來源:中國能源報 | 0評論 | 4767查看 | 2015-07-20 19:18:00
當(dāng)前,如果要在電力系統(tǒng)中找?guī)讉€鼎力支持光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)者,電力規(guī)劃設(shè)計總院副院長孫銳毫無疑問是其中之一。近幾年來,他積極參與光熱發(fā)電行業(yè)的各項工作,在各種論壇等公開場合不失時機(jī)地宣傳、推廣光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè),對光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)。本文是孫銳近日接受媒體采訪的一篇文章,本網(wǎng)給予轉(zhuǎn)載。
“當(dāng)前太陽能熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟,國際上商業(yè)電站總?cè)萘恳殉^500萬千瓦,機(jī)組臺數(shù)已超過100臺。我國涉及太陽能熱發(fā)電工程的設(shè)備及材料制造水平和生產(chǎn)能力可以滿足建設(shè)大規(guī)模太陽能熱發(fā)電工程的需要。當(dāng)前需要盡快確定光熱發(fā)電的上網(wǎng)電價政策,啟動示范項目,抓緊推動太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”電力規(guī)劃設(shè)計總院副院長孫銳在接受《中國能源報》記者采訪時表示。
我國“十二五”可再生能源規(guī)劃中,太陽能熱發(fā)電總裝機(jī)目標(biāo)為100萬千瓦,但目前實際投運的商業(yè)電站只有中控青海德令哈10MW項目。雖然“十二五”目標(biāo)難以完成,但國家能源局相關(guān)人士表示,我國發(fā)展光熱發(fā)電的方向未變。
初步預(yù)測,到2020年,我國的太陽能發(fā)電裝機(jī)容量要大于1億千瓦,屆時占全部電源裝機(jī)比重將高于5%。在孫銳看來,這其中光熱發(fā)電將扮演重要的角色。

圖:孫銳在CPC2015大會上發(fā)言
記者:您為何看好太陽能熱發(fā)電?
孫銳:太陽能熱發(fā)電的原理是利用太陽的直接輻射,采用聚光技術(shù)將太陽光聚焦在吸熱器上,加熱吸熱器中的傳熱介質(zhì),通過高溫的傳熱介質(zhì)在蒸發(fā)器和過熱器中使水轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷亍⒏邏赫羝?,再通過汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。太陽能熱發(fā)電廠通過設(shè)置足夠容量的儲熱系統(tǒng),可以實現(xiàn)24小時連續(xù)發(fā)電。
電力品質(zhì)是光熱發(fā)電最大的競爭力。光熱發(fā)電可以根據(jù)電網(wǎng)用電負(fù)荷的需要,快速調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)組的出力,參與電網(wǎng)一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。穩(wěn)定的電力輸出和良好的調(diào)節(jié)性能,適于集中大規(guī)模建設(shè)太陽能發(fā)電基地。我認(rèn)為它完全可以替代當(dāng)前燃煤機(jī)組,調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)中風(fēng)電等其他間歇式電源出力波動造成的功率不平衡,幫助實現(xiàn)可再生能源的穩(wěn)定外送。
記者:發(fā)展光熱發(fā)電需要具備哪些資源條件?我國是否具有發(fā)展光熱發(fā)電的資源優(yōu)勢?
孫銳:首先是太陽能直接輻射資源。太陽直接輻射強(qiáng)度(DNI)對光熱發(fā)電成本有較大的影響,根據(jù)國際可再生能源署的相關(guān)研究,DNI每增加100千瓦時/平方米/a,發(fā)電成本下降4.5%。我國的內(nèi)蒙古、青海、甘肅、新疆、西藏有著豐富的太陽能直接輻射資源。
第二是土地資源。如果用10萬平方公里的土地建設(shè)太陽能熱發(fā)電項目,年發(fā)電量約為54000× 108kWh,相當(dāng)于我國2014年全國全年的發(fā)電量。若按配置儲熱系統(tǒng)機(jī)組的利用小時數(shù)為4000計算,裝機(jī)容量約為13.5億千瓦。僅青海和內(nèi)蒙古西部就有超過20萬平方公里的土地可用于建設(shè)太陽能熱發(fā)電項目。
第三是水資源。太陽能熱發(fā)電機(jī)組的耗水量要比燃煤機(jī)組少一半,青海、西藏具有豐富的水資源;內(nèi)蒙古西部可以集中建設(shè)水庫,引黃河等河流的豐水期水量入庫。
記者:近年來已有一些企業(yè)在進(jìn)行光熱相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的創(chuàng)新實踐,當(dāng)前我國光熱是否具備產(chǎn)業(yè)化的條件?
孫銳:我國有多家太陽能熱發(fā)電專有技術(shù)公司開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù)和專項產(chǎn)品,國外的專有技術(shù)公司也在我國尋求合作。光熱發(fā)電的全產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)在我國形成,光熱發(fā)電工程項目所需的設(shè)備和材料國產(chǎn)化率可達(dá)90%以上;國內(nèi)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備和材料的技術(shù)水平,與國際水平相差不大,只是缺少長期運行的檢驗。國內(nèi)設(shè)備和材料的生產(chǎn)能力完全可以滿足工程需要。
隨著光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;l(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高,光熱發(fā)電的成本一直在下降,目前國際上投標(biāo)的發(fā)電成本已降低到0.15美元/千瓦時。美國能源部制定了SunShot計劃,目標(biāo)是到2020年,使光熱發(fā)電成本降低到0.06美元/千瓦時。
記者:有預(yù)計稱2015年全球光伏裝機(jī)量將增長25%,接近60吉瓦。相比光伏,光熱的規(guī)模顯然小得多。光熱和光伏同樣是利用太陽能,二者有哪些差異?
