中國城市(shi)報2024年(nian)09月23日(ri)第06版,刊發(fa)(fa)題為《光熱發(fa)(fa)電:設(she)備日(ri)趨完(wan)善(shan) 模式逐漸成熟》文章(zhang)。
原文轉載如下:
光熱發電:設備日趨完善 模式逐漸成熟
日(ri)前,由中(zhong)國(guo)能(neng)建(jian)(jian)中(zhong)國(guo)電(dian)(dian)力工程顧(gu)問集團西北電(dian)(dian)力設計院有(you)限公司(以下簡稱中(zhong)國(guo)能(neng)建(jian)(jian)西北院)總承包建(jian)(jian)設的玉門“光(guang)(guang)(guang)熱儲能(neng)+光(guang)(guang)(guang)伏+風(feng)電(dian)(dian)”示范(fan)項(xiang)目(mu)10萬千(qian)瓦光(guang)(guang)(guang)熱儲能(neng)工程取(qu)得并網通知書,標志(zhi)著項(xiang)目(mu)具備整套啟動(dong)條件,進入(ru)并網發電(dian)(dian)倒計時。該項(xiang)目(mu)為全球在建(jian)(jian)最大規模熔鹽線(xian)性菲涅爾光(guang)(guang)(guang)熱電(dian)(dian)站。
近年來,隨著促(cu)進實現“雙碳”目標(biao)相關工作(zuo)全面(mian)推進,三峽能源(yuan)、中廣核(he)、中國(guo)能建等多個大型能源(yuan)企業都在積極(ji)推動(dong)光熱發電項目建設。
光熱發電受重視
所謂光熱(re)發電(dian),就是將太陽能轉化(hua)為熱(re)能,通過熱(re)功轉換過程發電(dian)。作為太陽能發電(dian)家族中的一員,根(gen)據聚光集熱(re)的技術路(lu)線(xian),一般分為塔式(shi)、槽式(shi)、線(xian)性菲涅爾式(shi)及碟式(shi)等光熱(re)發電(dian)系統(tong)。
“與(yu)光(guang)伏直接(jie)將(jiang)光(guang)轉換為(wei)電不同,光(guang)熱(re)發電主要依靠太陽能(neng)熱(re)集中器將(jiang)太陽光(guang)聚焦(jiao)在一(yi)個特定的(de)區域上(shang),使得該區域的(de)溫(wen)度升高從而產生蒸(zheng)汽(qi),通過蒸(zheng)汽(qi)驅動渦輪(lun)機發電。”胡(hu)楊新能(neng)創始人(ren)盧洋告(gao)訴中國(guo)城市報記者,光(guang)熱(re)發電技術具有(you)環境(jing)友(you)好(hao)、可再生、高效等特點,其機組配(pei)置儲熱(re)系(xi)統后,可實現(xian)24小時連續(xu)穩定發電,是我國(guo)構(gou)建新型能(neng)源體系(xi)的(de)重要一(yi)環。
2016年(nian),國家(jia)能源局啟動首批(pi)20個(ge)光熱(re)發電(dian)示范(fan)項目,裝機規模(mo)總量達134.9萬千瓦,標(biao)志著我國光熱(re)發電(dian)進(jin)入商業化進(jin)程。但由(you)于成本高(gao)昂等原因,此后幾年(nian)并未延(yan)續良好(hao)發展勢頭。
為(wei)了更好發(fa)(fa)(fa)展光熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian),2023年4月,國(guo)家能源局發(fa)(fa)(fa)布《關于推動光熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)規模化發(fa)(fa)(fa)展有關事項的通知》,提出結(jie)合沙漠、戈壁、荒漠地區新(xin)能源基地建設(she),盡快落地一批光熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)項目。力爭“十四(si)五”期間,全國(guo)光熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)每年新(xin)增(zeng)開工規模達到(dao)300萬千瓦左(zuo)右。
一(yi)年多時間過(guo)去,光熱發電(dian)規模化發展提速明顯(xian)。
中國(guo)(guo)城市報記者在(zai)采(cai)訪中了(le)(le)(le)解(jie)到,除(chu)了(le)(le)(le)國(guo)(guo)家能源局的(de)大力推動外,新疆、甘(gan)肅、內蒙古(gu)等省份(fen)為了(le)(le)(le)支(zhi)持(chi)光(guang)熱發(fa)電(dian)建(jian)設,頒布了(le)(le)(le)一(yi)系列利(li)好政策,國(guo)(guo)內光(guang)熱發(fa)電(dian)新建(jian)開工(gong)機(ji)組數量(liang)明顯增加。據國(guo)(guo)家太陽(yang)能光(guang)熱產業技術(shu)創新戰略聯盟秘書長杜鳳(feng)麗介紹,截至2023年(nian)底,我國(guo)(guo)各省份(fen)在(zai)建(jian)和擬(ni)建(jian)的(de)太陽(yang)能熱發(fa)電(dian)項目(mu)超40個,總(zong)裝(zhuang)機(ji)容量(liang)約4800兆瓦(wa),預計(ji)最晚將(jiang)于(yu)2025年(nian)完成建(jian)設,其中約有1200兆瓦(wa)預計(ji)于(yu)2024年(nian)建(jian)成。
