4月25日,2024第十一屆中國(guó)國(guó)際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA年會(huì)在內(nèi)蒙古呼和浩特盛大召開(kāi),浙江可勝技術(shù)股份有限公司(簡(jiǎn)稱可勝技術(shù))董事長(zhǎng)兼首席科學(xué)家金建祥先生出席會(huì)議并作《光熱發(fā)電可持續(xù)發(fā)展的思考與展望》的主題演講。
圖:浙江可勝技術(shù)股份有限公司董事長(zhǎng)兼首席科學(xué)家金建祥
金建祥表示,在過(guò)去的一兩年,光熱發(fā)電總體迎來(lái)高速發(fā)展的機(jī)會(huì),但僅僅依靠風(fēng)電和光伏的收益補(bǔ)貼光熱,這種方式只能是暫時(shí)的。當(dāng)前在西北多個(gè)省份,例如甘肅已經(jīng)采用分時(shí)上網(wǎng)電價(jià),白天的7、8個(gè)小時(shí)按照低谷電價(jià)上網(wǎng),那么再用光伏的收益來(lái)支持光熱發(fā)展,這條路線已然走不通了。
光熱發(fā)電要想實(shí)現(xiàn)真正的發(fā)展,需要提高其經(jīng)濟(jì)性,使其不再成為電力投資方的累贅。這既需要政策的支持,也需要通過(guò)技術(shù)的進(jìn)步、規(guī)模化的發(fā)展來(lái)降低成本,只有這樣光熱發(fā)電才能迎來(lái)健康的、持續(xù)的發(fā)展。
現(xiàn)階段光熱發(fā)電可持續(xù)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題——缺乏經(jīng)濟(jì)性
據(jù)金建祥介紹,2023年全國(guó)電源總裝機(jī)容量29.2億千瓦,全國(guó)總發(fā)電量9.46萬(wàn)億千瓦時(shí)。風(fēng)電、光伏總裝機(jī)容量突破10億千瓦,約占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的36%;但由于風(fēng)電、光伏利用小時(shí)數(shù)較低,兩者總發(fā)電量占比不足16%。
圖:2023年我國(guó)電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)與發(fā)電量占比
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,若要實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo),必須構(gòu)建以新能源為主力電源的新型電力系統(tǒng),由于風(fēng)電、光伏發(fā)電的利用小時(shí)數(shù)較低,風(fēng)電、光伏總裝機(jī)容量將遠(yuǎn)超最大用電負(fù)荷,同時(shí),高比例風(fēng)電、光伏并網(wǎng)將給電力系統(tǒng)帶來(lái)支撐風(fēng)險(xiǎn)上升、調(diào)峰需求凸顯、保供難度增加等系列挑戰(zhàn)。
圖:2020-2060年我國(guó)各類電源裝機(jī)總量變化(單位:億千瓦)
數(shù)據(jù)來(lái)源:全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織
從技術(shù)角度講,光熱發(fā)電是高比例新能源電力系統(tǒng)的理想選擇。光熱發(fā)電是典型的有助于新能源消納的新能源,能夠提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和無(wú)功支撐,是極為罕見(jiàn)的電網(wǎng)友好型低碳電源,還可增配天然氣或生物質(zhì)補(bǔ)燃系統(tǒng)作為保障性電源。
2023年3月,國(guó)家能源局綜合司《關(guān)于推動(dòng)光熱發(fā)電規(guī)?;l(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》提出,力爭(zhēng)“十四五”期間,全國(guó)光熱發(fā)電每年新增開(kāi)工規(guī)模達(dá)到300萬(wàn)千瓦(3GW)左右。
金建祥表示,光熱項(xiàng)目的增長(zhǎng)規(guī)劃是非常清楚的,但目前實(shí)際情況與文件的要求還是有距離的,最終能否實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo),還要看光熱有沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性,以及光熱的優(yōu)勢(shì)能不能得到充分的發(fā)揮。
那么,光熱發(fā)展增速達(dá)不到要求是為何?光熱是否可以做到可持續(xù)發(fā)展?
金建祥表示,光熱發(fā)電可持續(xù)發(fā)展主要看生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面:
1、生態(tài)可持續(xù):綠色低碳;
光熱發(fā)電全生命周期度電碳排放遠(yuǎn)低于光伏電站,運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段幾乎無(wú)碳排放,具有良好的生態(tài)環(huán)境效益,是絕佳的綠色低碳發(fā)電方式。
2、社會(huì)可持續(xù):安全可靠;
光熱發(fā)電自帶大容量?jī)?chǔ)能,電力輸出穩(wěn)定,調(diào)節(jié)能力強(qiáng);采用交流同步發(fā)電機(jī)發(fā)電,可提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和無(wú)功功率,對(duì)于維持新型電力系統(tǒng)的頻率和電壓穩(wěn)定具有重要意義。
3、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)?
