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中國光熱發(fā)電在夾縫中緩慢成長

發(fā)布者：王超 | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 1評論 | 7324查看 | 2012-05-16 16:00:00

聚光太陽能熱發(fā)電(Concentrating Solar Power，以下簡稱CSP)，在2011年之前曾被寄予很大的希望，但隨著過去一年晶硅光伏組件價(jià)格的急劇下滑，加之CSP各技術(shù)并未有明顯的進(jìn)步，致使這項(xiàng)技術(shù)被重新審視。在中國，十余個熱發(fā)電項(xiàng)目大都沒有動工的跡象；在德國，Solar Millennium AG(以下簡稱太陽千年)因融資受阻不得不申請破產(chǎn)清算；在美國，超過2GW的多個CSP項(xiàng)目被轉(zhuǎn)為光伏項(xiàng)目……當(dāng)太陽能發(fā)電補(bǔ)貼一再下調(diào)時(shí)，CSP的成本并沒有太大的變化，導(dǎo)致CSP項(xiàng)目的收益遇到困難。正如中國企業(yè)大規(guī)模進(jìn)入光伏行業(yè)使價(jià)格下降一樣，CSP產(chǎn)業(yè)或許也會因中國企業(yè)的大量參與而上演同樣的歷史。

中國熱發(fā)電的起步

　　2011年8月下旬，中國最大的太陽能熱發(fā)電論壇在三亞召開，這個在2007年首次召開的熱發(fā)電論壇迎來了五年來最多的參會人員數(shù)量。在論壇上，被談?wù)撟疃嗟谋闶侵袊讉€50MW熱發(fā)電特許權(quán)招標(biāo)項(xiàng)目。在這個項(xiàng)目出臺之前，中國僅有寥寥無幾的幾個kW級別的示范性小項(xiàng)目。就在這個特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)出臺之后，中國陸續(xù)涌出多個熱發(fā)電項(xiàng)目。

　　盡管遇到破產(chǎn)危機(jī)，德國Solar Millennium AG(以下簡稱太陽千年)卻是中國熱發(fā)電項(xiàng)目最早的外部推動力量。早在2007年，醞釀了多年的鄂爾多斯50MW熱發(fā)電項(xiàng)目被作為中德合作項(xiàng)目后，太陽千年便與內(nèi)蒙古綠能新能源有限公司(以下簡稱綠能)合資成立了內(nèi)蒙古施德普太陽能開發(fā)有限公司，為這個項(xiàng)目提供了可行性報(bào)告及相關(guān)的實(shí)施工作。雖然這個特許權(quán)項(xiàng)目直至2010年才確定下來，太陽千年在2007年后便在中國陸續(xù)安裝了8臺測光站：內(nèi)蒙古5臺、甘肅2臺、寧夏1臺。其中分別位于寧夏石嘴山和甘肅酒泉的兩臺測光站是為國電安裝。這8臺測光站目前為多個熱發(fā)電項(xiàng)目提供了輻照數(shù)據(jù)。

　　在中國政府確定要推動CSP項(xiàng)目后，相關(guān)產(chǎn)品開始陸續(xù)有人涉足。對槽式CSP項(xiàng)目，真空集熱管是技術(shù)含量最高的產(chǎn)品之一，西門子(Siemens)和肖特(SCHOTT Solar)近乎壟斷了這個產(chǎn)品的市場，中國現(xiàn)在已經(jīng)有十多家企業(yè)涉足真空管生產(chǎn)或技術(shù)供應(yīng)。這些企業(yè)有些是從中低溫集熱管產(chǎn)品延伸過來的，如皇明、力諾、北京太陽能研究所等；而一些企業(yè)則在擁有部分關(guān)鍵技術(shù)并將技術(shù)延伸后開始產(chǎn)品生產(chǎn)的，如北京天瑞星、蘭州交大國家綠色鍍膜中心公司等。

　　在反光鏡方面，已涉足TCO導(dǎo)電玻璃的大明玻璃迅速將業(yè)務(wù)延伸過來，這家在玻璃和鏡業(yè)領(lǐng)域深耕多年的企業(yè)已經(jīng)推出了面向槽式、塔式和碟式多種CSP技術(shù)的定日鏡。相比于大明玻璃的熱彎復(fù)合玻璃，北京兆陽光熱技術(shù)有限公司推出了生產(chǎn)工藝更簡單的冷彎復(fù)合玻璃。奧博新能源不僅涉足真空集熱管和反光鏡，還將投資建設(shè)一座用于生產(chǎn)集熱管用高硼硅玻璃的窯爐，一家配套的鋼結(jié)構(gòu)加工廠，以及一個從事相關(guān)EPC業(yè)務(wù)的新團(tuán)隊(duì)。