“貴”成為發展掣肘
在眾多技術路徑中(zhong),塔式(shi)光熱(re)(re)(re)發電(dian)系統(tong)作為(wei)目前光熱(re)(re)(re)發電(dian)最主流的(de)方式(shi),通過大量(liang)可以(yi)自由轉動的(de)定日鏡追逐太(tai)陽,再(zai)以(yi)聚焦(jiao)方式(shi)將太(tai)陽能直(zhi)射光反射到中(zhong)間高(gao)聳(song)的(de)吸熱(re)(re)(re)塔上,塔上的(de)吸熱(re)(re)(re)器會加熱(re)(re)(re)流經(jing)的(de)熔鹽(yan),將熱(re)(re)(re)量(liang)帶到附近的(de)儲熱(re)(re)(re)罐中(zhong)儲存(cun)。
硝酸(suan)鹽(yan)(yan)混合物(wu)或碳(tan)酸(suan)鹽(yan)(yan)混合物(wu)制成的(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)作(zuo)為傳熱(re)介(jie)質,其600攝氏度的(de)(de)(de)(de)沸點能(neng)(neng)更好地(di)儲存(cun)熱(re)量。具體(ti)來看(kan),熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)泵會將低溫(wen)(wen)儲熱(re)罐(guan)里290攝氏度左右的(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)源源不(bu)斷地(di)運(yun)送(song)到吸(xi)(xi)熱(re)器中(zhong),吸(xi)(xi)熱(re)后熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)溫(wen)(wen)度會升高(gao)(gao)至560攝氏度以上(shang),之后會通(tong)過(guo)管道運(yun)送(song)至地(di)面(mian)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)儲熱(re)罐(guan)中(zhong)。“這種儲能(neng)(neng)方式對應的(de)(de)(de)(de)就是(shi)光伏系統(tong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鋰(li)電(dian)池儲能(neng)(neng),只(zhi)不(bu)過(guo)一(yi)(yi)種是(shi)熱(re)儲能(neng)(neng),一(yi)(yi)種是(shi)電(dian)化學(xue)儲能(neng)(neng)。”一(yi)(yi)位(wei)業內人士告訴中(zhong)國城市報記者,高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)被送(song)至蒸汽發生器,產生出(chu)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)高(gao)(gao)壓的(de)(de)(de)(de)蒸汽,推動(dong)蒸汽輪(lun)機(ji)發電(dian)機(ji)組發電(dian),光能(neng)(neng)至此就被轉化為了電(dian)能(neng)(neng)。
“雖然目(mu)前光熱發電設備和材(cai)料(liao)國產化(hua)率達到90%以(yi)上(shang),但部分零部件如熔(rong)鹽閥等眼下主要還是依靠進口(kou)。”國務院國資委研究中心主任衣學東說。
水(shui)(shui)電水(shui)(shui)利規劃設計總(zong)院(yuan)發布的《中國可再生能源工程造價管理報告(gao)2023年(nian)度(du)》顯示,早(zao)期光熱發電項目造價普(pu)遍(bian)較高(gao),單位(wei)(wei)千瓦總(zong)投(tou)資(zi)為2.4萬元(yuan)至3.5萬元(yuan)。近期項目單位(wei)(wei)造價較早(zao)期明顯降低(di),單位(wei)(wei)千瓦總(zong)投(tou)資(zi)為1.35萬元(yuan)至2.3萬元(yuan)。
“原始成本太高是制約行業發展的(de)一個(ge)重要原因。”一位長(chang)期(qi)從事(shi)光(guang)熱發電(dian)項(xiang)目的(de)負責人向中國城市報(bao)記(ji)者(zhe)解釋,以目前常見(jian)的(de)10萬千瓦(wa)裝機、8小時儲熱的(de)塔(ta)式(shi)光(guang)熱電(dian)站為(wei)例(li),單位千瓦(wa)造價最低要1.2萬元,最高能接近2萬元。大面積(ji)的(de)聚光(guang)系(xi)統(tong),再加(jia)上(shang)吸熱與儲熱系(xi)統(tong),能占到整個(ge)電(dian)站成本的(de)八(ba)成以上(shang)。
