來源:能見App | 0評(píng)論 | 6760查看 | 2017-09-25 16:45:00
2017年9月22-23日,2017第二屆德令哈光熱大會(huì)在青海省德令哈市舉行。浙江中控太陽能技術(shù)有限公司董事長兼總工程師金建祥以“中控德令哈太陽能電站運(yùn)行數(shù)據(jù)分析”為題進(jìn)行了主旨報(bào)告。
以下為金建祥演講全文:
金建祥:首先感謝會(huì)議組織方邀請(qǐng)我參加大會(huì)并做報(bào)告,也感謝前面各位專家和領(lǐng)導(dǎo)沒有超出規(guī)定時(shí)間,讓我有更多的時(shí)間來匯報(bào)介紹,也感謝孫銳院長替我們行業(yè)和企業(yè)向各級(jí)政府做了很好的呼吁。今天跟大家分享一下我們中控德令哈太陽能電站真實(shí)而又全面的數(shù)據(jù),現(xiàn)在我在各種場合做介紹,但是數(shù)據(jù)信息不是很全面,所以各種各樣的小道消息比較多,有正面的,也有負(fù)面的,有客觀的,也有道聽途說的,希望以今天我講的為準(zhǔn),我今天提供的數(shù)據(jù)百分之百真實(shí),沒有任何修飾的成份。
圖:浙江中控太陽能技術(shù)有限公司董事長金建祥
今天主要匯報(bào)兩個(gè)方面:一個(gè)方面是光熱電站常見問題及解析,包括經(jīng)濟(jì)性問題和發(fā)電量問題;另一個(gè)方面是中控德令哈電站運(yùn)行數(shù)據(jù)分析。
如何來評(píng)價(jià)光熱電站的經(jīng)濟(jì)性,是單位千瓦投資?還是單位千瓦時(shí)(kwh)的投資、度電成本、發(fā)電成本、上網(wǎng)電價(jià)?這里有很多與財(cái)務(wù)相關(guān)的模糊概念。包括我們行業(yè)的媒體記者,也沒有完全搞清楚這些概念,容易給人產(chǎn)生錯(cuò)誤的信息。到底影響光熱電站經(jīng)濟(jì)性的因素有哪些,它們的影響力怎么樣?
單位千瓦投資比較好理解:總投資額除上裝機(jī)量,對(duì)于火電基本上能夠衡量它的經(jīng)濟(jì)性。這個(gè)指標(biāo)適用于同類型發(fā)電站比較,也可適用不帶儲(chǔ)能光熱電站。我們通過模型計(jì)算,對(duì)于塔式電站來說,不帶儲(chǔ)能的電站的單位千瓦投資約為10000元,儲(chǔ)能時(shí)間每延長一個(gè)小時(shí),每千瓦投資大約增加1000元,那么儲(chǔ)能時(shí)間十個(gè)小時(shí),單位千瓦投資就增加一萬元,因此單位千瓦投資來比較它的經(jīng)濟(jì)性是沒有意義的。
但是如果用千瓦時(shí)(kwh)的投資來評(píng)價(jià)它的經(jīng)濟(jì)性就比較準(zhǔn)確了。這里投資總額作為分子,年發(fā)電量作為分母,這兩個(gè)主要的因素都包含在這里面,所以這個(gè)指標(biāo)相對(duì)比較準(zhǔn)確反映了電站的經(jīng)濟(jì)性。但是這里沒有考慮融資成本,現(xiàn)在融資成本差別很大。這里顯示的是主要類型電站的相關(guān)數(shù)據(jù)。光伏電站投資大概是6500左右,個(gè)別地方也有低于5000的,單位千瓦時(shí)投資大概是3.8元到4.7元左右,單位土地(平方公里)裝機(jī)量是30MW左右,單位土地年發(fā)電量5100萬度電左右。對(duì)于帶7小時(shí)儲(chǔ)能光熱電站的單位千瓦投資18400到21800左右,單位千瓦時(shí)投資6.1元到7.2元,單位土地裝機(jī)量20MW左右,單位土地年發(fā)電量大概是6000萬度電左右。
上網(wǎng)電價(jià)很簡單,很好理解,而度電成本可以全面衡量電站的經(jīng)濟(jì)性,考慮了方方面面因素。
發(fā)電成本是單位發(fā)電量所發(fā)生的成本,包括固定資產(chǎn)的折舊、項(xiàng)目運(yùn)維成本、財(cái)務(wù)費(fèi)用及稅費(fèi)等,但不包含貼現(xiàn)率。一般情況下度電成本要大于發(fā)電成本約25%-30%,如果貼現(xiàn)率等于零的時(shí)候,度電成本就等于發(fā)電成本。影響度電成本的因素比較多,有直接因素、間接因素和容易被忽略的因素。
