近日，由中國(guó)能建中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司(以下簡(jiǎn)稱“西北院”)總承包建設(shè)的玉門“光熱儲(chǔ)能+光伏+風(fēng)電”示范項(xiàng)目10萬(wàn)千瓦光熱儲(chǔ)能工程取得并網(wǎng)通知書，標(biāo)志著項(xiàng)目具備整套啟動(dòng)條件，進(jìn)入并網(wǎng)發(fā)電倒計(jì)時(shí)，該項(xiàng)目為全球在建最大規(guī)模熔鹽線性菲涅爾光熱電站。當(dāng)前，三峽能源、中廣核、中國(guó)能建等多個(gè)大型能源企業(yè)都在積極推動(dòng)光熱發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)。
為加快光熱發(fā)電發(fā)展，2023年4月，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)光熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展有關(guān)事項(xiàng)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(xiàng)目。力爭(zhēng)“十四五”期間，全國(guó)光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模達(dá)到300萬(wàn)千瓦左右。一年多時(shí)間過(guò)去，光熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展提速明顯。
新建開工機(jī)組增加
提到太陽(yáng)能發(fā)電，人們腦海中通常會(huì)浮現(xiàn)整齊平滑的太陽(yáng)能電池板方陣，這是人們對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的普遍印象。實(shí)際上，太陽(yáng)能發(fā)電家族中，還有一種重要的發(fā)電形式——太陽(yáng)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(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程發(fā)電。光熱發(fā)電機(jī)組配置儲(chǔ)熱系統(tǒng)后，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，是我國(guó)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(yùn)行電站中，糟式裝機(jī)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(wú)商業(yè)運(yùn)行電站。
為推動(dòng)我國(guó)光熱發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，國(guó)家能源局2016年啟動(dòng)首批20個(gè)光熱發(fā)電示范項(xiàng)目，裝機(jī)規(guī)?？偭窟_(dá)134.9萬(wàn)千瓦，開啟了我國(guó)光熱發(fā)電的商業(yè)化進(jìn)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(shì)頭。
在第一批太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目結(jié)束建設(shè)至2023年大約4年時(shí)間，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有新建較大的光熱電站。西北院是我國(guó)最早開展光熱技術(shù)研發(fā)的工程設(shè)計(jì)企業(yè)，光熱發(fā)電投運(yùn)項(xiàng)目占比超過(guò)全國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)光熱發(fā)電新建開工機(jī)組數(shù)量明顯增加。
國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長(zhǎng)杜鳳麗介紹，截至2023年底，我國(guó)各省份在建和擬建的太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目超40個(gè)，總裝機(jī)容量約4800兆瓦，預(yù)計(jì)最晚將于2025年完成建設(shè)，其中約有1200兆瓦預(yù)計(jì)于2024年建成。
本批次光熱電站規(guī)模增長(zhǎng)的同時(shí)，分布區(qū)域更廣，更強(qiáng)調(diào)調(diào)峰作用。“本批次光熱電站主要跟隨風(fēng)光大基地同步規(guī)劃實(shí)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(xiàng)目經(jīng)理黎建鋒介紹，以玉門“光熱儲(chǔ)能+光伏+風(fēng)電”示范項(xiàng)目為例，整體項(xiàng)目建成后，年上網(wǎng)新能源發(fā)電量約17.5億千瓦時(shí)，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(wèn)題，對(duì)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(tuán)、國(guó)家能源集團(tuán)、大唐集團(tuán)、中廣核、中國(guó)能建、中國(guó)電建等。
高紅旗告訴記者，首批企業(yè)投資的主要?jiǎng)訖C(jī)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(fēng)電業(yè)務(wù)健康發(fā)展，踐行“雙碳”目標(biāo)。
產(chǎn)業(yè)配套能力增強(qiáng)
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(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副理事長(zhǎng)、西北院科技創(chuàng)新中心總經(jīng)理趙曉輝表示，我國(guó)光熱產(chǎn)業(yè)鏈體系覆蓋了從原材料到具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝備各個(gè)環(huán)節(jié)，包括鋼鐵、水泥、超白玻璃、高溫吸熱及傳儲(chǔ)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(dòng)箱、就地控制器、滑壓汽輪機(jī)等。在國(guó)家第一批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目中，國(guó)產(chǎn)技術(shù)及裝備的可靠性和先進(jìn)性在電站投運(yùn)后得到了有效驗(yàn)證。
