CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：6月12日，2023中國(guó)國(guó)際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA第十屆年會(huì)在浙江杭州盛大召開，國(guó)網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所所長(zhǎng)李瓊慧出席會(huì)議并帶來(lái)主題演講《新發(fā)展階段推動(dòng)光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展新模式》。

圖：李瓊慧

新發(fā)展階段光熱發(fā)電技術(shù)再認(rèn)識(shí)

新發(fā)展階段是怎樣的？李瓊慧認(rèn)為可以通過(guò)以下幾個(gè)特征來(lái)反映：

▋新發(fā)展階段新能源發(fā)展新特征

（1）新能源裝機(jī)發(fā)電量將繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)；

（2）沙戈荒大基地成為新能源大規(guī)模高比例發(fā)展重要支撐；

（3）開發(fā)沙戈荒大基地需要構(gòu)建新能源供給消納體系；

（4）光熱發(fā)電有望成為構(gòu)建新能源供給消納體系的重要支撐技術(shù)。

▋光熱發(fā)電再認(rèn)識(shí)

光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，可消化提升特種玻璃、鋼鐵、水泥、熔融鹽等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還可帶動(dòng)新材料、精密設(shè)備、智能控制等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，光熱發(fā)電規(guī)模化開發(fā)利用將成為我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

圖：光熱發(fā)電的六大優(yōu)勢(shì)

提及光熱發(fā)電，李瓊慧表示，它不僅是發(fā)電還是儲(chǔ)能；不僅對(duì)于能源轉(zhuǎn)型具有重要意義，對(duì)于生態(tài)保護(hù)也大有裨益。

光熱發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀及主要障礙

據(jù)李瓊慧介紹，光熱發(fā)電的現(xiàn)狀可簡(jiǎn)單概括為以下幾方面：

▋光熱發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀

（1）全球

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年底，全球太陽(yáng)能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量約7050MW(含美國(guó)運(yùn)行30年后退役的槽式電站)。從技術(shù)類型來(lái)看，槽式占比約77%，塔式約20%，線菲約3%；從地區(qū)分布來(lái)看，裝機(jī)容量最大的三個(gè)國(guó)家依次為西班牙（2300MW）、美國(guó)（1837MW）、中國(guó)（588MW）。

（2）中國(guó)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2022年底，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量588MW，在全球太陽(yáng)能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量中占比8.3%。從技術(shù)類型看，塔式占比約63%，槽式約26%，線菲式約11%。

（3）中國(guó)已建規(guī)模

2016年9月，國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于建設(shè)太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的通知》（國(guó)能新能〔2016〕223號(hào)），確定第一批太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目共20個(gè)，總計(jì)裝機(jī)容量1349MW，分別分布在青海省、甘肅省、河北省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆自治區(qū)。截至2022年底，并網(wǎng)發(fā)電太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目共9個(gè)，總?cè)萘?5萬(wàn)千瓦；其中，塔式項(xiàng)目6個(gè)，槽式項(xiàng)目2個(gè)，線菲式1個(gè)。

（4）中國(guó)在建規(guī)模

圖：大基地規(guī)劃光熱裝機(jī)容量與占比

根據(jù)國(guó)家能源局的數(shù)據(jù)，第一、二批沙戈荒大基地中已經(jīng)明確光熱發(fā)電項(xiàng)目約1.5GW。已上報(bào)沙戈荒風(fēng)光大基地實(shí)施方案中提出光熱發(fā)電項(xiàng)目2.8GW(其中內(nèi)蒙古800MW、甘肅700MW、青海1000MW、寧夏100MW，新疆200MW)。配建光熱的大型風(fēng)光基地風(fēng)光中,風(fēng)光裝機(jī)和光熱的裝機(jī)配比約為8：1。

（5）經(jīng)濟(jì)性

目前，光熱發(fā)電成本仍然較高，度電成本約0.65-0.85元/千瓦時(shí)。以當(dāng)前主流的10萬(wàn)千瓦裝機(jī)、12小時(shí)儲(chǔ)熱塔式光熱電站為例，光熱發(fā)電初始投資在25-30元/瓦，其中聚光和集熱系統(tǒng)占比超過(guò)50%。據(jù)國(guó)際可再生能源署統(tǒng)計(jì)，2021年全球光熱發(fā)電平準(zhǔn)化度電成本為0.764元/千瓦時(shí)，顯著高于風(fēng)電0.221元/千瓦時(shí)、光伏0.322元/千瓦時(shí)。