孫銳:光伏發(fā)電利用太陽能全輻射,因此在地域上不受限制,全國各地都可以建。但光熱發(fā)電利用的是太陽能法向直接輻射,因此,在太陽直接輻射量較低的地區(qū),不具備建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。除了光資源外,光熱發(fā)電對用地的坡度要求也比光伏苛刻。另外,光熱發(fā)電還需要一定的水資源。
光伏發(fā)電的系統(tǒng)相對簡單,屋頂、墻面、山坡、水面甚至汽車等交通工具都可以安裝光伏系統(tǒng)。光伏發(fā)電與光熱發(fā)電各有各自的優(yōu)勢,他們不是替代關(guān)系,相反,它們是互補(bǔ)關(guān)系。光熱發(fā)電最大的優(yōu)勢是電力品質(zhì),由于光熱發(fā)電機(jī)組出力的可靠性和良好調(diào)節(jié)性能,它不需要電力系統(tǒng)中的燃煤機(jī)組作為旋轉(zhuǎn)備用。因此,采用光熱發(fā)電技術(shù),在我國西部地區(qū)建設(shè)大規(guī)模太陽能發(fā)電基地,可以實現(xiàn)太陽能發(fā)電的穩(wěn)定外送,大幅提高我國的可再生能源發(fā)電比重。
目前階段,光熱發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模沒有光伏發(fā)電多,主要是因為光熱發(fā)電的成本高于光伏發(fā)電,更重要的一點是兩者之間的電力品質(zhì)差別被忽略了?,F(xiàn)在我國很多已投運的集中式光伏電站,由于電力品質(zhì)的間歇特性,被電力系統(tǒng)限制出力(通常說的“棄光”),嚴(yán)重的被限制50%—60%的出力。
記者:事實上,當(dāng)前光伏行業(yè)也將儲能作為發(fā)展的重點方向。按您所說,相比光伏,光熱發(fā)電的電力品質(zhì)更多表現(xiàn)在能量存儲的經(jīng)濟(jì)性上,對嗎?
孫銳:是的,儲熱比儲電要經(jīng)濟(jì)得多。當(dāng)前鐵鋰電池組的造價約4500元/千瓦時,假設(shè)光伏電站配套一個5小時的儲能系統(tǒng),造價可能要高于3萬元/千瓦,且電池壽命不足八年,從經(jīng)濟(jì)性上講,顯然是無法接受的。
對于光熱發(fā)電而言,配置儲熱系統(tǒng),雖然增大了聚光系統(tǒng)、集熱系統(tǒng)和儲熱系統(tǒng)的投資,使電廠的單位千瓦造價增高了,但由于機(jī)組的年發(fā)電量增加了,發(fā)電成本反而降低了。我們做過相關(guān)的研究,當(dāng)然很多條件是假設(shè)的,不具有普遍性,但結(jié)論可以參考。一臺50MW的槽式太陽能熱發(fā)電機(jī)組,儲熱時間從4小時到8小時,發(fā)電成本是下降的,到8小時最低,繼續(xù)增加儲熱時長,發(fā)電成本會有所上漲;一臺50MW的塔式太陽能熱發(fā)電機(jī)組,儲熱時間從4小時到16小時,發(fā)電成本一直在下降,只是后來下降的幅度較小。光熱發(fā)電的這一特性使發(fā)電企業(yè)的利益與電力系統(tǒng)的運行要求得到了統(tǒng)一。
記者:光熱產(chǎn)業(yè)初期發(fā)展階段,需要政策導(dǎo)向支持。它的發(fā)展需要哪些力量推動?
孫銳:最為重要的是電價政策。現(xiàn)在地方政府已經(jīng)核準(zhǔn)很多工程項目,但是,由于沒有出臺電價政策,工程項目遲遲不能開工建設(shè)。因為沒有上網(wǎng)電價,工程項目的投資回報具有不確定性,嚴(yán)重影響投資方的決策;另一方面,沒有電價,銀行不批貸款,也嚴(yán)重影響到工程項目的融資。因此,上網(wǎng)電價政策的缺失已經(jīng)成為制約太陽能熱發(fā)電工程建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)。建議國家主管部門盡快出臺太陽能熱發(fā)電工程項目的上網(wǎng)電價或明確上網(wǎng)電價的確定原則。
記者:從行業(yè)管理的角度來看,僅有上網(wǎng)電價政策是不夠的,還需要打出哪些“組合拳”?
孫銳:另一項重要的政策支持是給予光熱發(fā)電工程項目低息貸款。由于光熱發(fā)電工程項目的單位千瓦造價高達(dá)2—3萬元,融資成本對于發(fā)電成本有很大的影響。有些項目為了降低融資成本,不得不使用亞行的貸款,因此,在設(shè)備采購上,必須遵守亞行的采購準(zhǔn)則,國內(nèi)新開發(fā)的設(shè)備和材料由于缺少應(yīng)用業(yè)績,被排除在采購范圍之外。
記者:您認(rèn)為國內(nèi)建設(shè)光熱發(fā)電示范工程,對我國的光熱發(fā)電設(shè)備和材料企業(yè)會產(chǎn)生哪些影響?
孫銳:通過示范工程建設(shè),嘗試不同的技術(shù)路線,尋找出適合中國地理環(huán)境和氣象條件的最佳方案,積累建設(shè)和運行經(jīng)驗,為推廣應(yīng)用打下基礎(chǔ)。示范項目的另一個作用就是能夠促進(jìn)國內(nèi)設(shè)備及材料的研發(fā)和批量生產(chǎn),促使其提高產(chǎn)品性能、降低成本,同時,使國內(nèi)企業(yè)拿到工程應(yīng)用業(yè)績,使其具備參與國際市場競爭的條件。一些國