而根據國際可再生(sheng)能源署發(fa)布的(de)報告(gao),光(guang)熱發(fa)電路(lu)線的(de)度電成本(ben)高達(da)0.108美元/千(qian)瓦時(shi),同期的(de)光(guang)伏度電成本(ben)僅(jin)為(wei)0.056美元/千(qian)瓦時(shi),海上(shang)風電和水電為(wei)0.084美元/千(qian)瓦時(shi)和0.044美元/千(qian)瓦時(shi)。
除了成(cheng)本太高(gao)之(zhi)外,光(guang)熱(re)發電項(xiang)目(mu)對地理環境也有著(zhu)較高(gao)要求。
“光(guang)(guang)熱(re)電站(zhan),特別(bie)是(shi)(shi)塔(ta)式光(guang)(guang)熱(re)發電系統,需要(yao)較大的場地(di)來布置(zhi)聚光(guang)(guang)反射鏡,以便有效地(di)聚焦(jiao)太陽光(guang)(guang)能。這就意味著大型電站(zhan)最好是(shi)(shi)在沙漠(mo)、戈壁、荒漠(mo)等地(di)區建設。如此就比光(guang)(guang)伏電站(zhan)對環境(jing)的要(yao)求(qiu)更(geng)為(wei)嚴格。”上(shang)述業內人士(shi)說(shuo)。
此外,相(xiang)關政策缺乏連續性、技術市場定位不明確、價(jia)格機制尚未健全等也制約(yue)了(le)光熱發電的發展。
“光(guang)(guang)(guang)熱(re)裝機受制于(yu)平價上網(wang)的投資經濟性,裝機比重較低,不(bu)足以發(fa)揮(hui)光(guang)(guang)(guang)熱(re)機組對電網(wang)的支(zhi)(zhi)撐(cheng)作用。同(tong)時,現行融資環(huan)境、相關政策無法為光(guang)(guang)(guang)熱(re)發(fa)電健康發(fa)展(zhan)提供有(you)力(li)支(zhi)(zhi)撐(cheng)。”中國廣核新能源(yuan)控股有(you)限公司黨委副書記、總經理李光(guang)(guang)(guang)明說。
“光熱+”前景廣闊
隨(sui)著(zhu)光(guang)熱電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)在電(dian)(dian)(dian)(dian)力系統中的(de)功能發(fa)生變(bian)化,從之前(qian)“能發(fa)盡(jin)發(fa)”的(de)獨立電(dian)(dian)(dian)(dian)源調(diao)(diao)整為“儲能調(diao)(diao)峰(feng)”,配套新(xin)能源電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)吸納棄電(dian)(dian)(dian)(dian),聚光(guang)系統規模(mo)(mo)明(ming)顯減小。所以光(guang)熱電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)在規模(mo)(mo)增長的(de)同時,分布區域變(bian)得更廣,更強調(diao)(diao)調(diao)(diao)峰(feng)作用。
“光熱發(fa)電(dian)與(yu)風電(dian)光伏(fu)一體(ti)化(hua)產業鏈長,可(ke)(ke)消化(hua)提(ti)升特種(zhong)玻(bo)璃、鋼鐵、水(shui)泥、熔融鹽(yan)等傳統產業,還可(ke)(ke)帶(dai)動新(xin)材料、智能(neng)控制(zhi)等新(xin)興產業發(fa)展。”廈門大(da)學中(zhong)國能(neng)源經濟研究中(zhong)心教授孫傳旺說。
“現(xian)在(zai)光(guang)(guang)(guang)熱的(de)(de)(de)出(chu)現(xian)一(yi)般是伴隨著光(guang)(guang)(guang)伏、風(feng)電(dian)等新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)項(xiang)目(mu),起到優勢互補的(de)(de)(de)作(zuo)用。光(guang)(guang)(guang)熱發電(dian)系統輸出(chu)的(de)(de)(de)是交流電(dian),可以(yi)視為(wei)一(yi)個小型(xing)發電(dian)廠,擁有更好的(de)(de)(de)調(diao)峰(feng)性能。”上述業內人(ren)士說(shuo),“以(yi)甘肅省瓜洲(zhou)光(guang)(guang)(guang)熱儲能項(xiang)目(mu)為(wei)例,該項(xiang)目(mu)由40萬(wan)千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)風(feng)電(dian)、20萬(wan)千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)光(guang)(guang)(guang)伏以(yi)及(ji)10萬(wan)千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)光(guang)(guang)(guang)熱發電(dian)共同構(gou)成,今年底正式投(tou)產發電(dian)后,按(an)照負責單位(wei)三峽能源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)計(ji)算,項(xiang)目(mu)將(jiang)作(zuo)為(wei)基礎調(diao)節電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan),與(yu)周邊光(guang)(guang)(guang)伏和風(feng)電(dian)形(xing)成總裝機(ji)規模70萬(wan)千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)的(de)(de)(de)多能互補清(qing)潔能源(yuan)(yuan)(yuan)基地,年發電(dian)量將(jiang)達到18億千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)時。”
