內容概要:近年來,我國光熱發電行業飛速發展。我國光熱發電裝機規模由2018年的238MW持續增加至2022年的588MW,年復合增長率達19.83%。隨著國家積極開展光熱規模化發展研究工作,鼓勵新疆、內蒙古、甘肅、青海等地推進光熱發電項目規劃建設,我國光熱發電項目加速推進。2023年以來,青海、新疆、甘肅、西藏等地多個光熱發電項目開工建設。其中,2023年8月31日,中國能建拉薩當雄250MW光伏+100MW光熱發電項目正式開工。該項目為西藏拉薩當雄“綠色陽光”的標志性示范項目,同時也是目前拉薩最大的新能源項目,該項目的推進標志著拉薩當雄新能源產業項目邁上新臺階。總體來看,隨著以上項目有序推進,我國光熱發電行業規模化發展進程加快。
關鍵詞:能源電力、太陽能、光熱發電、光熱發電裝機容量
一、光熱發電優勢明顯,塔式技術是我國主流聚光形式
光熱發電也叫聚焦性太陽能熱發電,即通過大量反射鏡以聚焦方式將太陽能直射光聚焦起來,加熱工質并產生高溫高壓蒸汽,以此驅動汽輪機發電。它是將光能轉化為熱能后,通過傳統的熱力循環做功發電,從而將熱能轉化為電能的技術。光熱發電系統是利用太陽光的熱量進行發電,在發電的同時可以將多余的熱能儲存在儲能容器中,在晚間或陰雨天時釋放,能保證24小時連續穩定發電。而傳統光伏發電是利用太陽能電池板吸收太陽光中的可見光形成光電子,產生電流發電,但這種發電方式易受天氣影響,電力輸出波動性大,易對電網產生沖擊。與光伏發電相比,光熱發電在連續發電、儲能容量、儲能成本、穩定性、安全性、環保性及使用壽命等方面具有優勢。
光熱發電站一般由集熱系統、儲熱系統、蒸汽產生系統及發電裝置組成。目前,主流的光熱發電系統有槽式、菲涅爾式、塔式、碟式光熱系統。從各技術特性對比看,塔式光熱發電系統效率高、規模大,發電技術優勢明顯。
根據聚光形勢的不同,在全球主要國家和地區的太陽能熱發電累計裝機容量中,槽式技術路線是全球主流發展模式,占比約76%,塔式和線菲式分別占比20%和4%。而在我國各類光熱發電技術中,塔式是我國行業主流應用技術,其占比約63.1%,槽式占比約25.5%,線菲式占比約11.4%。總體來看,塔式和槽式光熱發電技術商用更為廣泛。
二、多項光熱項目有序推進,行業裝機規模持續擴大
光熱發電可以很好地彌補太陽能發電的間接性,白天能夠充分地利用太陽能資源,將太陽能所燒熱的傳熱介質儲存在巨大的容器中,在太陽落山后仍能帶動汽輪發電,達到調峰的作用,保障電力系統供應安全。因其發電優勢明顯,目前成為全球備受關注的一種太陽能發電方式,和光伏發電共同開發利用太陽能資源。近年來,在全球大力發展可再生能源,推動太陽能資源開發利用下,光熱發電行業呈現高速增長態勢。數據顯示,2018-2022年,全球光熱發電裝機規模持續增長,截至2022年底,全球光熱發電累計裝機容量約7050MW。從國內市場看,自“十三五”規劃以來,我國光熱發電行業飛速發展。我國光熱發電裝機規模由2018年的238MW持續增加至2022年的588MW,年復合增長率達19.83%。與此同時,我國光熱發電累計裝機規模占全球光熱發電累計裝機容量的比重也持續提升,占比由2018年的3.90%增加至2022年的8.34%,累計增加4.44個百分點。
從行業發展歷程看,2006年,科技部國家高技術研究發展計劃(863計劃)先進能源技術領域啟動了“太陽能熱發電技術及系統示范”重點項目,開啟了我國太陽能熱發電全系統集成技術的研究示范工作,為我國光熱發電技術發展奠定了基礎。2021年,我國第一個太陽能熱發電工程項目——鄂爾多斯50MW槽式太陽能熱發電項目完成特許權示范招標。中標電價過低,該項目未能建設,但特許權項目的啟動引發了更廣泛的市場關注和行業期待,帶動華能、華電、中廣核等國企及龍騰光熱、中海陽等民營企業開始布局光熱發電行業。隨著電力需求持續增加,電力安全供應形勢越發嚴峻,我國在“十二五”電力規劃中提出,到2015年實現光熱發電裝機容量100萬千瓦。2012年7月,科技部“十二五”主題項目,“太陽能槽式集熱發電技術研究與示范”項目啟動,我國開始對兆瓦及槽式光熱發電技術進行研究示范。2016年,國家能源局正式確定首批20個光熱發電示范項目,并獲國家發改委共同提出了“十三五”期間5GW的光熱發電裝機目標,推動產業發展進入新臺階。