光熱發(fā)電現(xiàn)階段度電成本較高,在當(dāng)下的發(fā)電側(cè)的電價(jià)機(jī)制下,光熱發(fā)電無(wú)法實(shí)現(xiàn)獨(dú)立盈利,經(jīng)濟(jì)回報(bào)不容樂(lè)觀。
綜合來(lái)看,光熱發(fā)電生態(tài)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展已無(wú)障礙,其可持續(xù)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題在于經(jīng)濟(jì)方面,現(xiàn)階段成本較高、經(jīng)濟(jì)回報(bào)不樂(lè)觀。
光熱發(fā)電外部環(huán)境分析與成本挑戰(zhàn)
金建祥表示,在多變形勢(shì)下,過(guò)去一年里既有對(duì)光熱發(fā)電發(fā)展有利的政策,也存在一些對(duì)光熱發(fā)電可能造成側(cè)面影響的問(wèn)題。
光熱發(fā)電的外部利好因素——分時(shí)電價(jià)
目前,西北多省份執(zhí)行新能源分時(shí)上網(wǎng)電價(jià)政策,光熱在高/尖峰時(shí)段的上網(wǎng)電價(jià)有了十分明顯的提升。
比如,青海省高峰時(shí)段光熱的電價(jià)上浮比例為20%,甘肅省高峰時(shí)段電價(jià)上浮比例為50%,新疆高峰時(shí)段電價(jià)上浮比例為75%,尖峰時(shí)段電價(jià)上浮比例為100%。
注:上述政策執(zhí)行前,光熱上網(wǎng)電價(jià)分別為青海0.3247元/kWh、甘肅0.3078元/kWh、新疆0.262元/kWh。
光熱發(fā)電的外部利好因素——CCER
2023年10月,隨著中國(guó)核證自愿減排量(CCER)重啟,生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué) 并網(wǎng)光熱發(fā)電》。
同時(shí),全國(guó)碳市場(chǎng)價(jià)格持續(xù)上漲,4月23日收盤(pán)價(jià)達(dá)99.6元/噸,隨著碳配額逐漸收緊,碳市場(chǎng)價(jià)格將加劇上漲。(數(shù)據(jù)來(lái)源:上海環(huán)境能源交易所)
光熱發(fā)電的外部不利因素
1)分時(shí)上網(wǎng)電價(jià)嚴(yán)重影響光伏的經(jīng)濟(jì)性,很難再用光伏的收益補(bǔ)貼光熱。
金建祥表示,西北各省劃分的峰、谷、平時(shí)段后,谷時(shí)段基本覆蓋了光伏大發(fā)時(shí)段,光伏的經(jīng)濟(jì)性受到極大影響。大基地項(xiàng)目執(zhí)行分時(shí)電價(jià)政策后,很難再用光伏的收益來(lái)補(bǔ)貼光熱。
2)鋰電池成本快速降低,給光熱帶來(lái)威脅。
2023年,由于原料成本下降以及規(guī)?;l(fā)展帶來(lái)的新建產(chǎn)能釋放,鋰電池成本快速降低,因此在短時(shí)儲(chǔ)能當(dāng)中,4個(gè)小時(shí)或6個(gè)小時(shí)以下,光熱儲(chǔ)能缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。
光熱發(fā)電可持續(xù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)——成本挑戰(zhàn)
以青海德令哈、甘肅瓜州、新疆哈密三個(gè)典型站址為例,光熱裝機(jī)規(guī)模為350MW,儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為10小時(shí),總反射面積280萬(wàn)方,采用雙塔一機(jī)建設(shè)方案。
據(jù)金建祥介紹,在滿足資本金內(nèi)部收益率6.5%的情況下,德令哈地區(qū)光熱電站的全生命周期度電成本為0.67元/kWh,瓜州為0.75元/kWh,哈密為0.71元/kWh,在不依賴技術(shù)進(jìn)步的情況下,僅通過(guò)單機(jī)規(guī)模的擴(kuò)大,可使光熱度電成本得到明顯的下降。如上圖所示,度電成本和各省分時(shí)電價(jià)政策下的加權(quán)平均上網(wǎng)電價(jià)之間約有0.33元/kWh的差距,如果解決了這個(gè)差距,光熱發(fā)電就具備了良好的、快速發(fā)展的基礎(chǔ)。