“風光(guang)(guang)熱(re)一體化建(jian)設不(bu)僅可以推(tui)動光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)技術進步和(he)產業化,也使(shi)得電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力送出更(geng)(geng)穩定,光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)儲(chu)能優勢(shi)比電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學儲(chu)能及其他方式更(geng)(geng)為顯著(zhu)。”在內蒙古太陽(yang)能行業協會會長溫建(jian)亮看來,風光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)和(he)光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)一體化建(jian)設,可以發(fa)(fa)(fa)揮光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)的(de)儲(chu)能和(he)調峰優勢(shi),為風光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)送出提(ti)供(gong)更(geng)(geng)友好的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力。
“光熱(re)電(dian)(dian)(dian)站主要跟隨風光大(da)基地同步規劃實施,光熱(re)電(dian)(dian)(dian)站在這些基地中是不可或缺的(de)調節性電(dian)(dian)(dian)源。”中國能(neng)建(jian)西(xi)北院(yuan)玉門光熱(re)項(xiang)目相關負責人介(jie)紹,以玉門“光熱(re)儲能(neng)+光伏+風電(dian)(dian)(dian)”示范項(xiang)目為例,整體項(xiang)目建(jian)成后(hou),年上網新能(neng)源發電(dian)(dian)(dian)量約(yue)17.5億千瓦時,可有效破解新能(neng)源大(da)基地大(da)規模開(kai)發后(hou)面(mian)臨的(de)棄電(dian)(dian)(dian)問題,對于(yu)構建(jian)新型(xing)電(dian)(dian)(dian)力系統具有重要示范意義(yi)。
光熱(re)的(de)下(xia)一步該如何發展(zhan)?在(zai)業內(nei)看來(lai),除(chu)了提升光熱(re)配比來(lai)進一步發揮光熱(re)發電的(de)調節性(xing)能外,培育(yu)新(xin)質(zhi)生產(chan)力(li)、降低設備成本也是發展(zhan)重點。
“要推(tui)動光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)與風電(dian)光(guang)伏一體化項目(mu)主要設備(bei)實現全面國產化,降低設備(bei)價格,減(jian)少驅動系統技術成本(ben)。同時積極開展(zhan)(zhan)綠色電(dian)力(li)(li)交(jiao)易(yi)(yi)試點(dian),適時將地(di)方電(dian)力(li)(li)交(jiao)易(yi)(yi)中心(xin)納入國家綠色電(dian)力(li)(li)證書交(jiao)易(yi)(yi)平(ping)臺(tai),完善本(ben)地(di)電(dian)力(li)(li)市場(chang)建(jian)設,以市場(chang)化方式促進新能(neng)源(yuan)健康發(fa)展(zhan)(zhan)和高效消納。此(ci)外,還要調整光(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)功能(neng),降低綜合成本(ben);推(tui)動一體化項目(mu)中光(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)功能(neng)由‘能(neng)發(fa)盡(jin)發(fa)’的獨立電(dian)源(yuan)轉變為(wei)‘儲能(neng)調峰’的靈活設備(bei),配套新能(neng)源(yuan)電(dian)站(zhan)吸(xi)納棄電(dian),減(jian)小聚光(guang)系統規模。”孫傳旺說。