光熱電站經(jīng)濟(jì)性主要影響因素:總投資影響因子是3.49,排名第三,上網(wǎng)電量影響因子是3.61,排名第二,上網(wǎng)電價(jià)影響因子是3.82,排名第一。
光熱電站的經(jīng)濟(jì)性風(fēng)險(xiǎn)在哪里?最大的風(fēng)險(xiǎn)是發(fā)電量達(dá)不到設(shè)計(jì)值,而成本的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)比較小一些。根據(jù)我們實(shí)際招投標(biāo)結(jié)果來看,總投資會(huì)比預(yù)算低一些。我在很多場合說建成電站并網(wǎng)發(fā)電不難,難的是什么時(shí)候可以達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)電量。設(shè)計(jì)發(fā)電量怎么計(jì)算呢?這是塔式光熱電站設(shè)計(jì)發(fā)電量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn),發(fā)電量取決于六個(gè)主要因素。
今天重點(diǎn)跟各位分享一下塔式與槽式電站(僅指導(dǎo)熱油,以下同)鏡場光熱效率對(duì)比以及成本對(duì)比。
對(duì)于槽式電站來說,夏至日太陽在北回歸線的時(shí)候光熱效率最高,冬至日太陽在南回歸線,光熱效率最低,冬至日的光熱效率只有夏至日的1/3;緯度越低,槽式的效率越高,反之緯度越高效率則越低。而塔式鏡場光熱效率則與緯度和季節(jié)關(guān)系不大。通過SAM軟件計(jì)算(塔式鏡場采用我們自己的優(yōu)化布置方案),北緯35度左右,應(yīng)該是塔式與槽式光熱效率相等的地方。在北緯40度附近,塔式的光熱轉(zhuǎn)化效率會(huì)比槽式高7%左右。除了西藏之外,中國光資源比較好的地方大多處在北緯36度至43度之間,由此推算,在中國槽式電站光熱效率略低于塔式電站光熱效率。但是實(shí)際上并沒有那么樂觀,由于塔式鏡場的間隙陽光利用率不高,SAM軟件仿真計(jì)算結(jié)果對(duì)于塔式來說是偏樂觀的,而對(duì)于槽式來說也許更接近實(shí)際。因此我更愿意相信兩者的實(shí)際光熱效率在北緯40度是基本相當(dāng)?shù)摹?/div>
我們知道槽式電站因蒸汽參數(shù)低,熱電轉(zhuǎn)化效率比塔式電站低14%左右(汽輪機(jī)效率45.3%/39.7%),理論上在北緯40度附近(如玉門和敦煌等地),塔式年均光電轉(zhuǎn)化效率會(huì)比槽式高14%左右。
對(duì)于熔鹽儲(chǔ)換熱系統(tǒng)而言,在同樣儲(chǔ)能量的情況下,槽式用鹽量是塔式的三倍,由此槽式儲(chǔ)換熱系統(tǒng)的投資額約是塔式的2.45倍。根據(jù)第一批示范項(xiàng)目招投標(biāo)結(jié)果來看,50MW儲(chǔ)能時(shí)間為9個(gè)小時(shí)的槽式熔鹽儲(chǔ)換熱系統(tǒng)投資額比塔式要高2.5億元,而鏡場和常規(guī)島的投資,兩者基本相當(dāng),因此槽式總投資額要比塔式高15%。
由此算來,未來槽式的度電成本可能會(huì)比塔式高29%左右。
當(dāng)然現(xiàn)階段槽式已經(jīng)比較成熟,可以達(dá)到各項(xiàng)設(shè)計(jì)值,風(fēng)險(xiǎn)比較小,而塔式成熟度還不是很高,有待于進(jìn)一步完善,但是我相信要不了幾年時(shí)間,塔式的低成本優(yōu)勢(shì)和較高效率的優(yōu)勢(shì)會(huì)得到充分體現(xiàn),。
