金建祥:光熱發(fā)電在電力市場化變革中的應(yīng)對之策
發(fā)布者:xylona | 0評論 | 349查看 | 2025-06-17 15:56:35    

5月28日,2025第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在浙江杭州盛大召開,浙江可勝技術(shù)股份有限公司(簡稱:可勝技術(shù))董事長兼首席科學(xué)家金建祥先生出席會議并作《光熱發(fā)電在電力市場化變革中的應(yīng)對之策》的主題演講。


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圖:金建祥


演講主要分為電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型與電力市場化變革、光熱發(fā)電在電力市場化變革中的機(jī)會與挑戰(zhàn)、光熱發(fā)電的三位一體應(yīng)對策略、未來展望四個部分。


電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型與電力市場化變革


金建祥分別從新型與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的對比、新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)及典型案例、電力市場化改革成為系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的必然要求進(jìn)行闡釋。


▋新型電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)


金建祥表示,新型電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)存在較大差異,中國電力系統(tǒng)目前正在經(jīng)歷由傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)的過渡,傳統(tǒng)電力系統(tǒng)以火電主導(dǎo),源隨荷動;新型電力系統(tǒng)更加強(qiáng)調(diào)新能源發(fā)電主導(dǎo),以源網(wǎng)荷儲互動及多能互補(bǔ)為支撐。


如下圖所示,圖左為傳統(tǒng)電力系統(tǒng),是以同步機(jī)為主的機(jī)械電磁系統(tǒng);圖右是新型電力系統(tǒng),是高比例電力電子設(shè)備的混合系統(tǒng)。


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▋新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)及典型案例


據(jù)金建祥介紹,新型電力系統(tǒng)主要有電力保供、電力支撐和調(diào)峰平移三方面的需求和壓力。


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4月28日,伊比利亞半島于當(dāng)?shù)貢r間12時30分突發(fā)大規(guī)模停電,單日經(jīng)濟(jì)損失達(dá)18億歐元,歐洲電力現(xiàn)貨價格暴漲400%。事故前風(fēng)光出力71%、其中光伏58%、風(fēng)電13%。


根據(jù)ENTSO-E初步調(diào)查報告,該事故過程為西班牙南部可能發(fā)生了多次不同機(jī)組跳閘,總?cè)萘?.2GW,系統(tǒng)頻率下降,電壓升高。當(dāng)頻率降低到一定程度時,引起連鎖反應(yīng),系統(tǒng)頻率跌至48Hz,西班牙和葡萄牙的自動減載防御計劃隨即啟動;跨境輸電通道(法西互聯(lián))因防止失步而被保護(hù)裝置斷開。


金建祥表示,從該事件可以得出啟示:高比例風(fēng)光需配置儲能平抑波動性,還需配套大量調(diào)節(jié)支撐性同步電源,維持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,如火電、水電、光熱等。


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從上圖可以看出,機(jī)組負(fù)荷在12:30發(fā)生大幅下降。下圖可以看出西班牙近二十多年的發(fā)電能量來源演變情況,其中,風(fēng)電在2013年前有一個快速增長期,光伏發(fā)電在2022年快速增長,天然氣在2008年達(dá)到頂峰之后逐年下降。


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▋電力市場化改革成為系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的必然要求


電力市場化改革是應(yīng)對新型電力系統(tǒng)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵舉措,通過“電能量+輔助服務(wù)+容量市場”多品種交易體系可有效激勵技術(shù)提升和靈活性資源發(fā)展,主要分電能量市場、輔助服務(wù)市場和容量市場,能夠推動多時間尺度的儲能技術(shù)、靈活調(diào)節(jié)的同步發(fā)電技術(shù)、調(diào)相技術(shù)以及構(gòu)網(wǎng)型儲能等技術(shù)發(fā)展。


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隨著電力市場化的推進(jìn),市場化交易電量占全社會用電量的比例逐步提升,現(xiàn)貨交易電量占市場化交易電量的比例逐步提升;現(xiàn)貨價格信號可充分反映電力市場的供需關(guān)系,因此隨著現(xiàn)貨比例提升,電力市場將更為靈活,電價傳導(dǎo)將偏向?qū)崟r傳導(dǎo)模式,零售用戶購電價格將與批發(fā)側(cè)出清價格相聯(lián)動,用戶需合理規(guī)劃用電行為。


金建祥表示,隨著電力市場化程度不斷提升,就發(fā)電側(cè)而言,未來發(fā)電量多不一定意味著更多收益。電能具有時間價值,不同時段的電量價值存在差異,因此不能單純追求發(fā)電量的增加。


