(shang)浮比例(li)為(wei)20%,甘肅省高(gao)峰(feng)時(shi)(shi)段電價上(shang)浮比例(li)為(wei)50%,新(xin)疆(jiang)高(gao)峰(feng)時(shi)(shi)段電價上(shang)浮比例(li)為(wei)75%,尖峰(feng)時(shi)(shi)段電價上(shang)浮比例(li)為(wei)100%。

 

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注:上述政策執行(xing)前,光(guang)熱(re)上網電(dian)價分別(bie)為青海0.3247元/kWh、甘肅0.3078元/kWh、新疆0.262元/kWh。

 

光熱發電的外部利好因素——CCER

 

2023年10月,隨(sui)著中國核證自愿減(jian)排(pai)量(CCER)重啟,生(sheng)態環境部發(fa)布《溫(wen)室氣(qi)體自愿減(jian)排(pai)項目方(fang)法(fa)學 并網光熱發(fa)電》。

 

同時,全國碳市場(chang)價(jia)格持續上(shang)漲,4月(yue)23日收盤價(jia)達99.6元/噸,隨著碳配額逐漸收緊(jin),碳市場(chang)價(jia)格將(jiang)加劇上(shang)漲。(數據(ju)來源:上(shang)海環境(jing)能源交易所(suo))


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光熱發電的外部不利因素

 

1)分時上網電價嚴重影響光(guang)(guang)伏的經濟性,很難再用光(guang)(guang)伏的收益補貼光(guang)(guang)熱。

 

金(jin)建祥表(biao)示,西(xi)北各省(sheng)劃分的(de)峰、谷、平時段(duan)(duan)后,谷時段(duan)(duan)基本(ben)覆蓋(gai)了光伏(fu)(fu)大(da)發(fa)時段(duan)(duan),光伏(fu)(fu)的(de)經濟(ji)性受到(dao)極(ji)大(da)影響。大(da)基地項(xiang)目(mu)執行分時電價政策后,很難再(zai)用光伏(fu)(fu)的(de)收益來(lai)補貼光熱。

 

2)鋰電池成本快速降低,給(gei)光熱(re)帶來威脅。

 

2023年,由于原料成本下降以及規模化發展帶來的新建產能釋放(fang),鋰電池(chi)成本快速降低,因此在短時(shi)儲能當中,4個(ge)小(xiao)時(shi)或(huo)6個(ge)小(xiao)時(shi)以下,光熱儲能缺乏競(jing)爭力。

 

光熱發電可持續發展面臨的挑戰——成本挑戰

 

以青海德令(ling)哈(ha)、甘肅瓜州、新疆哈(ha)密三個典(dian)型站址(zhi)為例,光熱裝機規模為350MW,儲能時(shi)長為10小(xiao)時(shi),總(zong)反(fan)射(she)面(mian)積280萬方,采用雙塔一機建設方案。


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據金建祥介紹,在滿足資本金內部收益率6.5%的情況下,德令哈地區光熱電站的全生命周期度電成本為0.67元/kWh,瓜州為0.75元/kWh,哈密為0.71元/kWh,在不依賴技術進步的情況下,僅通過單機規模的擴大,可使光熱度電成本得到明顯的下降。如上圖所示,度電成本和各省分時電價政策下的加權平均上網電價之間約有0.33元/kWh的差距,如果解決了這個差距,光熱發電就具備了良好的、快速發展的基礎。


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金建祥表示,以西北區域為例,按照《溫室氣體自愿減排項目方法學 并網光熱發電(CCER-01-001-V01)》計算,暫且考慮0.05元/kWh的收益。綜合考慮分時電價與CCER收益,塔式光熱發電現階段成本與收益的差值約為0.28元/kWh,因此若要實現其經濟可持續,必須進一步降低成本、提升收益。


建議與展望


建議一:兩年內快速降本


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金建祥指出,經測算到(dao)2026年,綜合(he)技術(shu)優化(hua)、集采降本(ben)、運(yun)維優化(hua)、熔鹽(yan)租賃等多方(fang)面改(gai)進措施(shi),光(guang)熱發電度電成本(ben)可(ke)下降0.13元/kWh左右,30萬千瓦以(yi)上的光(guang)熱電站度電成本(ben)可(ke)降至0.53元/kWh。

 

建議二:容量電價政策爭取——以煤電為例

 

金建(jian)祥表示,前面提(ti)到塔式光熱發電(dian)現階段成本(ben)與(yu)收益的差值約為0.28元(yuan)/kWh,按(an)照上(shang)述(shu)改進措施實(shi)現降(jiang)本(ben)后,成本(ben)與(yu)收益仍有0.13~0.15元(yuan)/kWh的差距。如(ru)何(he)解決這個問題,短時間(jian)內只能(neng)(neng)靠(kao)政策支持,可考(kao)慮容量(liang)電(dian)價的可能(neng)(neng)性。

 