李瓊慧表示，盡管目前光熱發(fā)電成本仍然較高，但從全球發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，未來(lái)將有較大的下降空間。

▋光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的主要障礙

李瓊慧分析后總結(jié)，目前光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展主要面臨以下障礙：

(1)項(xiàng)目投資門檻高

光熱發(fā)電項(xiàng)目初始投資較大。光熱發(fā)電單個(gè)項(xiàng)目規(guī)模較大，抬高了項(xiàng)目整體投資門檻。我國(guó)首批示范項(xiàng)目單個(gè)項(xiàng)目的投資均超過(guò)10億元，對(duì)普通項(xiàng)目建設(shè)主體而言，資金規(guī)模大、貸款融資難度高。

(2)光熱發(fā)電成本依然較高

盡管光熱發(fā)電度電成本已降至0.65-0.85元/千瓦時(shí)，但仍遠(yuǎn)高于風(fēng)電、光伏。盡管光熱發(fā)電消納的系統(tǒng)成本遠(yuǎn)低于風(fēng)電和光伏，但在目前電力市場(chǎng)環(huán)境下，其具有的調(diào)節(jié)性價(jià)值還難以變現(xiàn)。

(3)建設(shè)條件要求高

光熱發(fā)電具有一定的地理約束性。聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的研究顯示，光熱發(fā)電土地占用量高于光伏、風(fēng)電。為保證經(jīng)濟(jì)性，光熱發(fā)電需要較高的太陽(yáng)能資源，因此我國(guó)僅西部和北部地區(qū)的一些沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)適宜發(fā)展光熱發(fā)電。但與此同時(shí)，沙戈荒地區(qū)多遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，送出成本較高。

(4)發(fā)電可靠性需進(jìn)一步提高

我國(guó)光熱發(fā)電技術(shù)研究及應(yīng)用起步較晚，光熱項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，相關(guān)專業(yè)技術(shù)及人才儲(chǔ)備不足，我國(guó)在運(yùn)項(xiàng)目普遍存在設(shè)備調(diào)試消缺時(shí)間較長(zhǎng)，年實(shí)際發(fā)電量仍然偏小等問(wèn)題。我國(guó)光熱發(fā)電技術(shù)路線以塔式為主，受設(shè)備異常故障、運(yùn)維人員經(jīng)驗(yàn)不足影響，項(xiàng)目并網(wǎng)后需要較長(zhǎng)時(shí)間消缺，2021年實(shí)際利用小時(shí)數(shù)僅為1237小時(shí)，遠(yuǎn)達(dá)不到3000-4000小時(shí)的設(shè)計(jì)值，進(jìn)一步影響了發(fā)電經(jīng)濟(jì)性。

新發(fā)展階段光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展新模式—從光熱發(fā)電到光熱儲(chǔ)能

李瓊慧表示，新能源要想發(fā)展必須要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展模式，找到一個(gè)適應(yīng)新的市場(chǎng)環(huán)境的平衡點(diǎn)。

（1）光伏發(fā)電/風(fēng)電+光熱儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)

光伏發(fā)電/風(fēng)電+光熱儲(chǔ)能技術(shù)：如上圖所示，以聚光集熱系統(tǒng)輔以電加熱作為儲(chǔ)能輸入，以高溫熔鹽作為介質(zhì)。

圖：光伏發(fā)電/風(fēng)電+光熱儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)

光伏發(fā)電/風(fēng)電+光熱儲(chǔ)能技術(shù)降低了光熱發(fā)電初投資門檻，建設(shè)周期短，可作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，能夠比較好的解決西北部地區(qū)新能源規(guī)模化開發(fā)面臨的問(wèn)題，同時(shí)也解決了當(dāng)前光熱規(guī)模化開發(fā)的主要障礙。

圖：光熱電站與燃煤發(fā)電典型調(diào)峰指標(biāo)對(duì)比

在西北部沙戈荒等煤炭資源缺乏的地區(qū)，可補(bǔ)位煤電實(shí)現(xiàn)大基地的有效開發(fā)利用。對(duì)于光資源較好的地區(qū)，中長(zhǎng)期來(lái)看，光熱可補(bǔ)位替代一部分服役期滿需要退役煤電機(jī)組。

