近日,由中國能建中國電力工程顧問集團西北電力設(shè)計院有限公司(以下簡稱“西北院”)總承包建設(shè)的玉門“光熱儲能+光伏+風電”示范項目10萬千瓦光熱儲能工程取得并網(wǎng)通知書,標志著項目具備整套啟動條件,進入并網(wǎng)發(fā)電倒計時,該項目為全球在建最大規(guī)模熔鹽線性菲涅爾光熱電站。當前,三峽能源、中廣核、中國能建等多個大型能源企業(yè)都在積極推動光熱發(fā)電項目建設(shè)。
為加快光熱發(fā)電發(fā)展,2023年4月,國家能源局發(fā)布《關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)?;l(fā)展有關(guān)事項的通知》提出,結(jié)合沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)新能源基地建設(shè),盡快落地一批光熱發(fā)電項目。力爭“十四五”期間,全國光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模達到300萬千瓦左右。一年多時間過去,光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展提速明顯。
新建開工機組增加
提到太陽能發(fā)電,人們腦海中通常會浮現(xiàn)整齊平滑的太陽能電池板方陣,這是人們對太陽能發(fā)電的普遍印象。實際上,太陽能發(fā)電家族中,還有一種重要的發(fā)電形式——太陽能光熱發(fā)電。與光伏直接將光轉(zhuǎn)換為電不同,光熱發(fā)電技術(shù)是將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能,通過熱功轉(zhuǎn)換過程發(fā)電。光熱發(fā)電機組配置儲熱系統(tǒng)后,可實現(xiàn)24小時連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電,是我國構(gòu)建新型能源體系的重要一環(huán)。
光熱發(fā)電根據(jù)聚光集熱的技術(shù)路線,一般分為塔式、槽式、線性菲涅爾式及碟式等。目前全球范圍在運行電站中,糟式裝機容量最大,塔式次之,線性菲涅爾式較少,碟式光熱技術(shù)目前尚無商業(yè)運行電站。
為推動我國光熱發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,國家能源局2016年啟動首批20個光熱發(fā)電示范項目,裝機規(guī)??偭窟_134.9萬千瓦,開啟了我國光熱發(fā)電的商業(yè)化進程。但由于成本高昂等原因,此后幾年并未延續(xù)良好發(fā)展勢頭。
在第一批太陽能熱發(fā)電示范項目結(jié)束建設(shè)至2023年大約4年時間,國內(nèi)幾乎沒有新建較大的光熱電站。西北院是我國最早開展光熱技術(shù)研發(fā)的工程設(shè)計企業(yè),光熱發(fā)電投運項目占比超過全國70%。據(jù)西北院新能源工程公司總經(jīng)理高紅旗觀察,隨著去年國家能源局及新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等省份一系列涉及支持光熱發(fā)電建設(shè)的新政策發(fā)布,國內(nèi)光熱發(fā)電新建開工機組數(shù)量明顯增加。
國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長杜鳳麗介紹,截至2023年底,我國各省份在建和擬建的太陽能熱發(fā)電項目超40個,總裝機容量約4800兆瓦,預(yù)計最晚將于2025年完成建設(shè),其中約有1200兆瓦預(yù)計于2024年建成。
本批次光熱電站規(guī)模增長的同時,分布區(qū)域更廣,更強調(diào)調(diào)峰作用。“本批次光熱電站主要跟隨風光大基地同步規(guī)劃實施,光熱電站在這些基地中是不可或缺的調(diào)節(jié)性電源。”西北院玉門光熱項目經(jīng)理黎建鋒介紹,以玉門“光熱儲能+光伏+風電”示范項目為例,整體項目建成后,年上網(wǎng)新能源發(fā)電量約17.5億千瓦時,可有效破解新能源大基地大規(guī)模開發(fā)后面臨的棄電問題,對于構(gòu)建新型電力系統(tǒng)具有重要示范意義。
記者注意到,與首批示范光熱電站投資主體以光熱技術(shù)和裝備企業(yè)為主不同,本批次投資主體多以傳統(tǒng)電力投資企業(yè)為主,如三峽集團、國家能源集團、大唐集團、中廣核、中國能建、中國電建等。
高紅旗告訴記者,首批企業(yè)投資的主要動機是開發(fā)新技術(shù),開拓新領(lǐng)域。新一批企業(yè)投資建設(shè)光熱電站的目的,更多的是支撐自身光伏或風電業(yè)務(wù)健康發(fā)展,踐行“雙碳”目標。
產(chǎn)業(yè)配套能力增強
光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的背后,是產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善和成本持續(xù)降低。
“光熱產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備規(guī)?;l(fā)展條件。”國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副理事長、西北院科技創(chuàng)新中心總經(jīng)理趙曉輝表示,我國光熱產(chǎn)業(yè)鏈體系覆蓋了從原材料到具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝備各個環(huán)節(jié),包括鋼鐵、水泥、超白玻璃、高溫吸熱及傳儲熱材料、保溫材料、塔式定日鏡、塔式吸熱器、槽式集熱器、高精度傳動箱、就地控制器、滑壓汽輪機等。在國家第一批光熱發(fā)電示范項目中,國產(chǎn)技術(shù)及裝備的可靠性和先進性在電站投運后得到了有效驗證。