隨(sui)著我國電源結構的(de)快速變化,煤(mei)電需(xu)向基礎(chu)保障性和系(xi)統調節(jie)性電源并重轉(zhuan)型。2023年11月(yue),國家發展改革委、能源局發布《關于(yu)建立煤(mei)電容(rong)量(liang)電價(jia)機制的(de)通知》。其目(mu)的(de)是充分發揮煤(mei)電的(de)支(zhi)撐調節(jie)作用(yong)。用(yong)于(yu)計算容(rong)量(liang)電價(jia)的(de)固定成本為330元/kW/年。自2026年起容(rong)量(liang)電價(jia)回收(shou)固定成本的(de)比例不低(di)于(yu)50%。

 

金(jin)建祥表示,國家給予煤(mei)電容量電價(jia)的經濟性原因有以下兩個:

 

1、煤(mei)電(dian)(dian)作為調節型電(dian)(dian)源時,發電(dian)(dian)小時數明顯降低,僅靠(kao)電(dian)(dian)量電(dian)(dian)價難(nan)以支撐經營;


2、用電(dian)低(di)谷(gu)時段,煤電(dian)需(xu)要維持低(di)負荷運行,煤耗增加,發電(dian)成本也隨之增大。

 

光熱容量電價政策爭取——憑什么?

 

光熱發(fa)電(dian)(dian)容量(liang)(liang)電(dian)(dian)價(jia)政策(ce)有沒有實現(xian)的可(ke)能(neng)性(xing)?金建祥就(jiu)該問題分析(xi)表示,天然(ran)氣、煤(mei)電(dian)(dian)、抽(chou)蓄都有對(dui)應容量(liang)(liang)電(dian)(dian)價(jia)政策(ce),三(san)者的共同特點是年(nian)(nian)發(fa)電(dian)(dian)小時數(shu)很小且在(zai)(zai)快速下降(jiang)。抽(chou)蓄年(nian)(nian)發(fa)電(dian)(dian)量(liang)(liang)在(zai)(zai)1000個(ge)(ge)小時,天然(ran)氣年(nian)(nian)發(fa)電(dian)(dian)量(liang)(liang)在(zai)(zai)幾(ji)百到(dao)1000個(ge)(ge)小時不等,煤(mei)電(dian)(dian)年(nian)(nian)發(fa)電(dian)(dian)量(liang)(liang)從(cong)早年(nian)(nian)的6000多個(ge)(ge)小時降(jiang)到(dao)現(xian)在(zai)(zai)的5000個(ge)(ge)小時以下,未來隨著(zhu)風光越(yue)來越(yue)多,還會不斷的下降(jiang)。所以執行容量(liang)(liang)電(dian)(dian)價(jia)的原因是設備(bei)利用(yong)率在(zai)(zai)不斷下降(jiang),為了保證(zheng)高峰用(yong)電(dian)(dian),給(gei)予容量(liang)(liang)電(dian)(dian)價(jia)補貼(tie)。

 

按照這樣的邏輯,光(guang)熱(re)也應該去爭(zheng)取容(rong)量(liang)電(dian)價。與煤電(dian)對(dui)比,光(guang)熱(re)發電(dian)清潔低(di)(di)碳、調(diao)節能力更強(qiang)、建設周期短,更匹配(pei)大基地的快速發展;而且光(guang)熱(re)發電(dian)小時數更低(di)(di),在2200~2500h。當然要(yao)真(zhen)正發揮光(guang)熱(re)的調(diao)峰、調(diao)頻的作用,發電(dian)小時數總體也不能低(di)(di)于(yu)2200h。


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光熱容量電價政策爭取——給多少?

 

若從(cong)保證投資回報率的(de)角度(du),計(ji)算光熱發電的(de)容量電價:

 

1、按單機規模350MW、儲能(neng)10小(xiao)時進行配置;


2、考(kao)慮(lv)降本(ben)后,光熱(re)度電(dian)成本(ben)降為(wei)0.53~0.62元/kWh;


3、考慮分時電價政策下,加權平均(jun)上網電價0.34~0.41元/kWh;


4、考慮(lv)約0.05元/kWh的CCER收益(yi);


5、在資本金(jin)內部收益率6.5%時,反(fan)算需要(yao)的容量電價。

 

根據(ju)各(ge)省的資源(yuan)條件與分時上網電價政策各(ge)不相同(tong),現階段(duan)建議青海335元(yuan)/kW/年(nian)、甘肅318元(yuan)/kW/年(nian)、新疆327元(yuan)/kW/年(nian)確定容(rong)(rong)量電價。與天然(ran)氣電站(zhan)相比(bi),容(rong)(rong)量電價和(he)電量電價基本相當(303-397元(yuan)/kW/年(nian),0.43元(yuan)/kWh,浙(zhe)江省)。

 

展望一:高比例光熱/風電配比的“光熱+”方案

 

