4月26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，內蒙古恒瑞新能源有限責任公司總工程師司有華先生出席會議并作《提高光熱應用水平創(chuàng)造發(fā)展前景》的主題演講。

圖：司有華

2023年內蒙古自治區(qū)能源領域實現了“10個全國第一”，內蒙古已經建成全國最大的新能源基地，但新型電力系統建設明顯滯后。北愛爾蘭電力傳輸運營商提出，對于一個獨立電網，非同步機滲透率最高為80%，否則由于系統慣量過低，嚴重影響系統頻率安全。

司有華表示，在此情況下，有必要通過擴大光熱發(fā)電規(guī)模，探索出一條構建新型電力系統的有效路徑。

按照調峰機組優(yōu)化設計光熱運行方式

司有華分別從光熱發(fā)電的優(yōu)勢和光熱運行方式的角度出發(fā)，說明為何要按照調峰機組優(yōu)化設計光熱運行方式。

一、光熱發(fā)電的優(yōu)勢

據司有華介紹，光熱發(fā)電具備調峰能力強、調峰范圍廣、離并網可操作性高、爬坡速度快、應用時序性強的優(yōu)勢。

1、調峰能力強：光熱發(fā)電屬于有源儲能，儲能時長一般在10小時左右，具有較強的日調節(jié)能力，光熱發(fā)電與風電在季節(jié)上有一定互補性，體現季節(jié)調節(jié)能力。風電呈現的是冬大夏小，太陽能一般是夏大冬小。

2、調峰范圍廣：光熱發(fā)電機組最小技術出力為機組額定容量的5%，在機組額定容量10%情況下可長時間連續(xù)穩(wěn)定運行，遠低于火電靈活性改造后的25%。

3、離并網可操作性高：光熱與火電相比可以用更快的速度啟動并網發(fā)電，溫態(tài)啟動時間1小時左右，熱態(tài)啟動時間約20分鐘，必要時可以隨時離線。

4、爬坡速度快：火電機組的爬坡速率一般為額定裝機容量的2.5%/分鐘，光熱機組的爬坡速率最大可達到額定裝機容量的10%/分鐘，在系統發(fā)電功率的調整能力上是火電的4倍，也就是說光熱發(fā)電在提供功率調整輔助服務時可以替代同等容量的4臺火電機組。

5、應用時序性強：光熱發(fā)電建設周期一般為2年，使用壽命最低35年。

二、光熱運行方式

司有華表示，光熱有高效運行、調峰運行兩中運行方式。

1、高效運行：

按照“應發(fā)盡發(fā)”原則，使機組熱效率最高，經濟性最好，適合保障性并網項目。光熱項目設計時，主要根據不同資源條件，確定項目鏡場面積、儲能規(guī)模和發(fā)電小時數。

司有華表示，現在提及的光熱示范項目是按此方式運行的。

2、調峰運行：

根據電力系統中“源-荷-儲”一體化運行結果進行調峰運行，實現給新能源調峰。光熱項目設計時需要結合資源條件、調峰功率變化、運行效果進行仿真評估確定光熱最終發(fā)電小時數和光熱收益情況。

如上圖所示，早晚高峰時段光熱滿功率運行，中午光伏最高功率運行時段，光熱則以最低功率運行。

光熱替代火電發(fā)揮在線支撐作用

光熱如何代替火電發(fā)揮在線支撐作用？司有華做出如下回答。

一、通過在線發(fā)揮對電力系統的作用

司有華表示，光熱發(fā)電具備和火電相同的汽輪發(fā)電機組，可以為電力系統提供更好的長周期調峰能力和轉動慣量，需要通過長時間在線才能發(fā)揮對電力系統的調峰、調頻作用，保證電力系統安全穩(wěn)定運行。

內蒙古烏拉特中旗光熱項目2023年發(fā)電小時數達到3300小時，初步具備作為調峰和基礎性電源的潛力。

二、推動光熱項目降低單位千瓦投資

司有華介表示，光熱項目降低單位千瓦投資的方式有以下兩種：

1、通過增加研發(fā)和應用費用，通過技術進步和迭代，實現投資降低。

光熱的發(fā)電小時數保持3300小時，光熱單位千瓦投資降至14000元/千瓦時，光熱電價約為0.5元/千瓦時，若參加蒙西現貨交易，光熱發(fā)電就能實現獨立運行。

2、通過降低集熱場鏡場面積和儲能小時數，按照減配的方式降低投資。

按照現在技術，光熱發(fā)電小時數約為1700小時，光熱單位千瓦投資降至14000元/千瓦時，此時電價約為0.9元/千瓦時，需要按照1：3的比例配置風電項目，才能實現經濟平衡。