在中國廣核新能源控股有限公司黨委副書記、總經(jīng)理李光明看來,“十四五”時期以來,我國光熱產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力顯著提升。通過首批光熱示范項目運行實踐,我國已基本掌握光熱發(fā)電核心技術(shù)以及適應(yīng)我國高海拔、高寒地區(qū)環(huán)境的光熱電站運維技術(shù),具備關(guān)鍵裝備制造能力。
據(jù)不完全統(tǒng)計,我國現(xiàn)有光熱發(fā)電工程相關(guān)配套企業(yè)約600家,設(shè)備國產(chǎn)化率超90%,產(chǎn)業(yè)配套能力顯著增強,為后續(xù)光熱發(fā)電技術(shù)大規(guī)模發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
更低的成本也為光熱發(fā)電推廣提供了前提條件。水電水利規(guī)劃設(shè)計總院近日發(fā)布的《中國可再生能源工程造價管理報告2023年度》顯示,早期光熱發(fā)電項目造價普遍較高,單位千瓦總投資為24000元至35000元。近期項目單位造價較早期明顯降低,單位千瓦總投資為13500元至23000元。
“本批次光熱電站折算到每千瓦容量的單位成本明顯降低。”趙曉輝分析,主要是由于光熱電站在電力系統(tǒng)中的功能發(fā)生變化,從之前“能發(fā)盡發(fā)”的獨立電源調(diào)整為“儲能調(diào)峰”,配套新能源電站吸納棄電,聚光系統(tǒng)規(guī)模明顯減小。另外,鏡場、三大主機、熔鹽罐等主要設(shè)備均實現(xiàn)國產(chǎn)化,設(shè)備價格明顯下降。加之上游產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步、商業(yè)競爭日趨激烈,驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)成本降低。
有機構(gòu)預(yù)測,如果保持一定市場和產(chǎn)業(yè)規(guī)模,隨著設(shè)備成本和建設(shè)成本下降,我國光熱發(fā)電成本還可以實現(xiàn)較大幅度下降,有望在“十四五”末期與燃氣發(fā)電成本相當,即電價降低到0.7元/千瓦時至0.8元/千瓦時,2030年進一步下降至0.5元/千瓦時左右。屆時考慮其靈活儲熱、可調(diào)節(jié)出力、可提供轉(zhuǎn)動慣量等優(yōu)勢,在電力市場中將具備經(jīng)濟性和競爭力。
核心技術(shù)仍待提升
“雙碳”目標為光熱發(fā)電帶來了巨大發(fā)展空間,也再次提振了行業(yè)信心。但新一輪光熱發(fā)電投資熱潮能否持續(xù),還要接受核心技術(shù)等一系列挑戰(zhàn)。
目前,制約我國光熱發(fā)電可持續(xù)發(fā)展的主要因素在于相關(guān)政策缺乏連續(xù)性,比如,2016年國家發(fā)展改革委核定太陽能熱發(fā)電標桿上網(wǎng)示范電價后,企業(yè)建設(shè)熱情高漲;2020年年初出臺的《關(guān)于促進非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》明確,新增光熱項目不再納入中央財政補貼范圍,光熱發(fā)電發(fā)展勢頭受到明顯影響。
李光明認為,光熱發(fā)電技術(shù)市場定位不明確,價格機制尚未健全。我國在建的“光熱+”一體化基地項目主要通過高比例的風電、光伏裝機配置一定的光熱裝機,但光熱裝機受制于平價上網(wǎng)的投資經(jīng)濟性,裝機比重較低,不足以發(fā)揮光熱機組對電網(wǎng)的支撐作用。同時,現(xiàn)行融資環(huán)境、相關(guān)政策無法為光熱發(fā)電健康發(fā)展提供有力支撐。
專家表示,借著推動光熱發(fā)電規(guī)?;l(fā)展的東風,還需鼓勵有條件的地區(qū)盡快研究出臺支持光熱發(fā)電規(guī)?;l(fā)展的配套政策。內(nèi)蒙古、甘肅、青海、新疆等光熱發(fā)電重點省份能源主管部門要積極推進光熱發(fā)電項目規(guī)劃建設(shè),統(tǒng)籌協(xié)調(diào)光伏、光熱規(guī)劃布局,在新能源基地建設(shè)中同步推動光熱發(fā)電項目規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
另據(jù)記者了解,以熔融鹽為傳儲熱介質(zhì)的第二代太陽能熱發(fā)電技術(shù)是目前的主力技術(shù),雖然已經(jīng)進行工程示范,但核心設(shè)備的可靠性和壽命有待提高,聚光和儲能設(shè)備成本太高,制約了光熱技術(shù)發(fā)展。
趙曉輝表示,聚光器成本約占整個光熱電站投資的一半,未來應(yīng)側(cè)重提高聚光準確度,減少吸熱器溢出損失。目前,包括聚光器在內(nèi)的關(guān)鍵部件生產(chǎn)線技術(shù)在我國發(fā)展緩慢,需要在規(guī)?;瘜嵺`中完善產(chǎn)品質(zhì)量控制技術(shù)和工藝,優(yōu)化聚光、吸熱和傳熱部件的生產(chǎn)線和生產(chǎn)工藝。同時開展百萬千瓦級電/熱轉(zhuǎn)換方式研究,通過規(guī)模效應(yīng)降低單位造價成本。(本文來源:經(jīng)濟日報 記者:王軼辰)
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