來源:中國電力報 | 0評論 | 4749查看 | 2016-01-27 13:11:00
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(tǒng)里,實現(xiàn)化石能源和非化石能源耦合的智能能源系統(tǒng)”的清潔能源發(fā)展理念。
其主要模式是,依托西北部光資源富集區(qū)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(guī)模發(fā)展太陽能熱發(fā)電項目,利用燃煤電廠輔助汽源、已建的基礎(chǔ)設(shè)施和管理隊伍,實現(xiàn)統(tǒng)一運行的光煤互補智能能源系統(tǒng)。
無論是與傳統(tǒng)的火電相比,還是與單純的光伏發(fā)電相比,太陽能熱發(fā)電都具有獨特的優(yōu)勢。太陽能熱發(fā)電利用熱能便于存儲的特點,可實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、高品質(zhì)的電力輸出,完全避免了傳統(tǒng)間歇式新能源對電網(wǎng)的沖擊,因而具備大規(guī)模發(fā)展、甚至承擔電網(wǎng)基礎(chǔ)負荷的潛力(見圖1)。
我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
截至2014年底,我國已建成、運營的太陽能熱發(fā)電項目總裝機規(guī)模為1.8萬千瓦,其中,純發(fā)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(yè)化規(guī)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(wǎng)發(fā)電,成為國內(nèi)第一座商業(yè)化運營的太陽能熱發(fā)電電站。
我國具備發(fā)展太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)所必需的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。太陽能熱發(fā)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(shè)備基礎(chǔ)、廠房)、化工材料(熔鹽)等,在我國產(chǎn)能巨大。
大力發(fā)展太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè),不僅能幫助消化鋼鐵、水泥、玻璃等行業(yè)的過剩產(chǎn)能,而且也能夠帶動相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)及高端制造業(yè)的發(fā)展。
近日,國家能源局組織開展了太陽能熱發(fā)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(fā)電上網(wǎng)標桿電價。
據(jù)悉,首批太陽能熱發(fā)電示范項目總規(guī)模約100萬千瓦。隨著這批示范項目的建設(shè)完成,太陽能熱發(fā)電技術(shù)將逐步成熟,其成本也將迅速下降。
太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)存在的問題
太陽能熱發(fā)電具有光利用效率較高、單機規(guī)模較大、可連續(xù)運行等優(yōu)勢,是未來清潔能源發(fā)展和國家鼓勵的電力發(fā)展方向,但目前太陽能熱發(fā)電技術(shù)在逐步成熟、示范發(fā)展過程中,從技術(shù)、經(jīng)濟等方面考慮,還存在一些問題(見圖2)。
太陽能熱發(fā)電及光煤互補有關(guān)構(gòu)想
鑒于太陽能熱發(fā)電目前存在的問題,現(xiàn)階段不宜大規(guī)模建設(shè),應(yīng)以示范建設(shè)為主。為加快驗證、掌握核心技術(shù),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(fā)展光煤互補項目。
當前,為解決中東部地區(qū)用能需求,并緩解大氣污染問題,國家在西北部地區(qū)加快了煤電基地和特高壓輸電通道的開發(fā)建設(shè),同時這些地區(qū)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(nèi)蒙古、甘肅、青海等地區(qū)。
所謂光煤互補,是指白天太陽能熱發(fā)電機組滿發(fā),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(fā)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(yōu)勢。
一是太陽能熱發(fā)電項目可少建或不建儲熱系統(tǒng),系統(tǒng)簡單,容易實現(xiàn)。
二是可減少因儲熱系統(tǒng)運行不穩(wěn)定引起的太陽能熱汽輪發(fā)電機組的波動,可充分發(fā)揮煤電機組的調(diào)節(jié)功能,避免太陽能熱汽輪發(fā)電機組的頻繁啟停,保護設(shè)備。
三是可降低太陽能熱發(fā)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(fā)電 的鏡場及控制等部分核心技術(shù)。
四是整個光煤互補發(fā)電基地由一個公司管理,節(jié)省管理費用,并可統(tǒng)籌協(xié)調(diào)優(yōu)先保障太陽能熱發(fā)電,充分利用清潔的太陽能。
當然,實施光煤互補發(fā)電,也需要解決一些問題,如太陽能熱發(fā)電和火電機組抽汽的參數(shù)匹配問題,太陽能熱發(fā)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(shè)光煤互補發(fā)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(shè)1000萬噸/年煤礦+4×66萬千瓦火電+2×13.5萬千瓦太陽能熱發(fā)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(cè)約0.5公里戈壁灘上,一期建設(shè)單臺13.5萬千瓦塔式熔鹽光熱示范項目,通過優(yōu)化鏡場及機組布置實現(xiàn)煤電機組至光熱機組輔汽管道及公共設(shè)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(xù)運行,可實現(xiàn)光熱電站年等效利用小時數(shù)2820小時,并由一個公司統(tǒng)籌管理、運營,充分發(fā)揮清潔太陽能和煤炭化石能源的互補性。
其次,通過合理規(guī)范設(shè)計合資公司,實現(xiàn)太陽能熱發(fā)電核心技術(shù)和設(shè)備的引進及國產(chǎn)化。
通過建設(shè)部分太陽能熱發(fā)電示范項 目,鼓勵國內(nèi)大公司與掌握太陽能熱發(fā)電核心技術(shù)和設(shè)備的國外公司在國內(nèi)成立合資公司,合資公司應(yīng)由國內(nèi)企業(yè)控股。合理規(guī)范設(shè)計合資公司管控模式,通過核心技術(shù)、核心設(shè)備引進、消化吸收,最終實現(xiàn)核心技術(shù)自主研發(fā)以及核心設(shè)備生產(chǎn)本地化,專利歸合資公司所有,確保達到以市場換技術(shù)的目的。
再次,加強國家統(tǒng)一規(guī)劃,避免無序、重復低效投資。
為避免太陽能熱發(fā)電出現(xiàn)一哄而上的局面,應(yīng)由國家主管部門牽頭,組織國家電力規(guī)劃咨詢機構(gòu)、行業(yè)協(xié)會、電網(wǎng)企業(yè)、大型發(fā)電企業(yè)以及科研設(shè)計院等規(guī)劃研究力量,制定國內(nèi)太陽能熱發(fā)電中長期電力發(fā)展戰(zhàn)略,對總量、結(jié)構(gòu)及布局根據(jù)不同技術(shù)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(fā)電上網(wǎng)電價和補貼標準。
國家應(yīng)借鑒風電和光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗,根據(jù)太陽能熱發(fā)電各示范項目經(jīng)濟效益情況,合理制定太陽能熱發(fā)電上網(wǎng)電價和度電補貼標準,并根據(jù)項目造價水平定期優(yōu)化形成聯(lián)動機制,引導和鼓勵企業(yè)投資積極性,并通過倒逼機制加快促進企業(yè)的技術(shù)進步和成本降低,縮短補貼時間,促進新能源產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。