2023年4月,國家能源局發布《國家能源局綜合司關于推動光熱發電規模化發展有關事項》,通知強調要積極開展光熱規模化發展研究工作。要求力爭“十四五”期間,全國光熱發電每年新增開工規模達到3GW左右;內蒙古、甘肅、青海、新疆等光熱發電重點省份已上報共2.8GW項目盡快落地。在國家大力支持光熱發電行業發展背景下,青海等光熱資源豐富的地區也出臺了支撐光熱規模化發展的政策措施。其中,2023年7月,青海省能源局會同國家能源局西北監管局、青海省發展和改革委員會等相關部門制定印發了《關于推動“十四五”光熱發電項目規模化發展的通知》。該政策從規劃布局、競爭配置、要素保障、電價支持、參與市場、項目管理、調度運營、生態效率八個方面對青海省內光熱規模化發展作出了制度化安排。隨著各項政策有序推進,我國光熱發電行業將迎來發展快車道。
在國家相關政策的指導和支持下,多地政策開始布局大型風電光伏基地項目。據統計,各地列入名單的太陽能熱發電項目數量共計29個,總裝機容量約330萬千瓦。這些項目按照規劃將在2023年到2024年相繼投產。分地區看,我國光熱發電項目主要集中在新疆、青海、甘肅、吉林等太陽能資源較為豐富的地區。其中,新疆列入名單的光熱發電項目最多,項目數量達13個,總裝機容量135萬千瓦;青海位居第二,項目數量為9個,總裝機容量130萬千瓦。
隨著國家積極開展光熱規模化發展研究工作,鼓勵新疆、內蒙古、甘肅、青海等地推進光熱發電項目規劃建設,我國光熱發電項目加速推進。2023年以來,青海、新疆、甘肅、西藏等地多個光熱發電項目開工建設。其中,2023年8月31日,中國能建拉薩當雄250MW光伏+100MW光熱發電項目正式開工。該項目為西藏拉薩當雄“綠色陽光”的標志性示范項目,同時也是目前拉薩最大的新能源項目,該項目的推進標志著拉薩當雄新能源產業項目邁上新臺階。總體來看,隨著以上項目有序推進,我國光熱發電行業規模化發展進程加快。
從產業鏈情況看,光熱發電體系可分為研發、設計、制造、安裝、運維等環節。由于光熱發電是技術和資金雙密集型行業,產業鏈長,設計學科多,系統復雜,當前從事產業鏈研發生產服務的企業相對較少。據不完全統計,目前我國從事光熱發電相關產業鏈產品和服務的單位數量約為600家左右,其中從事聚光領域的企業數量最多,約有170家。從光熱發電電站投資成本看,電站建造成本主要分為太陽島成本、熱力發電島成本、儲熱系統成本、場地準備發、電站配套及基礎設施費用等。以7小時儲熱50MW塔式光熱電站投資結構看,太陽島成本占比最多,成本占比約61%。其中,太陽島主要包括聚光系統和吸熱系統,核心產品定目鏡占太陽島成本的75%左右,電站整體經濟性有待提高。
三、電力消費需求穩步增長,為光熱發電行業發展提供強勁動力
電力是經濟社會穩定運行的基礎保障。隨著我國經濟穩健發展,2022年我國全社會用電量達8.6萬億千瓦時,同比增長3.6%。2023年隨著國內宏觀環境恢復向好,工業制造業等生產積極性逐步提升,我國電力需求穩步增長。2023年1-8月,我國全社會用電量累計60826億千瓦時,同比增長5.0%。分產業看,第一、二、三產業用電量分別為859億千瓦時、39511億千瓦時和11079億千瓦時,同比增速分別為11.7%、5.0%和9.3%;城鄉居民生活用電量9377億千瓦時,同比下降0.1%。從電力供給情況看,近年來我國在保障電力安全供給情況下,大力推進可再生能源行業發展,并推動新型電力體系建設。2023年1-8月,全國各類電力發電總量為58662.6億千瓦時,同比增長3.6%。從電力供需情況看,當前我國電力消費增速整體高于電力生產增速,電力市場供需仍然偏緊,為光熱發電行業發展提供強勁動力。