光热发电产业:开疆拓土正当时,掘金之路在何方?-

太阳能是目前地球上潜力巨大的可开发可再生能源之一。根据对到达地球上的太阳辐射能量进行转化形式的不同,太阳能的利用可以分为光伏和光热两大类别。太阳能光热发电是将光能转变为热能,通过传统的热力循环做功发电的技术。太阳能光热发电产生的是和传统的火电一样的交流电,与传统发电方式和现有电网的匹配性更好,可直接上网,这是中学物理课本对光热发电基本原理的阐述。近年来,我国的光热发电产业“开疆拓土”谋发展,2016年9月,国家能源局确定了第一批20个太阳能热发电示范项目名单,部分项目已经开工建设。

9月22日,第二届我国·德令哈光热大会在青海省德令哈市举行,来自政府、企业、学界的众多专家围绕光热发电产业的发展充分讨论、建言献策。究竟我国光热发电产业发展状况和潜力怎样,有哪些瓶颈待破,掘金之路在何方?

光热发电已具备规模化发展的条件

“我国光热发电已具备规模化发展条件。”电力规划设计总院副院长孙锐认为,太阳能资源取之不尽,用之不竭,光热发电方式可以提供连续、可靠的电力并具有良好的调节性能;光热发电不仅自身可以替代化石能源发电,它还可以发挥调峰电站和储能电站的作用,提高电力系统接纳风电和光伏发电的能力。我国的相关科研机构、高等院校对光热发电技术从理论到实验经过10多年的研究,掌握了它的技术特性,为工程应用奠定了基础;已有多个光热发电专有技术公司开发了具有自主知识产权的专有技术和产品,已建成多个光热发电试验装置和试验工程。

当前,在光资源条件较好的地区,地方政府部门积极组织编制了光热发电基地规划。如:《甘肃玉门花海百万千瓦级光热发电基地规划》,规划总装机规模达 5.6GW(GW指十亿瓦特); 《内蒙古阿拉善盟左旗太阳能热发电示范基地规划》,规划总装机规模达16GW;《新疆哈密市中长期光热开发规划”,规划总装机规模20GW。《甘肃阿克塞四十里戈壁太阳能热发电基地规划》,初步规划总装机规模7.35GW,还在研究进一步扩大规模。

根据我国气象局风能太阳能资源中心统计,我国拥有太阳能法向直接辐射量大于1700千瓦时/平方米的可利用土地约 94万平方千米,这些土地基本上地都是戈壁、沙漠。如果利用10万平方公里的土地建设光热发电厂的话,年发电量可达54000亿千瓦时,若按发电利用小时数为4000计算,总装机容量约为13.5亿千瓦。

据了解,作为首批光热发电示范项目的建设基地之一,德令哈市已基本构建起“技术试验—装备制造—发电站”为一体的新能源全产业链格局,将成为全国首个具备新能源全产业链集中发展条件的地区。除光热电站项目外,一批生产储热新材料、支架、镜面等与之相关的上下游企业也纷纷进驻德令哈,光热发电产业集群效应初具规模。记者参观了青海博昱600米槽式回路,据介绍,该项目完全可以到达390℃到400℃的传热介质的稳态运行。通过这条实验回路,博昱新能已经掌握了大量有实用价值的实验数据和取得了宝贵的运行维护经验。

位于德令哈市的浙江中控青海德令哈10MW(MW指兆瓦,相当于一千千瓦)塔式光热电厂已于2013年6月投运至今。据德令哈市发改委主任周文邦介绍,该电站一次性打通全流程并成功并网发电,该电站实现满负荷发电,经实测,熔盐吸热器出口熔盐温度最高达568摄氏度,熔盐换热器出口过热蒸汽参数达到510摄氏度/9兆百帕,各项参数指标完全达到设计值。该电站完全采用中控太阳能公司自主研发并具有自主知识产权的核心技术,装备国产化率超过95%。主要设备包括新型高精度智能定日镜(单镜20平方米)及控制系统、熔盐吸热器、熔盐储罐、盐-水换热器,以及与之配套的仪表、阀门等。

“我国光热发电的全产业链已经形成,所需的设备和材料国产化率可达90%以上,国内设备和材料的生产能力完全可以满足工程需要。因此,我国已经具备了光热发电规模化发展的条件。”孙锐如是说。

