碳中和路徑下,光熱發電的發展現狀如何?
隨著碳中和實施的逐步深入,在風光熱互補開發的大趨勢下,光熱發電市場正迎來新一波發展熱潮。截至目前,僅青海、甘肅和吉林三地,已有包括111萬千瓦光熱發電裝機的多個風光熱互補新能源基地進入開發階段。更多的類似項目正在醞釀中。
光熱發電是什么?
1)太陽能光熱發電基本介紹
太陽能光熱發電技術的應用以反射鏡為基礎,利用該裝置收集太陽光能,再通過相應裝置的協同作用,實現太陽能向熱能的轉化,此過程中形成中間產物,即蒸汽,能夠促進熱力循環系統的運行,將熱能轉化為電能,向存在需求的用戶側供電。
通過先進裝置的配套使用,可解決以往硅晶光電轉換中資源浪費量大、效率低等問題,同時熱能儲備裝置可以持久性地儲存能源,滿足陰雨天氣的電能生產及供應需求,這打破了發電受限于時間和空間的局面。
其中,塔式光熱發電系統是一種以平面鏡和中央集熱塔為核心,輔以其他附屬裝置,組成塔式光熱發電系統。其中,平面鏡配置了豐富的雙軸太陽能跟蹤系統,整個平面鏡的工質加熱溫度可達到800 ℃;中央集熱塔的塔頂處存在吸收器,塔周邊有定日鏡,該裝置可高效吸收太陽光能,將其匯聚至塔頂接收器內。
2)國內太陽能光熱發電技術的發展現狀
現階段,我國的太陽能光熱發電技術取得較好的發展成果,但相比日本、美國等發達國家而言,技術水平滯后的問題依然存在,尚有較大的進步空間。為促進太陽能光熱發電技術的深度發展,我國相繼出臺了推動性政策,這給行業的發展創設了全新契機。
隨著太陽能光熱發電產業應用優勢的逐步顯現,宏觀法律條例也持續完善,但需明確的是,相關政策的覆蓋面依然有限,其普遍局限在引導性政策、研發支持類政策、市場引導類政策的層面。在此環境下,太陽能光熱發電產業的發展活力是難以充分釋放的。
雖然光伏發電補貼電價的法律法規有完善的空間,但現階段該產業已經出現電價標準下浮調整的情況,而反觀太陽能光熱發電產業,與之相配套的電價補貼政策依然較為模糊,由此抑制了太陽能光熱發電產業的發展。
太陽能光熱發電技術是緩解能源危機的關鍵手段,但我國在此方面的起步時間較晚,技術、硬件等方面依然有不足之處。對此,政府部門應起到引導作用,調動企業及科研人員,共同參與到太陽能光熱發電產業的發展中,通過政策的推行、資金的支持以及人才的培養,逐步提高太陽能光熱發電技術的應用水平,積累發展經驗,實現突破式發展。
現有光熱發電政策、項目進展
2021年以來,儲能越來越受到政策重視,近期以來,浙江、廣東、江蘇等地陸續發布針對儲能的補貼政策。
據中關村儲能產業技術聯盟統計,2021年上半年,國內新增新型儲能(含規劃、在建和運行)項目個數257個,儲能規模11.8吉瓦,分別是去年同期的1.6倍和9倍。新增投運項目規模304.4兆瓦/623.9兆瓦,百兆瓦以上規模的項目個數是去年同期的8.5倍;百兆瓦級的大型項目陸續開工,吉瓦級的巨型項目也被列入開發日程。其中,今年“風電+光伏”發電的總裝機是127.8吉瓦,如果儲能容量按10%算,預計儲能裝機規模可達12.78吉瓦左右。
根據行業專家預測,明年各地規劃在建儲能項目規模將上升到13吉瓦至15吉瓦,儲能建設規模穩步擴大。
上述儲能主要是在需求側,而供給側的儲能則一直沒有受到重視。在大力建設“風光大基地”的西北,自帶儲熱的光熱發電項目卻正在如火如荼的實施。以下是部分資訊的集合:
1)酒泉:明年將有序推進“光熱+風電+光伏”等項目750萬千瓦以上,力爭并網700萬千瓦以上
