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“雙碳”之路漸近 太陽(yáng)能熱發(fā)電大有可為

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2021-05-11 00:00:00

應(yīng)對(duì)高比例風(fēng)電、光伏發(fā)電間歇性和波動(dòng)性帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn),太陽(yáng)能熱發(fā)電在新型電力系統(tǒng)重要性逐漸凸顯

 

從青海省海南州共和縣出發(fā),向西南約12公里,廣袤而又荒蕪的“塔拉灘”便會(huì)映入眼簾。“塔拉灘”地勢(shì)開(kāi)闊平坦,平均海拔2900米,在湛藍(lán)的天空下,顯得蔚為壯觀(guān)。日前,位于“塔拉灘”的國(guó)家首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目之一——青海共和50MW光熱發(fā)電項(xiàng)目通過(guò)示范性驗(yàn)收,為我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)的探索,又增添了新的詩(shī)篇。

在“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)的引領(lǐng)下,我國(guó)可再生能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的時(shí)代即將到來(lái),構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)已經(jīng)成為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場(chǎng)。隨之而來(lái)的是要應(yīng)對(duì)高比例風(fēng)電、光伏發(fā)電的間歇性和波動(dòng)性帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn),太陽(yáng)能熱發(fā)電在新型電力系統(tǒng)中的重要性也逐漸凸顯。然而,從我國(guó)目前的裝機(jī)容量來(lái)看,太陽(yáng)能熱發(fā)電的發(fā)展明顯不足,現(xiàn)有的市場(chǎng)無(wú)法滿(mǎn)足“雙碳”目標(biāo)下可再生能源加速發(fā)展而帶來(lái)的需求,進(jìn)入“十四五”發(fā)展階段,行業(yè)發(fā)展仍需政策紓困。

優(yōu)勢(shì)明顯 雙碳之路大有可為

在能源轉(zhuǎn)型大背景下,光熱發(fā)電的重要性正越來(lái)越凸顯。中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)太陽(yáng)能熱發(fā)電專(zhuān)委會(huì)副主任委員兼秘書(shū)長(zhǎng)、電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院高級(jí)顧問(wèn)孫銳在接受本報(bào)記者獨(dú)家專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)指出,儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電是集發(fā)電與儲(chǔ)能為一體的太陽(yáng)能發(fā)電方式,具有發(fā)電功率穩(wěn)定可靠、調(diào)節(jié)靈活的特性,“它可以替代煤電機(jī)組在新型電力系統(tǒng)中承擔(dān)基荷、調(diào)峰、調(diào)頻,也可以像抽水蓄能那樣作為電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能電站發(fā)揮作用。”

在孫銳看來(lái),不同的儲(chǔ)能方式有各自的優(yōu)勢(shì)和不足,應(yīng)結(jié)合不同的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行合理的選擇,才能揚(yáng)長(zhǎng)避短。他表示,儲(chǔ)熱型光熱電站的設(shè)計(jì)壽命可長(zhǎng)達(dá)30年,儲(chǔ)熱介質(zhì)熔鹽的使用壽命可與電站的壽命相同,而且對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染;同時(shí),在連續(xù)多天沒(méi)有日照的極端天氣條件下,仍然可以利用天然氣發(fā)電,只需要增設(shè)加熱熔鹽用的天然氣鍋爐,備用成本低。

對(duì)此,浙江中控太陽(yáng)能技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)金建祥認(rèn)為,太陽(yáng)能熱發(fā)電是用熱來(lái)儲(chǔ)存能量,與其他儲(chǔ)能方式相比,擁有成本低、安全、環(huán)保的優(yōu)勢(shì),同時(shí)還具有甚至比煤電更好的調(diào)峰功能。“光熱采用的熔鹽儲(chǔ)能非常安全且資源豐富,同時(shí),熱儲(chǔ)能的壽命非常長(zhǎng),可以跟抽水蓄能媲美。”他表示,目前電池儲(chǔ)能的完整充放電次數(shù)在1000次左右,而熔鹽儲(chǔ)能是物理變化過(guò)程,壽命是無(wú)限長(zhǎng)的。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,作為一種儲(chǔ)能方式,光熱具有安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),而作為一種可再生能源,其作為優(yōu)質(zhì)電源的特性也是一種巨大的優(yōu)勢(shì)。首航高科能源技術(shù)股份有限公司副董事長(zhǎng)黃文博則強(qiáng)調(diào),太陽(yáng)能熱發(fā)電是一種清潔的可再生能源發(fā)電方式,其全產(chǎn)業(yè)鏈全周期度電碳排放量?jī)H是光伏和風(fēng)電的1/4,是一種優(yōu)質(zhì)電源,因其良好的儲(chǔ)熱性能和類(lèi)似于火電的電力品質(zhì),可參與電網(wǎng)調(diào)頻和調(diào)峰,對(duì)構(gòu)建新能源電力系統(tǒng)至關(guān)重要。