如上圖，兩種方式對比來看，通過技術進步和迭代保證光熱項目長時間在線運行，是實現光熱發(fā)電對火電替代的有效路徑。

建立光熱發(fā)電保供機制

目前，內蒙古自治區(qū)在夏季和冬季用電負荷高峰時段與風電、光伏低出力以及供熱機組發(fā)電受阻等因素相互疊加時，經常出現缺電局面，需要采取保供措施。

根據實際運行情況看，在缺電時段由于沒有富余電力可供儲存，化學、抽水蓄能等儲能無法發(fā)揮調節(jié)和頂峰作用，在火電不足以提供保證容量時，就會出現限制用電。

光熱發(fā)電的能量來自于兩部分，一部分是集熱島提供的太陽能熱，作為主要發(fā)電熱源，另外一部分是天然氣輔助系統，通過大容量燃氣熔融鹽加熱鍋爐替代過去的化鹽鍋爐，在缺風少光的時段將天然氣輔助供熱系統轉為主熱源發(fā)電系統，保證光熱機組在任何需要的時候都能滿負荷運行，可替代火電作為保供機組。

另外，司有華表示，不使用天然氣輔助系統可以發(fā)電3000小時，若使用天然氣輔助系統則需發(fā)電3600小時，約有400~600小時需要用天然氣輔助發(fā)電。

儲熱型光熱電站市場化運行研究

據司有華介紹，光熱發(fā)電兼具調峰電源和儲能的雙重功能：

1、光熱具備和火電相同的電網調節(jié)、支撐能力；

2、熱配套長時儲能參與市場運行，調峰近似于火電的增減式運行，具備和火電相同的調峰和頂峰保證作用；

3、光熱屬于新能源發(fā)電品種，具備綠電屬性。

司有華表示，由于光熱發(fā)電在國內外并網運行容量較小，目前沒有光熱發(fā)電參與電網調峰運行模式的案例；建議光熱發(fā)電現階段暫時參照火電交易進行規(guī)則優(yōu)化后，參與電力市場交易。

火電和新能源的交易規(guī)則存在差異，火電沒有回收機制和補償機制；因為新能源在現貨交易中，凡是新能源大發(fā)時電價普遍較低，為保證新能源收益，設置了補償機制和回收機制。目前，平價項目的補償機制按照70%進行補償，回收機制按照1.25倍，比如說0.31元，上限不可能超過0.31乘以1.25的區(qū)間。若光熱按照新能源的交易規(guī)則，上限則會受到限制，因此建議光熱參照火電現貨市場交易規(guī)則。

另外，司有華從發(fā)電小時數方面說明了為什么要給光熱發(fā)電爭取新能源發(fā)電政策。

光熱發(fā)電自身擁有大規(guī)模的熱儲能，具備將低谷時段的電力轉移到高峰時段的能力，具備和火電相似的調峰和頂峰保證作用。建議參照火電享受330元/千瓦/年的容量電價補貼。

以巴彥淖爾市烏拉特后旗項目按當前交易價格參與調峰運行為例，發(fā)電小時數應在2500～3100小時，火電發(fā)電小時數在4500～6000小時，電化學儲能和抽水蓄能等儲能利用小時數在1300小時左右，光熱發(fā)電小時數是火電的一半，是儲能的兩倍。

在參與電力市場現貨交易時，要求火電中長期簽約比例為90%，儲能可以不進行中長期簽約，全部進行現貨交易，光熱發(fā)電小時數介于儲能和火電之間，因此光熱在參與電力市場現貨交易時，建議中長期簽約比例降低至40%；同時光熱屬于新能源發(fā)電項目，建議光熱項目不承擔市場調節(jié)類費用。

前面提及建議光熱參照火電現貨市場交易規(guī)則，火電要給新能源補償，新能源現貨交易時基本接近0.1元。按照長期的0.7倍約為0.23元，中間的差價由火電進行補償，按照去年的補償機制，火電現貨交易結算價后，需要拿出0.1元補給新能源。按照該補償機制，光熱可能無法實現自負盈虧，因此建議光熱項目不承擔市場調節(jié)費用。

按照上述邊界條件，光熱項目單位千瓦投資需下降至16723元/千瓦，光熱收益電價可達到0.5953元/千瓦時，可達到投資企業(yè)項目內部收益率（稅前）5%的最低收益要求，可以參與內蒙古電力市場現貨交易獨立運行。

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(fā)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(guī)?；l(fā)展”，共有來自海內外約800名代表出席本屆大會。