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光熱發(fā)電在電力市場化變革中的機(jī)會與挑戰(zhàn)


金建祥表示,光熱發(fā)電在市場化改革當(dāng)中,所面臨的機(jī)會和挑戰(zhàn)可能是當(dāng)下更受關(guān)注的問題。


眾所周知,光熱發(fā)電的系統(tǒng)構(gòu)成為聚光系統(tǒng)、集熱系統(tǒng)、儲換熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng);并具備低碳、清潔,自帶大容量、低成本儲能,調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)勢。


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▋光熱發(fā)電的重要意義


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)動慣量和無功支撐,是極為罕見的電網(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。


金建祥認(rèn)為,在未來的電力系統(tǒng)中,光熱發(fā)電能夠較好解決高比例新能源系統(tǒng)帶來的三大挑戰(zhàn)。一方面,可以通過自身優(yōu)越的調(diào)節(jié)能力,作為新能源大基地的綠色調(diào)節(jié)支撐性電源;另一方面,還通過搭配一些化石能源、天然氣和生物質(zhì)能等,可形成可信賴、可信度比較高的基荷電源。


▋光熱發(fā)電應(yīng)用場景


據(jù)金建祥介紹,光熱發(fā)電應(yīng)用主要有兩個,一是作為基礎(chǔ)電源,二是作為調(diào)峰電源:


1.高比例“光熱+”一體化聯(lián)營項目——基礎(chǔ)電源


“高比例”光熱可以有效支撐隨機(jī)、波動的風(fēng)電光伏,使一體化項目整體出力穩(wěn)定可靠;同時,可配備少量的化石燃料補(bǔ)燃,提升項目的供電保障能力。


金建祥表示,幾年前部分風(fēng)光大基地采用的“高比例配風(fēng)電和光伏+少量光熱”的模式不可持續(xù),一方面因為光熱發(fā)電比例較低,且配置不合理,無法真正解決電網(wǎng)調(diào)峰和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行支撐的需求;另一方面,136號文件發(fā)布之后,光伏已自身難保,通過大比例光伏來補(bǔ)貼光熱發(fā)電的思路在經(jīng)濟(jì)性角度看已經(jīng)不可行。


若真正考慮各類電源物理性質(zhì)的聯(lián)營,例如光熱、風(fēng)電、光伏按1:1.5:1比例配置,另外再配合少量補(bǔ)燃,形成高比例“光熱+”一體化項目。這類一體化項目具備較好的自我調(diào)節(jié)能力,原則上對于電網(wǎng)調(diào)峰和輔助服務(wù)的需求較低,基本上不會給電網(wǎng)增加麻煩。目前,這類電源系統(tǒng)電價也能很快降至0.3元/kWh左右,具備較強(qiáng)競爭力。


2.大容量獨(dú)立光熱電站項目——調(diào)峰電源


大容量獨(dú)立光熱電站具備較好調(diào)節(jié)支撐能力,可以大幅提升電網(wǎng)的消納能力,有效促進(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電上網(wǎng),還可根據(jù)系統(tǒng)需求提供旋轉(zhuǎn)備用等功能。


以目前青海正在推進(jìn)的350MW項目為例,據(jù)金建祥介紹,青海電網(wǎng)日盈夜虧現(xiàn)象非常明顯,白天光伏大發(fā),以較低的價格送出,晚上缺電,則需要從西北電網(wǎng)高價購電;因此,針對這幾個優(yōu)選項目,青海要求白天10個小時發(fā)電負(fù)荷不允許超過15%,晚上則希望電站可以滿負(fù)荷發(fā)電。青海電網(wǎng)另一個特點就是夏盈冬虧,夏天電相對比較富裕,水電比較多,冬天水電比較少,整個冬季缺電比較厲害,而塔式光熱電站在冬季的發(fā)電量比夏季更高,與青海省的電力需求非常契合。


金建祥指出,目前大容量獨(dú)立光熱電站的發(fā)電成本正在快速下降,如果光熱電站發(fā)電小時數(shù)做到4000h,考慮CCER收益,現(xiàn)階段就能夠?qū)崿F(xiàn)0.45元/kWh以下的電價,已具備一定競爭力,如果再給予適應(yīng)的容量電價(例如每發(fā)一度電補(bǔ)貼幾分至一毛),其競爭力便可進(jìn)一步提高。此外,得益于行業(yè)的持續(xù)發(fā)展,過去6年里,光熱度電成本已顯著下降,降幅達(dá)0.6元/kWh,未來3年,再下降0.1元/kWh是完全可以期待的。