金建祥表示,以西北區(qū)域?yàn)槔?,按照《溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué) 并網(wǎng)光熱發(fā)電(CCER-01-001-V01)》計(jì)算,暫且考慮0.05元/kWh的收益。綜合考慮分時(shí)電價(jià)與CCER收益,塔式光熱發(fā)電現(xiàn)階段成本與收益的差值約為0.28元/kWh,因此若要實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)可持續(xù),必須進(jìn)一步降低成本、提升收益。
建議與展望
建議一:兩年內(nèi)快速降本
金建祥指出,經(jīng)測(cè)算到2026年,綜合技術(shù)優(yōu)化、集采降本、運(yùn)維優(yōu)化、熔鹽租賃等多方面改進(jìn)措施,光熱發(fā)電度電成本可下降0.13元/kWh左右,30萬(wàn)千瓦以上的光熱電站度電成本可降至0.53元/kWh。
建議二:容量電價(jià)政策爭(zhēng)取——以煤電為例
金建祥表示,前面提到塔式光熱發(fā)電現(xiàn)階段成本與收益的差值約為0.28元/kWh,按照上述改進(jìn)措施實(shí)現(xiàn)降本后,成本與收益仍有0.13~0.15元/kWh的差距。如何解決這個(gè)問(wèn)題,短時(shí)間內(nèi)只能靠政策支持,可考慮容量電價(jià)的可能性。
隨著我國(guó)電源結(jié)構(gòu)的快速變化,煤電需向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型。2023年11月,國(guó)家發(fā)展改革委、能源局發(fā)布《關(guān)于建立煤電容量電價(jià)機(jī)制的通知》。其目的是充分發(fā)揮煤電的支撐調(diào)節(jié)作用。用于計(jì)算容量電價(jià)的固定成本為330元/kW/年。自2026年起容量電價(jià)回收固定成本的比例不低于50%。
金建祥表示,國(guó)家給予煤電容量電價(jià)的經(jīng)濟(jì)性原因有以下兩個(gè):
1、煤電作為調(diào)節(jié)型電源時(shí),發(fā)電小時(shí)數(shù)明顯降低,僅靠電量電價(jià)難以支撐經(jīng)營(yíng);
2、用電低谷時(shí)段,煤電需要維持低負(fù)荷運(yùn)行,煤耗增加,發(fā)電成本也隨之增大。
光熱容量電價(jià)政策爭(zhēng)取——憑什么?
光熱發(fā)電容量電價(jià)政策有沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的可能性?金建祥就該問(wèn)題分析表示,天然氣、煤電、抽蓄都有對(duì)應(yīng)容量電價(jià)政策,三者的共同特點(diǎn)是年發(fā)電小時(shí)數(shù)很小且在快速下降。抽蓄年發(fā)電量在1000個(gè)小時(shí),天然氣年發(fā)電量在幾百到1000個(gè)小時(shí)不等,煤電年發(fā)電量從早年的6000多個(gè)小時(shí)降到現(xiàn)在的5000個(gè)小時(shí)以下,未來(lái)隨著風(fēng)光越來(lái)越多,還會(huì)不斷的下降。所以執(zhí)行容量電價(jià)的原因是設(shè)備利用率在不斷下降,為了保證高峰用電,給予容量電價(jià)補(bǔ)貼。
按照這樣的邏輯,光熱也應(yīng)該去爭(zhēng)取容量電價(jià)。與煤電對(duì)比,光熱發(fā)電清潔低碳、調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)、建設(shè)周期短,更匹配大基地的快速發(fā)展;而且光熱發(fā)電小時(shí)數(shù)更低,在2200~2500h。當(dāng)然要真正發(fā)揮光熱的調(diào)峰、調(diào)頻的作用,發(fā)電小時(shí)數(shù)總體也不能低于2200h。
光熱容量電價(jià)政策爭(zhēng)取——給多少?