“太陽(yáng)能熱發(fā)電對(duì)電網(wǎng)具有先天的友好性。”太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院電工所研究員王志峰指出,在未來(lái)的“碳中和”體系中,可再生能源占比將達(dá)到80%以上,電源側(cè)的調(diào)峰就會(huì)變得重要,由于未來(lái)不太適合繼續(xù)用火電來(lái)調(diào)峰,以及風(fēng)電、光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性,用光熱發(fā)電進(jìn)行調(diào)節(jié)將會(huì)越來(lái)越重要。

舉世矚目 示范項(xiàng)目成績(jī)斐然

記者了解到,2016年,隨著《關(guān)于建設(shè)太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的通知》發(fā)布,首批太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目正式啟動(dòng),到目前為止,已投運(yùn)的示范項(xiàng)目運(yùn)行狀況良好。在示范項(xiàng)目的帶動(dòng)下,形成了技術(shù)研發(fā)、裝備材料制造、工程設(shè)計(jì)和工程建設(shè)等全套產(chǎn)業(yè)鏈,為光熱發(fā)電的后續(xù)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ),達(dá)到了示范項(xiàng)目的初衷和目的。

雖然我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)起步較晚,但近年來(lái),通過(guò)國(guó)家示范項(xiàng)目的推進(jìn)和企業(yè)的自主創(chuàng)新與研發(fā),部分技術(shù)已走在國(guó)際前列。“經(jīng)過(guò)10多年的研究開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)、示范,我國(guó)在光熱發(fā)電領(lǐng)域取得了令世界矚目的成績(jī)。”孫銳表示,一些高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)成功開(kāi)發(fā)了一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和裝備,使我國(guó)的光熱發(fā)電技術(shù)和裝備能夠?qū)崿F(xiàn)自主化;同時(shí)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈,使光熱發(fā)電具備了大規(guī)模應(yīng)用的條件;此外,通過(guò)示范項(xiàng)目建設(shè),嘗試了各種聚光集熱的技術(shù)路線(xiàn),為以后選出更加適合我國(guó)地理環(huán)境和氣象條件的技術(shù)路線(xiàn)創(chuàng)造了條件。

對(duì)此,王志峰也指出,在我國(guó)光熱示范項(xiàng)目推進(jìn)的過(guò)程中,首先,形成了產(chǎn)業(yè)鏈,從材料到服務(wù)、運(yùn)維、生產(chǎn),目前都實(shí)現(xiàn)了自主化,技術(shù)得到了很大的提高;其次,隨著示范項(xiàng)目的建設(shè),熱發(fā)電的多種形式都得到了驗(yàn)證,對(duì)下一步采用哪種方式作為發(fā)展的主流提供了經(jīng)驗(yàn);再次,創(chuàng)新電站也得到了嘗試和發(fā)展,調(diào)峰性能也已經(jīng)凸顯。他告訴記者,目前,我國(guó)已有的11個(gè)光熱電站呈現(xiàn)出百花齊放的特點(diǎn),為未來(lái)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

在國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平不斷提升的同時(shí),光熱發(fā)電在國(guó)際合作中也取得了矚目的成績(jī)。“隨著國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,一些具有優(yōu)勢(shì)的企業(yè)已經(jīng)參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),并取得了可喜成果。”孫銳指出,隨著世界各國(guó)碳減排戰(zhàn)略的實(shí)施,我國(guó)燃煤發(fā)電裝備的出口將越來(lái)越困難,光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)實(shí)施“一帶一路”倡議、機(jī)電裝備制造業(yè)走向國(guó)際市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),必將為擴(kuò)大我國(guó)機(jī)電裝備在國(guó)際市場(chǎng)上的份額發(fā)揮重要作用。

據(jù)黃文博介紹,近年來(lái),跟隨“一帶一路”建設(shè)步伐,我國(guó)光熱企業(yè)開(kāi)始在南美、北非、中東、南歐等地站穩(wěn)腳跟,持續(xù)擴(kuò)大中國(guó)品牌影響力,逐漸從項(xiàng)目總包和投資商向項(xiàng)目主設(shè)備供應(yīng)商、集成商發(fā)展。2018年,上海電氣集團(tuán)股份有限公司在市場(chǎng)充分競(jìng)爭(zhēng)的情況下,以世界最高標(biāo)準(zhǔn)贏得了迪拜700兆瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目的總承包機(jī)會(huì)。此外,我國(guó)企業(yè)參加總包的摩洛哥250兆瓦槽式NOOR2、150兆瓦塔式NOOR3光熱電站相繼投運(yùn),在海外市場(chǎng)建立起良好信譽(yù)。此外,希臘、智利、非洲等地的市場(chǎng)開(kāi)拓也進(jìn)入新階段。

