補位新型電力系統 光熱發(fā)電離風(fēng)口還有多遠?
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2021-08-11
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補位新型電力系統 光熱發(fā)電離風(fēng)口還有多遠?
在加速構建“以新能源為主體的新型電力系統”的背景下,作為清潔電力以及有助于解決新能源發(fā)電波動(dòng)性問(wèn)題的成熟路徑,太陽(yáng)能熱發(fā)電(也稱(chēng)光熱發(fā)電)將扮演什么角色?艱辛前行多年的光熱發(fā)電,是否即將迎來(lái)一次巨大的發(fā)展機遇?
從內蒙古烏拉特中旗及青海德令哈市的兩座商業(yè)化運營(yíng)的太陽(yáng)能熱發(fā)電站的建設運營(yíng)情況,或可一見(jiàn)端倪。

烏拉特中旗太陽(yáng)能熱發(fā)電項目
“要珍惜太陽(yáng)能熱發(fā)電資源”
內蒙古自治區巴彥淖爾市東北部的烏拉特中旗導熱油槽式100MW太陽(yáng)能熱發(fā)電項目,是目前國內最大的光熱電站。項目年發(fā)電量達到約3.92億千瓦時(shí),每年可節省標煤12萬(wàn)噸、減排二氧化碳30萬(wàn)噸。
項目業(yè)主方之一常州龍騰光熱科技股份有限公司總經(jīng)理俞科介紹,“蒙西電網(wǎng)每天下午6點(diǎn)到晚上10點(diǎn)左右會(huì )出現晚高峰結構性缺電,而內蒙古烏拉特中旗導熱油槽式100MW太陽(yáng)能熱發(fā)電項目的投運為緩解地區結構性缺電發(fā)揮了很大作用。”
他表示,太陽(yáng)能熱發(fā)電機組配置儲熱系統,可實(shí)現24小時(shí)連續穩定發(fā)電,可替代燃煤電站作為基礎負荷,提高風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源消納比例,并可作為離網(wǎng)系統的基礎負荷電源;同時(shí),機組啟動(dòng)時(shí)間、負荷調節范圍等性能優(yōu)于燃煤機組,可深度參與電網(wǎng)調峰,保證電網(wǎng)及電源的高效利用;此外,太陽(yáng)能熱發(fā)電還可根據電網(wǎng)用電負荷的需要,參與電力系統的一次調頻和二次調頻,確保電網(wǎng)頻率穩定,保證電網(wǎng)安全。
“光熱電站的負荷調節范圍可以達到5%-100%”,中國船舶(600150,股吧)集團新能源有限公司專(zhuān)業(yè)人士介紹。該公司是烏拉特中旗項目設計、工程管理、調試、運維方。
構建以新能源為主體的新型電力系統,是實(shí)現碳達峰、碳中和的重要抓手,但同時(shí)也面臨諸多挑戰。電力規劃設計總院(603357,股吧)高級顧問(wèn)孫銳指出,光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電受到氣象條件制約,發(fā)電功率具有間歇性、波動(dòng)性和隨機性,對電力系統的安全性和供電可靠性造成了重大挑戰。
他認為,要構建新型的電力系統,對儲能容量的需求是巨大的,同時(shí)還需要更多的具有交流同步發(fā)電機特性的靈活調節電源。
“電力系統的運行,需要連續、穩定的電源作為支撐。”浙江中控太陽(yáng)能技術(shù)有限公司董事長(cháng)金建祥介紹,中控以德令哈50MW塔式熔鹽儲能太陽(yáng)能熱發(fā)電項目為例(配置7小時(shí)儲能),在2020年2月1日至2月13日期間,實(shí)現了機組292.8小時(shí)的連續、不間斷穩定運行。光熱電站通過(guò)配置更大容量的儲能系統,還可進(jìn)一步提高不間斷運行的時(shí)長(cháng)。
由于太陽(yáng)能熱發(fā)電與生俱來(lái)的“優(yōu)勢”,其對電網(wǎng)的“友好性”正逐漸得到認可。國網(wǎng)能源研究院副院長(cháng)蔣莉萍日前指出,對于電力系統而言,太陽(yáng)能熱發(fā)電是一個(gè)非常好的技術(shù),具有常規電源的可調度性,同時(shí)又是清潔能源,是構建以新能源為主的新型電力系統的一個(gè)重要支撐性技術(shù),西部地區一定要珍惜當地太陽(yáng)能熱發(fā)電的資源。