2021年12月13日,酒泉市市長唐培宏在酒泉市第五屆人民代表大會第一次會議上作政府工作報告,報告提出:
2022年工作任務,新能源方面,酒泉將開工建設210萬千瓦風電等項目,有序推進“光熱+風電+光伏”等項目750萬千瓦以上,力爭并網700萬千瓦以上。
2021年,酒泉快速推進125萬千瓦存量項目,全面啟動230萬千瓦酒湖工程配套風電二期、260萬千瓦“十四五”第一批風光電及80.6萬千瓦風光互補項目,集中開工605萬千瓦“光熱+”等大規模沙漠戈壁荒漠風光電示范項目,全年可并網400萬千瓦以上。長遠謀劃電力外送,專班跟進“隴電入滬”工程。堅持以資源換裝備、互保共建互為市場,新能源裝備制造業延鏈補鏈強鏈取得重要進展。
2)搶抓“雙碳”機遇,敦煌正大力推進“光熱儲能+光伏”發展模式
目前敦煌市正在積極搶抓“碳達峰碳中和”機遇,聚力攻堅、持續轉型,全面推進新能源產業提振升級。
為此,敦煌市正大力推進“光熱儲能+光伏”發展模式。實施敦煌“光熱儲能+光伏”一體化綜合能源示范項目,項目包括600MW光伏發電和100MW熔鹽線性菲涅爾光熱發電工程,新建1座330kV匯集站,通過1回330kV線路就近接入沙州750kV變電站330kV側,項目投資約45億元。
3)中電工程西北院成功中標華能高臺縣70萬千瓦光熱光伏示范項目可研編制
據華能集團方面消息,華能甘肅能源開發有限公司擬開發的華能高臺縣光熱光伏示范項目的可行性研究報告編制技術服務項目已確定中標方,中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司成功中標。
據此前發布的招標公告,該項目擬在張掖市高臺縣區域建設10萬千瓦光熱+60萬千瓦光伏項目,項目將光熱光伏結合起來,強化電源側靈活調節作用,優化電源規模配比,多能互補后打捆送出,有效解決用電高峰期和低谷期電力輸出的不平衡問題和提高電網的穩定性,最大限度減少棄光問題,為甘肅省建立綠色能源體系,發展清潔能源做貢獻。
3)加大熔鹽儲熱技術在新能源儲能調峰領域創新應用的三條建議
近日,民革甘肅省委員會提出“加大熔鹽儲熱技術在新能源儲能調峰領域創新應用”的建議。
儲能技術的發展主要圍繞“低成本、長壽命、高安全和易回收”的目標。受光熱發電用熔鹽來儲熱的啟發,為了解決短期內新能源調峰面臨的現實問題,在光熱發電和電化學儲能短期內無法大幅度降低成本的背景下,可否研究開發目前還沒有被關注到的用電直接加熱熔鹽儲熱的技術可行性,把電網消納不了的風、光電富余電量來加熱熔鹽進行儲熱,用電高峰期再轉化為電能,也不失為一種有益探索。
4)青海:十四五將加快建設百萬千瓦級光熱發電基地,示范推進光熱光伏一體化友好型融合電站
近日,青海省人民政府印發《青海省“十四五”循環經濟發展行動方案》。方案指出,十四五青海將加快構建具有青海特色的綠色低碳循環發展現代化經濟體系,為經濟社會可持續發展提供資源保障。
5)2040年長時儲能市場擴大400倍!儲熱技術優勢正逐漸浮出水面
全球氣候變化形勢之下,碳中和成為了各國的主要議題。在前不久舉辦的第26屆聯合國氣候變化大會(COP26)上,一個名為“長時儲能委員會”的組織把長時儲能這個概念進一步推到了關注者面前。
而在此后不久,長時儲能委員會就一語驚人:如果想要建設最優化的全球零碳能源系統,到2040年全球長時儲能裝機容量要擴大400倍。