瓶頸猶存 行業(yè)亟須政策紓困

雖然經(jīng)過(guò)多年示范,太陽(yáng)能熱發(fā)電的發(fā)展得到較大提升,但目前,國(guó)內(nèi)外光熱發(fā)電裝機(jī)量都相對(duì)較小。金建祥認(rèn)為,一方面原因在于光熱發(fā)電調(diào)試運(yùn)營(yíng)、安裝都比風(fēng)電、光伏復(fù)雜;另一方面,由于沒(méi)有形成規(guī)模效應(yīng),投資金額和風(fēng)險(xiǎn)較大,導(dǎo)致光熱發(fā)電很多優(yōu)勢(shì)未能體現(xiàn)出來(lái)。他表示,“光熱發(fā)電需要通過(guò)持續(xù)的技術(shù)迭代,為未來(lái)做儲(chǔ)備。”

金建祥指出,隨著高比例可再生能源新型電力系統(tǒng)發(fā)展,煤電占比逐漸降低,風(fēng)電、光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性也將隨之大量出現(xiàn)。屆時(shí),如果沒(méi)有足夠的光熱發(fā)電,電力系統(tǒng)就會(huì)出問(wèn)題。他強(qiáng)調(diào),決策者需要有戰(zhàn)略家的眼光,在政策制定的角度,要看未來(lái)10年、20年的長(zhǎng)期需求,為光熱發(fā)電投入資源來(lái)培育;同時(shí),要進(jìn)一步推進(jìn)電力體制的市場(chǎng)化改革,將電作為一種商品,以供求關(guān)系來(lái)決定其價(jià)格,“如果在不同時(shí)間段實(shí)行不同電價(jià),作為天然能帶來(lái)大容量低成本儲(chǔ)能的電源,光熱的問(wèn)題會(huì)迎刃而解。”

對(duì)于電力體制改革,孫銳也表示,要從根本上解決政策上的障礙,必須依靠電力體制和機(jī)制改革。按照目前的電源上網(wǎng)電價(jià)形成機(jī)制,電源的上網(wǎng)電價(jià)是按照電源投資的基準(zhǔn)收益率確定的,并沒(méi)有體現(xiàn)電力品質(zhì)的差異,也沒(méi)有反映供求關(guān)系。因此,電源上網(wǎng)電價(jià)形成機(jī)制應(yīng)盡快進(jìn)行市場(chǎng)化改革。他還指出,按照國(guó)際上的經(jīng)驗(yàn),電源的上網(wǎng)電價(jià)是通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)確定的,但電力系統(tǒng)中各種電源種類(lèi)的配比則需要系統(tǒng)研究確定。另外,電源上網(wǎng)電價(jià)要反映電力銷(xiāo)售端的供求關(guān)系,即與銷(xiāo)售端峰谷分時(shí)銷(xiāo)售電價(jià)模式掛鉤,不同時(shí)段采用不同的上網(wǎng)電價(jià)系數(shù)。“十四五”期間,在我國(guó)西電東送通道的送出端,建設(shè)儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電替代燃煤機(jī)組,可以顯著地提高可再生能源電力外送的比重。

記者了解到,為解決新能源發(fā)電的并網(wǎng)問(wèn)題,儲(chǔ)能的作用已得到廣泛認(rèn)可。近日,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局下發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)(征求意見(jiàn)稿)》提出“堅(jiān)持儲(chǔ)能技術(shù)多元化”,對(duì)此,常州龍騰光熱科技股份有限公司總經(jīng)理俞科告訴記者,文件提到儲(chǔ)能技術(shù)多元化的思想,但列舉具體的儲(chǔ)能技術(shù)時(shí),沒(méi)有提及儲(chǔ)熱型光熱電站。他強(qiáng)調(diào),“國(guó)家首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目普遍配置有滿(mǎn)負(fù)荷發(fā)電6小時(shí)~10小時(shí)的儲(chǔ)能設(shè)施。作為增強(qiáng)電源側(cè)調(diào)節(jié)能力的重要手段,依托GW級(jí)的熱儲(chǔ)能設(shè)施,光熱電站可以調(diào)度運(yùn)行讓峰發(fā)電,也可以吸納棄電儲(chǔ)能,具有很好的安全性,是可以在中西部地區(qū)大規(guī)模推廣協(xié)助風(fēng)電光伏高比例上網(wǎng)的重要儲(chǔ)能技術(shù)手段,國(guó)家應(yīng)該給予重視和支持。”

“在未來(lái)電網(wǎng)里,如果缺少了光熱發(fā)電,電力的流動(dòng)將會(huì)非常困難。”王志峰強(qiáng)調(diào),在未來(lái)電力系統(tǒng)中,太陽(yáng)能熱發(fā)電可以和“風(fēng)光水”打包使用。他表示,隨著煤電逐步退出,淘汰火電機(jī)組對(duì)于國(guó)家的投資而言,是一個(gè)很大的浪費(fèi),可以在原火電廠(chǎng)周邊建設(shè)光熱裝置,利用舊電廠(chǎng)的汽輪機(jī)等設(shè)備發(fā)展光熱,可以避免火電機(jī)組淘汰造成的浪費(fèi)。

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