若從保證投資回報(bào)率的角度,計(jì)算光熱發(fā)電的容量電價(jià):
1、按單機(jī)規(guī)模350MW、儲(chǔ)能10小時(shí)進(jìn)行配置;
2、考慮降本后,光熱度電成本降為0.53~0.62元/kWh;
3、考慮分時(shí)電價(jià)政策下,加權(quán)平均上網(wǎng)電價(jià)0.34~0.41元/kWh;
4、考慮約0.05元/kWh的CCER收益;
5、在資本金內(nèi)部收益率6.5%時(shí),反算需要的容量電價(jià)。
根據(jù)各省的資源條件與分時(shí)上網(wǎng)電價(jià)政策各不相同,現(xiàn)階段建議青海335元/kW/年、甘肅318元/kW/年、新疆327元/kW/年確定容量電價(jià)。與天然氣電站相比,容量電價(jià)和電量電價(jià)基本相當(dāng)(303-397元/kW/年,0.43元/kWh,浙江?。?。
展望一:高比例光熱/風(fēng)電配比的“光熱+”方案
隨著光熱成本的快速下降,一體化項(xiàng)目中的光熱配比將大幅提升。到2026年,光熱與風(fēng)電的配比可以提升至1 : 3,相比于現(xiàn)階段的配比水平,約提升了一倍多。
金建祥表示,光熱與風(fēng)電1:3的配比具有一定的經(jīng)濟(jì)性,光熱的配比越高,調(diào)峰性能越好,1:3的比例基本不會(huì)給電網(wǎng)增加額外負(fù)擔(dān)。按照現(xiàn)在部分地區(qū)1:9的配比,光熱雖然也具備一定調(diào)峰效果,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到系統(tǒng)的要求,電網(wǎng)的調(diào)峰需求仍然大幅度上升。
展望二:獨(dú)立光熱電站
金建祥表示,未來(lái)三到五年,通過(guò)快速降本和容量電價(jià)補(bǔ)貼,光熱電站可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立盈利;三到五年后,隨著進(jìn)一步降本以及電力/碳市場(chǎng)的擴(kuò)大與完善,可以逐步取消容量電價(jià)補(bǔ)貼,光熱電站可不再依賴容量電價(jià)成為自帶儲(chǔ)能、自負(fù)盈虧的電站,這時(shí)光熱必將迎來(lái)快速的發(fā)展期。
附浙江可勝技術(shù)股份有限公司簡(jiǎn)介:
前身為浙江中控太陽(yáng)能技術(shù)有限公司,2021年7月正式更名為浙江可勝技術(shù)股份有限公司。成立于2010年,專注于塔式光熱發(fā)電與熔鹽儲(chǔ)能的技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化推廣,立足自主研發(fā),掌握具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全流程核心技術(shù)與關(guān)鍵裝備,技術(shù)咨詢、裝備集成、工程服務(wù),項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)。
截至目前,可勝技術(shù)已建成投運(yùn)光熱項(xiàng)目3個(gè),共計(jì)110MW,分別為青海中控德令哈10MW、青海中控德令哈50MW、中電建青海共和50MW。
已中標(biāo)在建項(xiàng)目11個(gè),共計(jì)1250MW,具體分布如下:
1、甘肅:100MW/1個(gè)
2、吉林:200MW/2個(gè)
3、青海:400MW/3個(gè)
4、新疆:550MW/5個(gè)
以青海中控德令哈50MW為例:
德令哈50MW項(xiàng)目運(yùn)行表現(xiàn)——年度運(yùn)行情況
德令哈50MW電站儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)7h,總反射面積為54.3萬(wàn)m2,于2018年12月并網(wǎng)發(fā)電。電站設(shè)計(jì)年發(fā)電量為1.460億kWh。
2022年1月1日-2022年12月31日,年度發(fā)電量達(dá)1.464億kWh,是全球首個(gè)達(dá)產(chǎn)的塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站。
2023年1月1日-2023年12月31日,年度發(fā)電量達(dá)1.524億kWh,發(fā)電量比2022年度進(jìn)一步提高4.13%,連續(xù)兩年發(fā)電量超過(guò)設(shè)計(jì)值。
德令哈50MW項(xiàng)目運(yùn)行表現(xiàn)——月度發(fā)電量紀(jì)錄
2024年1月1日-1月31日,電站創(chuàng)下月度發(fā)電量最高紀(jì)錄。月度發(fā)電量1843萬(wàn)kWh,超過(guò)月度平均設(shè)計(jì)發(fā)電量626萬(wàn)kWh,期間有26天發(fā)電量達(dá)成率超過(guò)100%。
2024第十一屆中國(guó)國(guó)際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA年會(huì)4月25-26日在內(nèi)蒙古呼和浩特香格里拉大酒店盛大召開(kāi),大會(huì)由CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺(tái)聯(lián)合常州龍騰光熱科技股份有限公司共同主辦,大會(huì)主題為“在多變的形勢(shì)下實(shí)現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展”,共有來(lái)自海內(nèi)外約800名代表出席本屆大會(huì)。