對此,國家電網(wǎng)有限公司西北分部規劃部副主任孫驍強指出,現代電力系統正逐步向高比例可再生能源和高比例電力電子設備趨勢發(fā)展,在此背景下,新能源發(fā)電機組與傳統同步發(fā)電機有重大區別,其出力的波動(dòng)性及機組對電網(wǎng)的弱支撐性,對電網(wǎng)確保電力電量供應及電力系統的安全,都帶來(lái)了挑戰。
以新能源為主體的新型電力系統,其自身發(fā)展與重構需要圍繞兩大方面來(lái)解決一些關(guān)鍵問(wèn)題,一方面是以高比例可再生能源確保電力電量供應,需要重點(diǎn)解決可靠替代火電、調峰能力提升、可再生電源發(fā)電量占比提高的問(wèn)題;另一方面是電力系統安全,需要重點(diǎn)保障頻率安全、電壓安全、功角穩定。
孫驍強表示,“光熱電站固有的特點(diǎn),使其同時(shí)具備解決這兩大方面問(wèn)題的能力,在支撐新型電力系統安全穩定運行及確保供電方面大有可為。”
眾多傳統行業(yè)的新生之機?
青海的新能源規?;_(kāi)發(fā)已經(jīng)開(kāi)展多年,以100%清潔能源使用為目標,要打造清潔能源建設、使用和輸出全鏈條示范省,但也面臨著(zhù)缺乏靈活可調的支撐電源、本地消納負荷不足等巨大的挑戰。
光熱發(fā)電可以作為當地的支撐電源與調節電源,配套建設光伏、風(fēng)電,既可利用現有特高壓通道外送,提高現有通道的利用率,也可為新建外送通道提供電力支持與穩定運行支撐。
而且,從首批示范項目來(lái)看,太陽(yáng)能熱發(fā)電不僅有助于清潔能源對傳統能源的替代,還可促進(jìn)當地經(jīng)濟社會(huì )綜合發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的改善。
據金建祥介紹,青海中控德令哈50MW光熱電站的建設,直接帶動(dòng)了當地高端機械制造(高精度定日鏡支架)、化工材料(熔鹽)等多個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,培養了海西華匯、聯(lián)大化工等多家在行業(yè)內具備競爭優(yōu)勢的當地企業(yè),德令哈市更是提出了“打造中國光熱之都”的發(fā)展愿景。
同時(shí),光熱電站的建設、運營(yíng)不僅為當地提供大量的工作機會(huì ),提升當地就業(yè)水平,助力鄉村振興,還有利于改良、修復當地的生態(tài)環(huán)境。
俞科介紹,光熱電站就業(yè)人數是同等規模光伏電站的10倍,“以?xún)让晒艦趵刂衅鞂嵊筒凼?00MW光熱發(fā)電項目為例,3年建設期可帶動(dòng)1000余人就業(yè),運營(yíng)期可帶動(dòng)200人就業(yè)。”
在生態(tài)環(huán)境方面,他強調,光熱電站大多建在荒漠化土地上,且光熱發(fā)電具有逐時(shí)精確跟蹤太陽(yáng)的特性并建有防風(fēng)墻,能夠降低項目場(chǎng)址的蒸發(fā)量、減小風(fēng)沙移動(dòng)速度,有利于當地生態(tài)改善。
金建祥表示,“在項目建設期,沙丘就會(huì )被平整成平地,減少風(fēng)沙;同時(shí)由于鏡場(chǎng)能阻擋風(fēng)沙,可大大減緩地表風(fēng)速,從而減少地表風(fēng)沙的流動(dòng)、保護土壤免受侵蝕,一定程度上起到了防風(fēng)固沙的作用;此外因為陽(yáng)光被定日鏡反射,致使鏡場(chǎng)內蒸發(fā)量明顯減少,再加上定日鏡用少量水清洗后,水滲流入土壤,增加了土壤濕度,為植物生長(cháng)提供了必要的水分,有利于植被恢復。”
此外,俞科認為,將太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)做大做強,可作為推動(dòng)傳統裝備制造業(yè)轉型升級和培育戰略新興產(chǎn)業(yè)的重要抓手。
