4月25日,2024第十一屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在內蒙古呼和浩特盛大召開,中國船舶重工集團新能源有限責任公司(以下簡稱中船新能)技術中心副部長宗弟元博士出席會議,并作《規模化低成本光熱項目建設模式探討》的主題演講。
圖:中國船舶重工集團新能源有限責任公司技術中心副部長宗弟元博士主題演講
光熱電站規模化低成本必要性
宗弟元表示,太陽能光熱技術發展對構建新型電力系統具有重要意義。
新型電力系統具備清潔低碳、安全可控、靈活高效的明確特征,要求電源側具備能穩定連續發電且能靈活調整出力的能力。光熱電站具有清潔性、同品質性、可深度調節性以及大規模儲能的特征,具備穩定的調峰能力,整體來說是可以替代火電成為電力系統的基荷電源。
截止目前,國家能源局、發改委陸續出臺了通知、指導意見,進一步推進光熱發電的規模化發展,對光熱行業的進一步發展相對利好。
圖:國家政府部門已出臺的部分光熱相關利好政策
與其他電源現階段的度電成本相比,新建的光熱電站度電成本仍處于較高的水平,因此進一步推廣規模化、低成本,是光熱發電要走的關鍵路徑,也是未來進一步發揮光熱電站本身所具有調節優勢的關鍵。
光熱技術承擔基荷、調峰、低負荷穩定運行等諸多優勢已獲實踐驗證
大會上,宗弟元以中船新能烏拉特100MW 10小時熔鹽儲能導熱油槽式太陽能光熱項目(以下簡稱烏拉特項目)和參建扎布耶綜合能源供應項目(以下簡稱扎布耶項目)為例從技術角度闡述了槽式太陽能光熱發電技術多種經過實踐驗證的優勢。
單體規模最大、儲熱時間最長的烏拉特項目
烏拉特項目由中船新能設計、建設、調試和運維,是國家首批太陽能熱發電示范項目中單體規模最大、儲熱時間最長的槽式光熱項目。
圖:烏拉特中旗100MW 10小時熔鹽儲能導熱油槽式太陽能光熱項目鳥瞰圖
該項目于2018年6月份動工建設,2020年12月份實現滿負荷100MW發電;2022年等效滿負荷發電小時數約3200小時,達到設計預期。2023年單日純光熱最高發電量221.6萬千瓦時、單月純光熱最高發電量5230萬千瓦時、等效滿負荷發電小時數約3300小時,均超過設計值。項目建設過程中,創造了建設周期和調試周期最短等多項記錄。
烏拉特項目在運行過程中,通過實踐證明光熱項目技術具備連續運行作基礎負荷、快速調負荷參與調峰、低負荷穩定運行的優勢。
圖:實現利用儲熱系統五天、24小時連續、高負荷發電
源網荷儲一體化綜合能源供應項目——扎布耶項目
扎布耶項目是全球首個在高海拔、無電網地區,實現清潔能源孤網運行綜合供能的項目。該項目裝機規模40兆瓦,海拔4500米,是以槽式光熱電站為主電源的源網荷儲新能源綜合供能項目,為碳酸鋰生產工廠供應全天24小時安全、穩定、可靠的綜合能源。
扎布耶項目孤網系統主體為新能源,占比近100%。其中,光熱發電系統能夠通過調度,調整汽輪機出力,保障電網平穩,進而承擔基礎負荷和穩定出力作用:滿足連續供能,響應負荷快速變化,電壓、頻率等穩定。
中船新能從綜合調度運營光伏和光熱角度,優化光伏和光熱控制策略,對全年365天、8760個小時進行分析,系統整體上穩定運行,配合一些其他的措施,如:擴大外網范圍,可進一步擴大穩定運行的周期,提高光熱利用率。
圖:全年365天、8760小時系統運行情況分析
宗弟元在演講中表示,光熱電站對于孤網系統的電能質量具有顯著穩定作用。系統中配置光熱電站可有效降低電網頻率波動,印證了光熱電站的基礎負荷或調峰能力在電網中所起到的作用,也證明其應用場景、發展前景是非常廣闊的。
圖:故障條件下有無光熱電網頻率波動情況仿真
規模化低成本光熱電站發展需求
宗弟元表示,槽式光熱電站成熟度高,且降本路徑明確、降本空間明顯。通過大開口導熱油槽式集熱器減少材料用量、反射鏡數量減少,相比歐槽度電成本可降低6%~10%;通過熔鹽槽式集熱器,在增大開口降低系統材料用量投資的基礎上,提高系統工質溫度,提高熱電效率,相比歐槽度電成本可降低10%以上。
圖:槽式集熱器示意圖
另外,實現規模化低成本光熱電站建設還需擴大裝機規模和配置大容量儲熱系統。
宗弟元指出,實現規模化低成本光熱電站建設,除了技術研發,政策支持、外部環境同樣至關重要:
1、容量電價補償:光熱電站作為與傳統火電具有相似調節功能的技術,建議將光熱電站的容量電價水平參照煤電確定。
2、優先參與電力現貨交易:各地陸續出臺政策完善峰谷電價機制,鼓勵新能源優先參與市場交易。光熱發電作為優質新能源項目,希望爭取優先調度、優先交易、保發電量等政策支持。
3、土地稅費優惠政策:考慮低成本光熱示范項目對地區電網穩定性、產業拉動、新能源結構優化等支撐作用,可建議項目用地采用劃撥形式、相關稅費高比例返還等政策。
4、提高綜合能源光熱配比:為平衡光熱項目建設成本,部分項目通過光熱+新能源的配比模式平衡系統成本,但配比模式中的小規模光熱難以發揮調峰作用。建議對現有成熟光熱技術規模化推廣以降低成本和提升效率,真正發揮光熱技術的特點和優勢。
2024第十一屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會4月25-26日在內蒙古呼和浩特香格里拉大酒店盛大召開,大會由CSPPLAZA光熱發電平臺聯合常州龍騰光熱科技股份有限公司共同主辦,大會主題為“在多變的形勢下實現規模化發展”,共有來自海內外約800名代表出席本屆大會。