隨(sui)著光熱成本的(de)快(kuai)速下降,一體化項(xiang)目(mu)中的(de)光熱配比將大幅提(ti)升(sheng)。到2026年,光熱與風電的(de)配比可以提(ti)升(sheng)至1 : 3,相比于現階段的(de)配比水平,約(yue)提(ti)升(sheng)了一倍(bei)多。


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金建祥表示,光熱與風電(dian)1:3的(de)配比具(ju)有(you)一定的(de)經濟(ji)性,光熱的(de)配比越高,調峰(feng)(feng)性能越好,1:3的(de)比例基本不(bu)會給電(dian)網(wang)增(zeng)加額外(wai)負(fu)擔(dan)。按(an)照現在部分地(di)區1:9的(de)配比,光熱雖然(ran)也具(ju)備一定調峰(feng)(feng)效(xiao)果,但遠遠達不(bu)到系統的(de)要求(qiu),電(dian)網(wang)的(de)調峰(feng)(feng)需求(qiu)仍然(ran)大幅度上升。

 

展望二:獨立光熱電站


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金建祥表示,未來三(san)到(dao)五(wu)(wu)年,通過快速降本和容量(liang)電(dian)價補(bu)貼,光熱(re)電(dian)站可(ke)實(shi)現獨立盈利;三(san)到(dao)五(wu)(wu)年后,隨著進一步降本以及電(dian)力(li)/碳(tan)市(shi)場的(de)擴大與完(wan)善,可(ke)以逐步取消容量(liang)電(dian)價補(bu)貼,光熱(re)電(dian)站可(ke)不再依賴容量(liang)電(dian)價成為(wei)自帶儲能、自負盈虧的(de)電(dian)站,這時光熱(re)必將迎來快速的(de)發(fa)展期。

 

附浙江可勝技術股份有限公司簡介:


前身為(wei)浙江中(zhong)控太陽能技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)有(you)(you)限公司,2021年7月(yue)正式更名為(wei)浙江可勝技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)股份有(you)(you)限公司。成(cheng)立(li)于2010年,專(zhuan)注于塔式光熱發電與熔鹽儲能的技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)究與產(chan)業化推廣,立(li)足自(zi)主研(yan)發,掌握具有(you)(you)自(zi)主知識產(chan)權的全流程核(he)心技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)與關鍵(jian)裝備,技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)咨(zi)詢、裝備集成(cheng)、工(gong)程服務,項目(mu)開發、投資、建設、運營。

 

截至目前,可勝(sheng)技術(shu)已建(jian)成投運(yun)光熱項目3個(ge),共計110MW,分(fen)別(bie)為青(qing)海(hai)中(zhong)控德(de)令哈(ha)10MW、青(qing)海(hai)中(zhong)控德(de)令哈(ha)50MW、中(zhong)電建(jian)青(qing)海(hai)共和50MW。

 

已中標在建項目11個,共計(ji)1250MW,具體(ti)分布如(ru)下:

 

1、甘肅:100MW/1個(ge)


2、吉(ji)林(lin):200MW/2個


3、青海:400MW/3個


4、新疆(jiang):550MW/5個

 

以青海中控德令哈50MW為例:

 

德令哈50MW項目運行表現——年度運行情況


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德令哈50MW電(dian)(dian)站(zhan)儲能時(shi)長7h,總反射(she)面積為54.3萬m2,于2018年12月并(bing)網發電(dian)(dian)。電(dian)(dian)站(zhan)設(she)計年發電(dian)(dian)量為1.460億kWh。

 

2022年1月1日-2022年12月31日,年度發電量達(da)1.464億kWh,是全球首個達(da)產的塔式熔(rong)鹽儲能光(guang)熱電站。

 

2023年(nian)(nian)1月1日(ri)-2023年(nian)(nian)12月31日(ri),年(nian)(nian)度(du)發(fa)電(dian)量(liang)達1.524億kWh,發(fa)電(dian)量(liang)比2022年(nian)(nian)度(du)進(jin)一步提高4.13%,連續兩(liang)年(nian)(nian)發(fa)電(dian)量(liang)超過設計值。

 

德令哈50MW項目運行表現——月度發電量紀錄


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2024年1月1日-1月31日,電(dian)(dian)(dian)站創下月度(du)發電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)最(zui)高紀錄。月度(du)發電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)1843萬kWh,超(chao)過月度(du)平(ping)均設計發電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)626萬kWh,期間有26天發電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)達成(cheng)率超(chao)過100%。


2024第(di)十一屆中國國際光熱(re)大(da)會暨CSPPLAZA年(nian)會4月25-26日在內(nei)蒙古呼和浩特香格(ge)里拉大(da)酒店盛(sheng)大(da)召開,大(da)會由CSPPLAZA光熱(re)發電平臺聯合常州龍騰光熱(re)科技(ji)股份有(you)(you)限公(gong)司(si)共(gong)同主辦(ban),大(da)會主題為“在多變的形勢下實現規模化發展”,共(gong)有(you)(you)來自海內(nei)外約(yue)800名代表(biao)出(chu)席本屆大(da)會。

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