2015年11月7日,在蘇州舉行的首屆國際能源變革論壇上,煤炭巨頭神華集團提出“把光熱和燃煤電站放在一個系統里,實現化石能源和非化石能源耦合的智能能源系統”的清潔能源發展理念。
其主要模式是,依托西北部光資源富集區的煤電基地和特高壓輸電通道,在燃煤電廠站址周邊廣袤的沙漠或戈壁灘上規模發展太陽能熱發電項目,利用燃煤電廠輔助汽源、已建的基礎設施和管理隊伍,實現統一運行的光煤互補智能能源系統。
無論是與傳統的火電相比,還是與單純的光伏發電相比,太陽能熱發電都具有獨特的優勢。太陽能熱發電利用熱能便于存儲的特點,可實現連續、穩定、高品質的電力輸出,完全避免了傳統間歇式新能源對電網的沖擊,因而具備大規模發展、甚至承擔電網基礎負荷的潛力。
我國太陽能熱發電產業現狀
截至2014年底,我國已建成、運營的太陽能熱發電項目總裝機規模為1.8萬千瓦,其中,純發電項目裝機1.5萬千瓦,除中控德令哈1萬千瓦塔式電站具有商業化規模外,其他均為小型示范和試驗性項目。
2013年7月,中控德令哈項目成功并網發電,成為國內第一座商業化運營的太陽能熱發電電站。
我國具備發展太陽能熱發電產業所必需的產業基礎。太陽能熱發電電站所需要的原材料主要為玻璃(鏡面)、鋼鐵(支架、儲罐)、混凝土(定日鏡基座、設備基礎、廠房)、化工材料(熔鹽)等,在我國產能巨大。
大力發展太陽能熱發電產業,不僅能幫助消化鋼鐵、水泥、玻璃等行業的過剩產能,而且也能夠帶動相關創新技術研發及高端制造業的發展。
近日,國家能源局組織開展了太陽能熱發電示范電站的申報、評審,并明確表示將適時出臺太陽能熱發電上網標桿電價。
據悉,首批太陽能熱發電示范項目總規模約100萬千瓦。隨著這批示范項目的建設完成,太陽能熱發電技術將逐步成熟,其成本也將迅速下降。
太陽能熱發電產業存在的問題
太陽能熱發電具有光利用效率較高、單機規模較大、可連續運行等優勢,是未來清潔能源發展和國家鼓勵的電力發展方向,但目前太陽能熱發電技術在逐步成熟、示范發展過程中,從技術、經濟等方面考慮,還存在一些問題。
太陽能熱發電及光煤互補有關構想
鑒于太陽能熱發電目前存在的問題,現階段不宜大規模建設,應以示范建設為主。為加快驗證、掌握核心技術,并盡可能降低投資,目前階段可以從以下幾個方面開展工作。
首先,依托西北部煤電基地大力發展光煤互補項目。
當前,為解決中東部地區用能需求,并緩解大氣污染問題,國家在西北部地區加快了煤電基地和特高壓輸電通道的開發建設,同時這些地區風、光資源豐富且有大片的戈壁、荒漠等貧瘠土地可利用,具備實施光煤互補的綜合條件,如新疆、內蒙古、甘肅、青海等地區。
所謂光煤互補,是指白天太陽能熱發電機組滿發,降低煤電機組負荷;夜間或白天的無光期從火電機組抽汽(主蒸汽管道或汽輪機抽汽口),維持太陽能熱汽輪發電機組最低負荷運行不停機。
在西北部煤電基地實施光煤互補打捆外送,具有四大綜合優勢。
一是太陽能熱發電項目可少建或不建儲熱系統,系統簡單,容易實現。
二是可減少因儲熱系統運行不穩定引起的太陽能熱汽輪發電機組的波動,可充分發揮煤電機組的調節功能,避免太陽能熱汽輪發電機組的頻繁啟停,保護設備。
三是可降低太陽能熱發電項目的初始投資和度電成本,增強市場競價能力;可用較少的投資驗證、掌握國外太陽能熱發電的鏡場及控制等部分核心技術。
四是整個光煤互補發電基地由一個公司管理,節省管理費用,并可統籌協調優先保障太陽能熱發電,充分利用清潔的太陽能。
當然,實施光煤互補發電,也需要解決一些問題,如太陽能熱發電和火電機組抽汽的參數匹配問題,太陽能熱發電量計量問題,太陽能熱電站和煤電機組距離較長、增加投資及損失問題。
綜上,在煤電基地建設光煤互補發電項目是可行的。舉例來說,哈密大南湖煤電基地可依托哈鄭±800千伏特高壓輸電線路,配套建設1000萬噸/年煤礦+4×66萬千瓦火電+2×13.5萬千瓦太陽能熱發電項目。其基本模型為:光熱項目擬選址于哈密電廠4×66萬千瓦工程東側約0.5公里戈壁灘上,一期建設單臺13.5萬千瓦塔式熔鹽光熱示范項目,通過優化鏡場及機組布置實現煤電機組至光熱機組輔汽管道及公共設施距離最短,運行中利用煤電機組輔汽維持無光期光熱機組連續運行,可實現光熱電站年等效利用小時數2820小時,并由一個公司統籌管理、運營,充分發揮清潔太陽能和煤炭化石能源的互補性。
其次,通過合理規范設計合資公司,實現太陽能熱發電核心技術和設備的引進及國產化。
通過建設部分太陽能熱發電示范項目,鼓勵國內大公司與掌握太陽能熱發電核心技術和設備的國外公司在國內成立合資公司,合資公司應由國內企業控股。合理規范設計合資公司管控模式,通過核心技術、核心設備引進、消化吸收,最終實現核心技術自主研發以及核心設備生產本地化,專利歸合資公司所有,確保達到以市場換技術的目的。
再次,加強國家統一規劃,避免無序、重復低效投資。
為避免太陽能熱發電出現一哄而上的局面,應由國家主管部門牽頭,組織國家電力規劃咨詢機構、行業協會、電網企業、大型發電企業以及科研設計院等規劃研究力量,制定國內太陽能熱發電中長期電力發展戰略,對總量、結構及布局根據不同技術路線、不同外部條件分層次、分階段進行總體安排,避免無序、重復低效投資。
最后,合理制定太陽能熱發電上網電價和補貼標準。
國家應借鑒風電和光伏產業發展經驗,根據太陽能熱發電各示范項目經濟效益情況,合理制定太陽能熱發電上網電價和度電補貼標準,并根據項目造價水平定期優化形成聯動機制,引導和鼓勵企業投資積極性,并通過倒逼機制加快促進企業的技術進步和成本降低,縮短補貼時間,促進新能源產業的健康可持續發展。
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