他指出,太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)首先能夠有效轉移鋼材、水泥、玻璃等過(guò)剩產(chǎn)能,其設計制造電站所用技術(shù)設備與傳統造船行業(yè)、火電行業(yè)具有技術(shù)同源性,有助于在我國能源轉型過(guò)程中幫助傳統產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)獲得新生。同時(shí),太陽(yáng)能熱發(fā)電能夠為新能源、新材料、高端裝備制造等戰略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展構建新的增長(cháng)引擎,并有利于提升產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節的制造業(yè)和科技工業(yè)水平。
“烏拉特中旗項目全生命周期有25億的納稅額,而且光熱項目拉動(dòng)就業(yè)多,產(chǎn)業(yè)鏈長(cháng),生態(tài)環(huán)境效益好,集熱場(chǎng)所用材料都可以回收。”中船新能源有關(guān)人士這樣說(shuō)。
由于看好光熱發(fā)電的前景,央企和民企都在進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。依托示范項目的帶動(dòng),中國光熱產(chǎn)業(yè)在技術(shù)和設備方面,正在躋身國際一流。
常州龍騰光熱科技股份有限公司總經(jīng)理俞科介紹,中國船舶集團新能源有限公司依托船舶動(dòng)力系統的設計、質(zhì)量、裝備制造體系優(yōu)勢,開(kāi)展了大量的首臺套研制、系統集成創(chuàng )新和結構優(yōu)化等工作,已形成光熱領(lǐng)域的科研、設計、質(zhì)量、工藝、供應鏈以及試驗驗證體系,并將技術(shù)成果應用于項目,創(chuàng )造了光熱項目單日系統注油570噸的世界記錄、單日注油38個(gè)集熱回路的世界記錄、集熱場(chǎng)一次流量平衡調節精度的世界記錄、全球首創(chuàng )太陽(yáng)能化鹽實(shí)現220噸/小時(shí)的最快世界記錄(傳統天然氣化鹽約40噸/小時(shí)),攔截率、光熱轉換效率等核心指標達到國際領(lǐng)先水平。
他談到,“截至7月21日,內蒙古烏拉特中旗槽式100MW太陽(yáng)能熱發(fā)電項目2021年已發(fā)電12568.8萬(wàn)千瓦時(shí)。在7月18日-7月21日期間,機組連續4天、不間斷、穩定、高負荷運行,發(fā)電量超過(guò)800萬(wàn)千瓦時(shí)。期間,7月19日,單日發(fā)電量達到206.4萬(wàn)千瓦時(shí);7月份以來(lái),在夜間電網(wǎng)結構性缺電的情況下,保持90%以上高負荷運行。”
俞科表示,通過(guò)內蒙古烏拉特100MW項目的示范,龍騰光熱也實(shí)現了集熱設備的完全國產(chǎn)化和進(jìn)口替代,掌握了關(guān)鍵核心技術(shù),參與到國際標準的制定。

烏拉特中旗太陽(yáng)能熱發(fā)電項目
政策缺乏連續性亟待明確戰略定位
雖然首批示范項目已經(jīng)建設投產(chǎn),但太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)目前仍處于初期發(fā)展階段,發(fā)電裝機規模仍然較小,作為一種零碳排放的可再生能源,也往往被政策和市場(chǎng)“忽視”,整個(gè)行業(yè)仍存在諸多瓶頸。
電力規劃設計總院高級顧問(wèn)孫銳認為,目前制約我國光熱發(fā)電可持續發(fā)展的主要因素在于相關(guān)政策缺乏連續性。
他表示,國家發(fā)改委價(jià)格司在批復第一批示范項目的上網(wǎng)電價(jià)文件中,僅僅明確2018年底前并網(wǎng)發(fā)電項目的上網(wǎng)電價(jià),對以后并網(wǎng)發(fā)電項目的上網(wǎng)電價(jià)一直沒(méi)有明確,使得投資方擔心如果不能在2018年底前并網(wǎng)發(fā)電,上網(wǎng)電價(jià)存在不確定性,投資回報難以保障,導致部分投資方就放棄了項目建設。