▋光熱儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景

我國(guó)已形成較為完備、基本自主可控的光熱產(chǎn)業(yè)鏈，可有效承接煤電裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。我國(guó)西北部地區(qū)光資源條件較好。光熱儲(chǔ)能主要應(yīng)用場(chǎng)景主要分布在西北部地區(qū)。

場(chǎng)景一：沙戈荒大基地配套

受多種因素制約，沙戈荒大基地配套煤電受到限制。即使按40%配套煤電，冬季晚高峰輸電通道的能力也僅達(dá)50-60%，直流故障極易引發(fā)大范圍電壓、頻率穩(wěn)定問(wèn)題。沙戈荒大基地配置光熱儲(chǔ)能電站，能夠提高通道利用率和系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，降低送受端靈活性制約。

場(chǎng)景二：三北地區(qū)自用

隨著風(fēng)電光伏發(fā)電量滲透率的提高，三北地區(qū)新能源消納的難度加大，系統(tǒng)保供和保消納的壓力共存。建設(shè)本地光熱儲(chǔ)能電站，不僅可緩解保供和保消納的壓力，還可為遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的弱連接電網(wǎng)提供慣量、頻率和電壓支撐。

▋光熱儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性

光熱儲(chǔ)能由于采用光伏發(fā)電/風(fēng)電+光熱的模式（按1:9考慮），可減少鏡場(chǎng)面積，降低初投資成本和度電。初步測(cè)算，在風(fēng)光資源富集的地區(qū)，2*330MW光熱電站通過(guò)合理配置熔鹽儲(chǔ)熱規(guī)模，初投資可明顯降低，電站綜合經(jīng)濟(jì)性可接近抽水蓄能電站。

發(fā)展路徑

李瓊慧從近期和中遠(yuǎn)期兩階段簡(jiǎn)單闡述了光熱的發(fā)展路徑，如下：

（1）近期（2030年前）

近期，光熱可定位為儲(chǔ)能電站，通過(guò)光伏/風(fēng)電+光熱儲(chǔ)能電站的模式帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展的起步。

一方面，由于初投資高，目前光熱難以在當(dāng)前市場(chǎng)化的背景下實(shí)現(xiàn)規(guī)模化獨(dú)立發(fā)展，可定位為儲(chǔ)能電站，通過(guò)沙戈荒大基地配建的模式，支撐項(xiàng)目整體經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展。

另一方面，沙漠、戈壁、荒漠大型風(fēng)光基地一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，風(fēng)電、光伏發(fā)電出力波動(dòng)性強(qiáng)、對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定支撐能力弱，面臨調(diào)峰能力不足、風(fēng)光消納受限、特高壓線路利用率低以及電網(wǎng)安全穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。需要配套建設(shè)具有較好調(diào)節(jié)特性和安全穩(wěn)定支撐能力的電源或儲(chǔ)能。

（2）中遠(yuǎn)期（2030年后）

中遠(yuǎn)期，隨著技術(shù)進(jìn)步和成本下降，光熱可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立發(fā)展，可根據(jù)不同地區(qū)電力市場(chǎng)的需要，自主選擇發(fā)電站開發(fā)模式或儲(chǔ)能電站開發(fā)模式，在運(yùn)行中通過(guò)發(fā)電和儲(chǔ)能模式的優(yōu)化轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)效益最大化。

隨著技術(shù)和工藝進(jìn)步，規(guī)模化發(fā)展的帶動(dòng)下，光熱電站的成本有望大幅下降，初步估算，2035年以后光熱發(fā)電度電成本可降至0.3元/千瓦時(shí)以下，出力特性接近煤電，綜合利用成本接近甚至低于配置儲(chǔ)能的風(fēng)電和光伏發(fā)電。

最后，李瓊慧強(qiáng)調(diào)，要以近期發(fā)展路徑為重點(diǎn)。近兩年，系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能的需求驟增，更需要沙戈荒通過(guò)光伏+風(fēng)電+光熱盡快做出市場(chǎng)規(guī)模。