　　太陽千年擁有大量的光熱EPC工程經(jīng)驗(yàn)，其駐中國代表曾表示希望在中國本土EPC團(tuán)隊(duì)成熟之前盡可能的多參與一些項(xiàng)目。太陽千年很清楚，在中國擁有CSP集成技術(shù)后，將很難與其競爭。幾位中國科研機(jī)構(gòu)的工作人員也看準(zhǔn)了這個機(jī)會，正在籌備一家CSP系統(tǒng)集成公司，并與多家產(chǎn)品供應(yīng)商建立了初步的合作意向。其中一位參與者向PV-Tech PRO表示，光伏的系統(tǒng)集成門檻較低，而CSP的EPC難度要大很多，需要對各個部件都很了解，主要是參數(shù)的匹配，如果技術(shù)不過關(guān)，電站的整體效率和發(fā)電量就達(dá)不到應(yīng)有的水平。在CSP產(chǎn)業(yè)的各環(huán)節(jié)中，EPC是利潤率最高的環(huán)節(jié)之一。

放緩的腳步

　　相比于中國熱發(fā)電的起步，西班牙、美國這兩個熱發(fā)電最大的市場正在放緩前進(jìn)的腳步。截止2011年中期，在全球項(xiàng)目比例中，西班牙占據(jù)了48.49%的份額，美國則為47.94%。雖仍有新的熱發(fā)電項(xiàng)目出現(xiàn)，但美國太陽能信托(Solar Trust of America)已經(jīng)決定將其1GW Blythe項(xiàng)目一期500MW從CSP項(xiàng)目改為PV項(xiàng)目；AES Solar從Tessera Solar收購了709MW的CSP項(xiàng)目后，也計(jì)劃將這個電站轉(zhuǎn)為光伏項(xiàng)目。

　　事實(shí)上，截止2011年底，中國MW級熱發(fā)電項(xiàng)目中，只有北京延慶的1MW塔式項(xiàng)目完成了初期的建設(shè)，更大規(guī)模的也只有中控太陽能在青海德令哈的50MW塔式項(xiàng)目一期10MW工程完成了前期土建。中科院電工所姚志豪博士表示，“之所以大量項(xiàng)目沒有開工，一個原因是進(jìn)口的設(shè)備太貴，而國產(chǎn)的設(shè)備普遍沒有經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行的驗(yàn)證，另一個原因是電價(jià)補(bǔ)貼太低?！?/div>

　　2011年初，中國首個50MW槽式熱發(fā)電特許權(quán)項(xiàng)目的中標(biāo)電價(jià)為0.9399元/千瓦時(shí)，這個價(jià)格與不久前的280MW光伏特許權(quán)項(xiàng)目的平均中標(biāo)電價(jià)相比只高一點(diǎn)，而CSP的投資成本卻比光伏要高出不少。而2011年7月中國政府推出了針對光伏發(fā)電的1.15元/千瓦時(shí)上網(wǎng)電價(jià)，這又讓熱發(fā)電特許權(quán)項(xiàng)目中標(biāo)方大唐新能源陷入兩難境地。根據(jù)特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)要求，中標(biāo)方需要在30個月內(nèi)完成項(xiàng)目建設(shè)，這意味著大唐新能源需要在2013年8月前完成相關(guān)的工作。據(jù)悉，大唐新能源將在近期開始項(xiàng)目的土建工作，并陸續(xù)開始設(shè)備招標(biāo)。

　　鄂爾多斯50MW項(xiàng)目的電價(jià)較低，顯然無法采用國外進(jìn)口的產(chǎn)品。姚志豪博士向PV-Tech PRO表示：“中國企業(yè)的核心產(chǎn)品年產(chǎn)能也鮮有一家可以達(dá)到50MW，因此上半年的招標(biāo)可能不會限定只從一家采購。并且國產(chǎn)部件未經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用，還存在一些問題，大唐也將延后設(shè)備的供應(yīng)期?！睋?jù)悉，大唐新能源以及拿到相同中標(biāo)電價(jià)的中廣核太陽能也正在跟相關(guān)政府機(jī)構(gòu)商討能否對項(xiàng)目以資金或電價(jià)的方式進(jìn)行額外補(bǔ)貼。