▋光熱發(fā)電在電力市場化變革中的機(jī)會——市場價值


據(jù)金建祥介紹,光熱發(fā)電的市場價值主要體現(xiàn)在有功價值、無功價值、事故應(yīng)急三方面。


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通過電量的時間價值、發(fā)電的靈活性、可靠和安全穩(wěn)定性,光熱發(fā)電可獲得比其他新能源更高的市場收益。比如,光熱發(fā)電很有希望獲得風(fēng)電和光伏等電力輔助服務(wù)市場主體所承擔(dān)的輔助市場收益。


▋光熱發(fā)電在電力市場化變革中的面臨的挑戰(zhàn)


金建祥表示,盡管136號文件的發(fā)布,有利于增加光熱發(fā)電的競爭力,但在當(dāng)下的各類電源中,光熱發(fā)電獨(dú)立面向市場時總體競爭力仍顯不足,主要面臨以下三個方面的挑戰(zhàn):


1.現(xiàn)階段成本仍高于市場電價水平


現(xiàn)階段光熱電價:0.55元/kWh(青海格爾木350MW);而現(xiàn)階段高峰時段現(xiàn)貨價格水平大部分集中在0.35元/kWh~0.55元/kWh,平均在0.45元/kWh左右,但是個別地區(qū)能夠做到0.6元/kWh,像去年的蒙西市場。


2.技術(shù)要求尚需進(jìn)一步匹配市場需求


現(xiàn)階段光熱在運(yùn)項目為應(yīng)發(fā)盡發(fā)、全電量收購模式,暫無輔助服務(wù)技術(shù)經(jīng)驗,還需要做一些必要的改造,目前光熱電站還沒有接受電網(wǎng)調(diào)度的經(jīng)驗;作為輔助服務(wù)提供方,對于系統(tǒng)指令的響應(yīng)時間、調(diào)節(jié)精度、調(diào)節(jié)范圍等都將影響相關(guān)收益。


3.缺乏市場化運(yùn)營經(jīng)驗


現(xiàn)階段光熱在運(yùn)項目按照固定電價全電量收購,暫無市場化運(yùn)營經(jīng)驗。參與市場化交易后,分時發(fā)電價格反映供需關(guān)系,電站需要統(tǒng)一考慮量價本利的關(guān)系決定運(yùn)行策略。


按照金建祥預(yù)測,三五年之后,光熱電站的主要盈利模式可能將集中于通過配置更長的儲能時長(例如15小時甚至20小時),在整體投資增加有限的情況下,顯著提升市場靈活性。如果項目方對次日發(fā)電,尤其風(fēng)光發(fā)電情況有較為準(zhǔn)確的預(yù)測,其實不必急于出清,可能次日能夠賣得更高價位,這種情況就需要有足夠的儲能量進(jìn)行調(diào)配。因此,項目方將次日甚至第三日風(fēng)光發(fā)電出力和需求情況與儲能容量能力相結(jié)合,從而優(yōu)化發(fā)電時間、調(diào)整發(fā)電量以實現(xiàn)更大收益,將是值得深入研究的方向。


光熱發(fā)電的三位一體應(yīng)對策略


▋技術(shù)的創(chuàng)新與降本增效


金建祥表示,雖然光熱發(fā)電跟“光伏+鋰電池儲能+調(diào)相機(jī)”、“光伏+抽水蓄能”或“光伏+壓縮空氣儲能”等外在性基本相當(dāng)電源比較在經(jīng)濟(jì)性方面已經(jīng)具有競爭力,但若想完全參與市場,其成本還需要再降低約0.1元/kWh,主要可以從技術(shù)創(chuàng)新與規(guī)?;当緝蓚€方面著手:


金建祥認(rèn)為,中國的工程師以及從事光熱研發(fā)、運(yùn)維及相關(guān)領(lǐng)域的同行,在突破核心技術(shù)后,能夠迅速實現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上的創(chuàng)新;過去五六年內(nèi),光熱發(fā)電技術(shù)已取得顯著進(jìn)展。此外,規(guī)?;l(fā)展后帶來的初始投資下降,是中國企業(yè)家更加擅長的;在中國,只要規(guī)模發(fā)展起來,投資成本沒有最低,只有更低。