我們?cè)倏纯磭獾乃剑瑒偛胖v到了塔式電站很少,已經(jīng)投運(yùn)的也就三座,這是美國Ivanpah水工質(zhì)電站,預(yù)計(jì)明年底發(fā)電量可以達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%,塔式國外沒有經(jīng)驗(yàn),他們對(duì)預(yù)期的發(fā)電量往往是偏樂觀的,所以經(jīng)濟(jì)性會(huì)降下來。這是美國CrescentDunes熔鹽電站,最好的三個(gè)月發(fā)電量達(dá)成率大概是67%。這是西班牙Gemasolar熔鹽電站,原計(jì)劃年發(fā)電量是110GWh(含15%的天然氣補(bǔ)燃),后來降低為80GWh(不使用天然氣),這個(gè)目標(biāo)更現(xiàn)實(shí)一些。按照新的目標(biāo)80GWh,發(fā)電量達(dá)成率是93.8%,這是一個(gè)不錯(cuò)的數(shù)據(jù)。
影響實(shí)際發(fā)電量的因素,首先是設(shè)計(jì)值偏高,沒有經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致設(shè)計(jì)值偏樂觀,國外幾個(gè)電站經(jīng)過幾年運(yùn)營之后都把設(shè)計(jì)值降下來了。還有一個(gè)是考慮因素不全導(dǎo)致棄光率設(shè)計(jì)偏低,實(shí)際發(fā)電量達(dá)到的可能性就不大,另外是設(shè)備的故障多,停運(yùn)保養(yǎng)或檢修時(shí)間長,運(yùn)營維護(hù)技術(shù)不足。
這是我們10兆瓦的核心參數(shù)。我明確告訴各位:10MW規(guī)模太小,沒有任何經(jīng)濟(jì)性可言,我們當(dāng)初建這個(gè)電站就是為了驗(yàn)證核心技術(shù)和裝備。設(shè)計(jì)年發(fā)電量940萬kWh,熔鹽最高工作溫度是568度。
這個(gè)圖表可能大家更關(guān)注,深藍(lán)色的是理論發(fā)電量,淺色是實(shí)際發(fā)電量。我們經(jīng)過兩個(gè)月的不斷優(yōu)化,到2016年11月份實(shí)際發(fā)電量已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值的98.7%,這當(dāng)然與11月份的天氣很好有關(guān)。今年二月份、三月份雨雪和風(fēng)沙天氣比較多,六月份是德令哈的雨季,嚴(yán)重影響發(fā)電,所以這三個(gè)月發(fā)電量都比較少。從四月份以后的五個(gè)月,實(shí)際的發(fā)電量和目標(biāo)值只差了4.3個(gè)百分點(diǎn),過去一整年實(shí)際發(fā)電量已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值的92.1%。我相信如果從去年的11月份開始,到今年的10月份為止的年度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)電量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%應(yīng)該沒有問題。
這里做了一個(gè)10兆瓦和50兆瓦的比較,鏡場聚光效率10兆瓦是68.9%,而50兆瓦只有60.4%(100MW會(huì)更低一些),說明鏡場越大聚光效率越低。而吸熱器越大效率越高,從82%提高到88%,汽輪機(jī)效率從26%大幅度提升到43.2%(如果選用進(jìn)口西門子汽輪機(jī)則效率更高),設(shè)計(jì)點(diǎn)效率從15.9%可以提高到22.7%,年設(shè)計(jì)發(fā)電量從940萬度電可以提升到1.46億度電。
這是國外塔式光熱電站發(fā)電量及效率對(duì)比,西班牙Gemasolar電站的裝機(jī)量是19.9MW,年DNI是2172kWh,總采光面積304750平方米,設(shè)計(jì)發(fā)電量8000萬度,實(shí)際發(fā)電量7500萬度,年均效率從12.1%下降到11.34%,發(fā)電量達(dá)成率有93.75%。
最后總結(jié)一下,儲(chǔ)能塔式光熱電站經(jīng)濟(jì)性主要是通過單位千瓦時(shí)投資和度電成本進(jìn)行評(píng)估,應(yīng)該說度電成本更全面一些。影響度電成本的核心因素是上網(wǎng)發(fā)電量,這是最重要的。相對(duì)槽式電站來講,塔式光熱電站在緯度較高的區(qū)域其光熱效率和熱