　　其實(shí)，這已經(jīng)不是CSP第一次受到價(jià)格沖擊。CSP發(fā)跡于上世紀(jì)70年代的石油危機(jī)，以色列和美國的多家公司開始研究太陽能熱發(fā)電，其中當(dāng)時(shí)最成功的當(dāng)屬以色列和美國合資的Luz International公司，他們自1984年起陸續(xù)在美國加州Mojave沙漠建設(shè)了9座槽式CSP電站(SEGS I-IX)，總裝機(jī)達(dá)353.8MW；這些電站至今還在維持運(yùn)營。當(dāng)石油價(jià)格回落后，整個CSP行業(yè)也沉寂起來，之后Luz進(jìn)展緩慢并出現(xiàn)困境。在1992年，Solel Solar Systems Ltd收購了Luz在以色列地區(qū)的制造業(yè)資產(chǎn)，隨后在2009年西門子收購了這家以色列公司，成為槽式CSP領(lǐng)域的領(lǐng)先者。如今，西門子又重新活躍在CSP領(lǐng)域中。

　　在2011年，中國光伏制造業(yè)將全球的組件價(jià)格從年初的10元人民幣/瓦拉到現(xiàn)在的不足6元人民幣/瓦，而逆變器的價(jià)格也大幅下降。受到產(chǎn)品價(jià)格下降的影響，電站投資成本也在一年內(nèi)從20元/瓦下降至11元/瓦。很多國家對太陽能電力的補(bǔ)貼也因此而下調(diào)，這使得CSP項(xiàng)目更加艱難，降低價(jià)格和成本迫在眉睫。

成本期望

　　多個槽式熱發(fā)電項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告已經(jīng)完成，招標(biāo)工作正陸續(xù)開展。對這些項(xiàng)目而言，如何能在一定的價(jià)格范圍內(nèi)采購到合格的產(chǎn)品成了件困難的事情。以大唐新能源的項(xiàng)目為例，在投標(biāo)時(shí)與皇明、中科院電工所綁定，但中標(biāo)后卻難以從皇明獲得合適的配套產(chǎn)品。但是按照其獲得的0.9399元/千瓦時(shí)的電價(jià)核算，進(jìn)口的集熱管和反光鏡價(jià)格都不合適。

　　以目前項(xiàng)目比例最高的槽式技術(shù)為例分析其成本結(jié)構(gòu)。根據(jù)Ferrostaal的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，在西班牙建設(shè)一座槽式CSP電站，投入最大的是土建施工工程和鋼結(jié)構(gòu)，而不是關(guān)鍵的集熱管和反光鏡等核心設(shè)施。

　　雖然CSP原理比光伏要簡單，但CSP項(xiàng)目的成本構(gòu)成比光伏項(xiàng)目要復(fù)雜得多。光伏電站可以簡單的分為組件成本和周邊系統(tǒng)(Balance of System，簡稱BOS)成本。BOS包括支架、逆變器、電氣設(shè)備、工程建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等；光伏每瓦投資成本并不會因項(xiàng)目規(guī)模的大幅增加而出現(xiàn)大幅降低。相比之下，槽式和塔式的CSP項(xiàng)目涉及的采購部件和工程量要復(fù)雜得多。

　　槽式和塔式CSP項(xiàng)目主要包括：集熱器、鏡場、導(dǎo)熱系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)及追蹤系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、壓力設(shè)施、冷卻系統(tǒng)、蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)等。對于1MW、10MW、50MW、100MW等不同的裝機(jī)規(guī)模及項(xiàng)目選址、自然環(huán)境，項(xiàng)目的每瓦單位投資都會發(fā)生不小的變化。因此，CSP的成本測算要根據(jù)項(xiàng)目的具體情況來進(jìn)行。

　　根據(jù)國際能源署(IEA)提供的數(shù)據(jù)，不同地區(qū)、規(guī)模的槽式CSP電站的投資成本為4.2—4.8美元/瓦，大型槽式CSP平準(zhǔn)化電力成本(LCOE)約為20—29.5美分/千瓦時(shí)。IEA特別指出，西班牙槽式CSP項(xiàng)目的LCOE約為23歐分/千瓦時(shí)(約合30美分/千瓦時(shí))，而美國西南部分地區(qū)的槽式CSP項(xiàng)目LCOE已經(jīng)達(dá)到12美分/千瓦時(shí)左右。以上這還是單純CSP項(xiàng)目的成本估計(jì)；由于火電站和天然氣發(fā)電設(shè)施可以與CSP電站共用蒸汽，因此聯(lián)合發(fā)電能擁有更低的LCOE。

　　美國能源署(DOE)推出了一項(xiàng)在2020年前將太陽能發(fā)電成本降至與常規(guī)能源相競爭的SunShot計(jì)劃，計(jì)劃將目前太陽能發(fā)電設(shè)施的投資成本降低75%。DOE太陽能技術(shù)辦公室項(xiàng)目規(guī)劃

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