“再比如,2020年初出臺的《關(guān)于促進(jìn)非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》,明確新增光熱項目不再納入中央財政補貼范圍,該文件在光熱發(fā)電領(lǐng)域產(chǎn)生了極大震動(dòng),光熱發(fā)電的良好發(fā)展勢頭立即跌入谷底。”孫銳指出,在我國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期階段,上網(wǎng)電價(jià)形成機制尚未完成市場(chǎng)化改革之前,取消電價(jià)補貼,意味著(zhù)抑制了市場(chǎng)需求,生產(chǎn)企業(yè)沒(méi)有訂單,投資建設的生產(chǎn)線(xiàn)閑置,企業(yè)資金鏈斷裂,技術(shù)骨干也將流失,使近10年時(shí)間發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)業(yè)鏈面臨“生死存亡”的境地。
對此,金建祥也表示,缺乏連續性的政策支持,是當前太陽(yáng)能熱發(fā)電面臨的重要難題。他指出,自2016年推出首批示范項目后,國家一直未明確光熱發(fā)電下一步的支持政策。由于政策缺乏延續性,導致當前我國光熱發(fā)電缺乏明確的市場(chǎng)發(fā)展空間,成本也無(wú)法通過(guò)規?;瘧贸掷m降低,處于起步階段的光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè),有被扼殺在搖籃中的風(fēng)險。
同時(shí),他還認為,光熱發(fā)電的價(jià)值無(wú)法在現有電力市場(chǎng)機制下得到合理體現,現行的融資環(huán)境、土地政策、稅收政策無(wú)法為光熱發(fā)電的健康發(fā)展提供有力支撐,也是當下制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
金建祥建議,在“十四五”規劃中,明確光熱發(fā)電的戰略定位,并規劃一定裝機容量,通過(guò)規劃引導行業(yè)加大研發(fā)投入,適當擴大行業(yè)規模,推動(dòng)光熱發(fā)電成本的逐步下降,并在一定期限內繼續給予光熱發(fā)電一定的補貼,給起步階段的光熱發(fā)電走向平價(jià)上網(wǎng)一個(gè)合理的緩沖期。
他還提到,在今年4月發(fā)布的《國家發(fā)展改革委關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機制的意見(jiàn)》中明確抽水蓄能電站實(shí)行的兩部制電價(jià)政策,而光熱發(fā)電自帶大規模熔鹽儲能系統,完全可以在電力系統中承擔與抽水蓄能電站同樣的角色,建議參照抽水蓄能價(jià)格政策,落實(shí)儲能型光熱電站的價(jià)格形成機制,以體現光熱發(fā)電的獨特價(jià)值。
此外,金建祥還表示,“十四五”期間,在風(fēng)電、光伏裝機規模集中、比例迅速提高的地區,可以布局建設一批“光熱+光伏/風(fēng)電”多能互補示范項目,以光熱發(fā)電作為調峰手段,通過(guò)多種能源的有機整合和集成互補,緩解風(fēng)光消納問(wèn)題,促進(jìn)可再生能源高比例應用。
在俞科看來(lái),政策導向上應發(fā)揮光熱發(fā)電的調峰特性,引導“光熱+光伏/風(fēng)電”的可再生能源基地建設模式,深入推進(jìn)源網(wǎng)荷儲和多能互補項目建設;完善跨區峰谷分時(shí)電價(jià)政策,并將銷(xiāo)售電價(jià)模式向電源側傳導,體現光熱發(fā)電的基礎負荷和調峰價(jià)值,推動(dòng)我國光熱產(chǎn)業(yè)可持續發(fā)展。
目前,光熱產(chǎn)業(yè)在項目和技術(shù)上已有一定基礎,對于未來(lái)新能源為主體的電力系統的意義也毫無(wú)疑問(wèn),但是否能成為新能源行業(yè)下一個(gè)風(fēng)口,還取決于能否獲得持續政策支持,加速規?;当竞图夹g(shù)創(chuàng )新迭代。