1.技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步


就技術(shù)創(chuàng)新而言,聚光集熱系統(tǒng)、儲換熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化,以及自動化與智能化的運(yùn)營等,能夠推動投資成本和運(yùn)維費(fèi)用的下降、發(fā)電效率的提升。


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2.規(guī)模化的發(fā)展,降低初始投資成本


金建祥表示,現(xiàn)階段開建的大型獨(dú)立光熱發(fā)電項目的電價在0.55元/kWh,通過單機(jī)規(guī)模、運(yùn)維進(jìn)一步優(yōu)化,行業(yè)規(guī)?;l(fā)展提速,模塊化設(shè)計施工,高溫熔鹽等新技術(shù)升級,到2030年光熱電價有望實現(xiàn)0.45元/kWh;隨著行業(yè)充分規(guī)?;袌稣呲呌谕晟?,更高循環(huán)溫度的發(fā)電技術(shù)、更寬溫域和更高工作溫度的熔鹽技術(shù)得到應(yīng)用等,2035年光熱電價有望進(jìn)一步降至0.38元/kWh。


▋市場化運(yùn)行策略的研究


金建祥介紹,通過制定科學(xué)的市場化運(yùn)營策略,結(jié)合AI大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)化發(fā)電計劃,光熱發(fā)電企業(yè)可以在電力市場中實現(xiàn)更高的收益和更強(qiáng)的市場競爭力。


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首先是氣象預(yù)測,需要對風(fēng)電、光伏、徑流式水電這類不可調(diào)發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測;另外,還需對電力需求進(jìn)行預(yù)測。電源側(cè)預(yù)測和用電側(cè)預(yù)測基本可以決定電價的預(yù)測,使用大數(shù)據(jù)作為模型還是比較準(zhǔn)確的。


基于電價預(yù)測,項目方可進(jìn)行收益最大化發(fā)電計劃制定,同時確定售電策略,當(dāng)然,這也與光熱配備的儲能時長密切相關(guān)。


▋市場化運(yùn)營策略研究——電站能力提升


金建祥表示,數(shù)據(jù)采集與處理能力、市場分析及預(yù)測能力、運(yùn)營策略優(yōu)化能力、調(diào)度與控制技術(shù)能力等有助于光熱電站具備更強(qiáng)的市場化能力。


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▋政策協(xié)同


1.頂層設(shè)計:建議將光熱納入風(fēng)光大基地規(guī)劃中,明確裝機(jī)目標(biāo);


2.金融政策:建議將光熱納入超長期國債;


3.電價政策:一是建議參考煤電的兩部制電價,二是建議參考青海模式給予獨(dú)立電價;


4.工程示范:因地制宜推動大容量獨(dú)立光熱調(diào)峰電站以及光熱+其他新能源+補(bǔ)燃的一體化聯(lián)營電站。


金建祥表示,綜合施策、協(xié)同發(fā)力,多維度推動光熱發(fā)電成本的有效降低,促進(jìn)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,為光熱發(fā)電早日成功邁入市場化軌道筑牢政策根基。


未來展望


●2025-2030年:成本突破與市場化能力培育


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●2030-2035年:深度參與市場化交易


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金建祥認(rèn)為,現(xiàn)階段格爾木350MW光熱電站度電成本為0.55元/kWh,在光熱產(chǎn)業(yè)規(guī)?;图夹g(shù)優(yōu)化與市場角色不斷升級的協(xié)同發(fā)展下,2026-2030年,光熱電站年裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5-10GW,那么度電成本很快能夠降至0.45元/kWh;2030-2035年,光熱電站年裝機(jī)規(guī)模10GW以上,度電成本有望降至0.38元/kWh。


附:可勝技術(shù)實力與業(yè)績


可勝技術(shù)成立于2010年(前身中控太陽能),總部坐落于浙江杭州,是一家專業(yè)從事太陽能光熱發(fā)電和熔鹽儲能技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化推廣的國家高新技術(shù)企業(yè)。


公司堅持自主創(chuàng)新,掌握具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全流程核心技術(shù)與關(guān)鍵裝備,致力于通過先進(jìn)、高效的可再生能源利用技術(shù),為人類社會提供高品質(zhì)、低成本的綠色清潔能源。


1.科研實力


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2.光熱項目業(yè)績


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3.在推進(jìn)大容量獨(dú)立光熱項目


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2025第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會5月28-29日在浙江杭州盛大召開,大會由CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺聯(lián)合浙江可勝技術(shù)股份有限公司共同主辦,大會主題為“在進(jìn)化中重塑競爭力”,共有來自海內(nèi)外約900名代表出席本屆大會。

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