重在解决融资困难与安全风险等问题

当前,距2018 年底首批20个光热发电示范项目建成的期限仅剩一年半时间,但项目进度并不乐观,孙锐分析认为,项目融资困难是拖延项目进度的原因之一。“银行对光热发电的了解程度有限,担心光热发电也会像光伏发电项目那样发生严重的弃光,影响还贷。另外,银行对民企投资项目的贷款条件较为严格,担保、抵押等要求难以满足。因此,一些民企投资的项目只好寻求国企作为投资伙伴。鉴于国际上的电站融资成本普遍的低于国内,因为它的贷款利率都在2%以下,建议国内的银行特别是国内政策性银行能够为光热发电提供优惠的贷款;主管部门可以鼓励相关的企业利用世界银行主权贷款,打开融资难的局面。”孙锐说。

在“太阳能光热发电标准+安全生产交流会”上,中怡保险经济有限责任公司助理总监刘宏玉分析认为,光热发电的各种系统面临的风险,首先是自然灾害,仓储存放的风险也比较高,设备损坏风险,总会有被损伤的风险。其次是是设计错误、工艺不善或材料缺陷,还有意外事故、材料衰减等等风险。

刘宏玉认为,光热项目本身有很多系统单元组成,前段时间有几个项目出现了问题,把每个系统单独包给一个分包商,然后分别买保险,这样做存在交叉的风险。建议不论是不是业主分包项目都做一个整体的风险管控。设计风险造成的损失最大,可以考虑职业责任险。运营期主要是营业中的断险,天气指数险,发电量短缺险,光热发电企业应根据自己的风险策略进行整体的考虑。

掘金途径:政策支持,提高效率,制定标准,扬帆海外

国家能源局新能源和可再生能源司副司长李创军表示,“科学落实发展规划”是光热发电产业发展的一个重要方向。下一步国家能源局将进一步加大政策支持力度,争取国家有关方面在土地、财税及信贷方面给予光热发电企业更多支持,进一步完善示范项目操作方式和运作模式,做实示范项目可研等前期工作。

孙锐认为,减少光热发电成本,提高光热发电项目的年发电量是一个重要环节。首先要选择太阳法向直接辐射量较高的地区建设光热发电项目,目前国外的一些光热发电项目的上网电价已降低到10美分/千瓦时以下,其主要的原因之一是厂址地区具有较高的太阳能法向直接辐射量;第二是通过系统配置优化,确定合理的聚光集热系统和储热系统容量,使度电成本最低;第三是提高光热发电厂各系统和设备的能源转换效率,包括:聚光效率、集热效率、储热效率、换热效率、发电效率等。

对于光热发电产业而言,出台标准是工程建设、设备制造、生产运营重要的基础。国内光热电站大规模的开发,为标准的编制奠定了坚实的基础。中电联标准化管理中心处长汪毅,当前设计的光热发电产业标准体系架构包括基础和通用、技术要求、实验监测、安装、调试和验收、运行维护、检修、进网调度和技术管理。其中,常规电站每个设备和系统都有相应的检修规程,除了检修的准备、怎么修,此外修完了之后在运行之前还要做哪些实验,这些实验和设备的实验、进场交接的实验有所不同,这是专门针对检修之后要进行的实验,这些标准我们也要积累一定的经验,要分批分次进行检测。

“新能源电站跟电网互动比较多,特别是光热电站,涉及到你是两个小时储能,还是八个小时储能,还是24小时运行,运行的模式、调度的模式,我们要编制相关的规范。目前已经立项了接入的标准正在编制。作为业主来说,技术管理的标准是非常重要的,比如说项目管理规范、技术监督、档案的管理等等,这一块的标准我们也想根据条件成熟的情况,也分期分批编制。”汪毅介绍说。

孙锐认为,随着我国光热发电新技术的逐渐成熟,将在“一带一路”沿线国家的工程承包市场上极具国际竞争力,经过将来一段时间的发展,一定能够伴随着装备、技术、管理与标准的输出。因此,联合国内光热发电产业链上相关企业、科研院所、投资机构等,促进我国光热发电产业技术升级,与国际先进技术、管理进一步对接,是应当持之以恒努力的方向。

(责编:闫伟奇)

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