在中國(guó)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(lái)，“十四五”時(shí)期以來(lái)，我國(guó)光熱產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力顯著提升。通過(guò)首批光熱示范項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)踐，我國(guó)已基本掌握光熱發(fā)電核心技術(shù)以及適應(yīng)我國(guó)高海拔、高寒地區(qū)環(huán)境的光熱電站運(yùn)維技術(shù)，具備關(guān)鍵裝備制造能力。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)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(guó)產(chǎn)化率超90%，產(chǎn)業(yè)配套能力顯著增強(qiáng)，為后續(xù)光熱發(fā)電技術(shù)大規(guī)模發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)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(jì)總院近日發(fā)布的《中國(guó)可再生能源工程造價(jià)管理報(bào)告2023年度》顯示，早期光熱發(fā)電項(xiàng)目造價(jià)普遍較高，單位千瓦總投資為24000元至35000元。近期項(xiàng)目單位造價(jià)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(dú)立電源調(diào)整為“儲(chǔ)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(chǎng)、三大主機(jī)、熔鹽罐等主要設(shè)備均實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，設(shè)備價(jià)格明顯下降。加之上游產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步、商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)成本降低。
有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，如果保持一定市場(chǎng)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(guó)光熱發(fā)電成本還可以實(shí)現(xiàn)較大幅度下降，有望在“十四五”末期與燃?xì)獍l(fā)電成本相當(dāng)，即電價(jià)降低到0.7元/千瓦時(shí)至0.8元/千瓦時(shí)，2030年進(jìn)一步下降至0.5元/千瓦時(shí)左右。屆時(shí)考慮其靈活儲(chǔ)熱、可調(diào)節(jié)出力、可提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等優(yōu)勢(shì)，在電力市場(chǎng)中將具備經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)爭(zhēng)力。
核心技術(shù)仍待提升
“雙碳”目標(biāo)為光熱發(fā)電帶來(lái)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(guó)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(guó)家發(fā)展改革委核定太陽(yáng)能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)示范電價(jià)后，企業(yè)建設(shè)熱情高漲;2020年年初出臺(tái)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(xiàng)目不再納入中央財(cái)政補(bǔ)貼范圍，光熱發(fā)電發(fā)展勢(shì)頭受到明顯影響。
李光明認(rèn)為，光熱發(fā)電技術(shù)市場(chǎng)定位不明確，價(jià)格機(jī)制尚未健全。我國(guó)在建的“光熱+”一體化基地項(xiàng)目主要通過(guò)高比例的風(fēng)電、光伏裝機(jī)配置一定的光熱裝機(jī)，但光熱裝機(jī)受制于平價(jià)上網(wǎng)的投資經(jīng)濟(jì)性，裝機(jī)比重較低，不足以發(fā)揮光熱機(jī)組對(duì)電網(wǎng)的支撐作用。同時(shí)，現(xiàn)行融資環(huán)境、相關(guān)政策無(wú)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(dòng)光熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展的東風(fēng)，還需鼓勵(lì)有條件的地區(qū)盡快研究出臺(tái)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(diǎn)省份能源主管部門要積極推進(jìn)光熱發(fā)電項(xiàng)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(dòng)光熱發(fā)電項(xiàng)目規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
另?yè)?jù)記者了解，以熔融鹽為傳儲(chǔ)熱介質(zhì)的第二代太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)是目前的主力技術(shù)，雖然已經(jīng)進(jìn)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(chǔ)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(gè)光熱電站投資的一半，未來(lái)應(yīng)側(cè)重提高聚光準(zhǔn)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(guó)發(fā)展緩慢，需要在規(guī)?；瘜?shí)踐中完善產(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(shí)開展百萬(wàn)千瓦級(jí)電/熱轉(zhuǎn)換方式研究，通過(guò)規(guī)模效應(yīng)降低單位造價(jià)成本。(本文來(lái)源：經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào) 記者：王軼辰)
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