匯聚太陽能光伏發(fā)電行業(yè)力量，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。4月16日下午，由國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟與中國可再生能源學(xué)會太陽能板熱發(fā)電專委會組織開展的「太陽能光熱說」公益講堂正式開講。
在開講序言中，國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務(wù)副理事長兼秘書長、中國可再生能源學(xué)會太陽能熱發(fā)電專委會秘書長杜鳳麗女士對太陽能熱發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)、市場發(fā)展現(xiàn)狀以及行業(yè)期盼進(jìn)行了介紹。
太陽能光熱發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，通過熱功轉(zhuǎn)化過程發(fā)電的系統(tǒng)，英文簡稱為CSP或STE。目前商業(yè)化的太陽能光熱發(fā)電技術(shù)路線主要包括：塔式、碟式（點(diǎn)聚焦系統(tǒng)）和槽式、線性菲涅爾式（線聚焦系統(tǒng)）。
為實(shí)現(xiàn)以清潔低碳為主要特征的能源轉(zhuǎn)型，各國均在探索穩(wěn)定、可控、可靠的可再生能源發(fā)展路線。研究發(fā)現(xiàn)，太陽能光熱發(fā)電是目前除水電外唯一具備這一能力的可再生能源技術(shù)。由于配置大容量、低成本、環(huán)境友好的儲能系統(tǒng)，太陽能光熱發(fā)電可以克服太陽能資源的間歇性和不穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)可控、可調(diào)度的電力輸出。太陽能光熱發(fā)電是可以承擔(dān)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)負(fù)荷的可再生能源發(fā)電形式，目前已在西班牙、美國以及中東北非等國家和地區(qū)取得了良好的應(yīng)用效果。
2、太陽能光熱發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢
太陽能光熱發(fā)電與火力發(fā)電類似，不同之處在于熱能產(chǎn)生的方式不同，光熱發(fā)電利用聚光集熱裝置收集陽光產(chǎn)生熱能，火力發(fā)電通過化石燃料的燃燒產(chǎn)生熱能。
（1）新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)、拉動投資和就業(yè)。太陽能
光伏電站產(chǎn)業(yè)鏈長，對拉動傳統(tǒng)制造業(yè)、培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)以及創(chuàng)造就業(yè)具有重要作用。
光熱發(fā)電采用常規(guī)汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。在去除煤電產(chǎn)能的背景下，能夠拉動汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、電站鍋爐、電站輔機(jī)等產(chǎn)品需求，降低去煤化對火力發(fā)電裝備制造業(yè)的沖擊。一座帶7小時(shí)儲能、裝機(jī)容量5萬千瓦的塔式光熱電站投資約15億；其中，混凝土、鋼材、玻璃以及硝酸鹽等原材料用量分別約為3萬立方米、1.7萬噸、0.6萬噸以及3.5萬噸，包括聚光器、跟蹤裝置等光熱發(fā)電專有設(shè)備用量上萬套。這不僅能夠消耗大宗原材料的過剩產(chǎn)能，穩(wěn)定就業(yè)和投資，還可以促進(jìn)我國傳統(tǒng)制造業(yè)向新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展，對拉動我國經(jīng)濟(jì)增長有積極促進(jìn)作用。
（2）帶有儲能裝置，發(fā)電功率相對平穩(wěn)可控。太陽能、風(fēng)能資源具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，白天天氣的變化會引起發(fā)電系統(tǒng)出力的大幅波動，這對電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡和穩(wěn)定安全運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。太陽能熱發(fā)電站配置技術(shù)成熟、成本較低且安全環(huán)保的大容量儲熱裝置，實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率平穩(wěn)和可控輸出。在白天日照強(qiáng)烈時(shí)，系統(tǒng)可將多余熱量儲存起來，避免出力超出電網(wǎng)需求。在云層遮日等光照減弱時(shí)，可及時(shí)利用儲熱裝置中積蓄的熱量，向動力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行熱量補(bǔ)充，從而確保發(fā)電功率的穩(wěn)定。可作為調(diào)峰電源或基礎(chǔ)負(fù)荷電源。
大量研究結(jié)果表明，直流送端不穩(wěn)定的可再生能源占比高、網(wǎng)架薄弱、換相失敗等故障會導(dǎo)致系統(tǒng)暫態(tài)過電壓，引發(fā)可再生能源大規(guī)模連鎖脫網(wǎng)，危害電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。光熱發(fā)電具有功率調(diào)節(jié)和電壓支撐能力，根據(jù)我國已投產(chǎn)中廣核德令哈，首航節(jié)能敦煌以及中控德令哈3個(gè)光熱發(fā)電示范項(xiàng)目的驗(yàn)收結(jié)論，太陽能熱發(fā)電機(jī)組調(diào)峰深度為85%、升降負(fù)荷速率可達(dá)每分鐘3%和5%左右的額定功率，調(diào)峰深度和速度均明顯優(yōu)于常規(guī)火電。在大規(guī)模不穩(wěn)定的風(fēng)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)的發(fā)展情況下，光熱發(fā)電是真正清潔低碳、安全高效的電源形式，能夠進(jìn)一步提高可再生能源電力的占比，提高能源利用效率，同時(shí)滿足電網(wǎng)安全需求，成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。
（3）運(yùn)行方式靈活。太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)可以與燃煤、燃油、天然氣及生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)運(yùn)行，克服太陽能不連續(xù)、不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全天候不間斷發(fā)電，使得其可調(diào)節(jié)性好，更具有電力系統(tǒng)友好特性。太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)也可以與熱化學(xué)過程結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高溫制氫。
（4）綜合能源服務(wù)的中堅(jiān)力量。太陽能熱發(fā)電可進(jìn)行熱電并供，可利用余熱進(jìn)行咸水淡化和清潔供暖；還可形成微型電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，適用于邊遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)、山區(qū)和海島等地供電，也可聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行作為電網(wǎng)可控發(fā)電單元。
（5）提高不穩(wěn)定可再生能源電力的消納，能源轉(zhuǎn)型新途徑。作為全生命周期二氧化碳排放極低〔約
17 g/（kW·h）〕的環(huán)境友好型技術(shù)，太陽能光熱發(fā)電帶有安全環(huán)保的熔鹽儲能系統(tǒng)，是解決當(dāng)前可再生能源發(fā)電波動性對電網(wǎng)安全性影響問題的重要途徑。
以目前新疆電網(wǎng)為例進(jìn)行過模擬計(jì)算，假定建設(shè)光熱發(fā)電機(jī)組從100萬千瓦至500萬千瓦，可減少棄風(fēng)棄光電量10.2%-37.6%，顯著提高了電力系統(tǒng)接納光伏發(fā)電和風(fēng)電的能力。光伏發(fā)電要為電力系統(tǒng)提供可靠的電力，則必須配置至少6小時(shí)的儲能電站（滿足晚高峰電力需求）；按照目前的市場情況和未來的發(fā)展趨勢，光熱發(fā)電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于光伏+電池儲能。
據(jù)國家太陽能光熱聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，2019年全球新增太陽能熱發(fā)電裝機(jī)容量482.6MW，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到6590MW。其中，西班牙太陽能熱發(fā)電裝機(jī)容量仍居世界首位，其次是美國。
得益于國家太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的建設(shè)，我國太陽能熱發(fā)電新增和累計(jì)裝機(jī)容量在全球占比分別達(dá)到41%和6%。
2019年，我國共有4座太陽能熱發(fā)電示范電站并網(wǎng)發(fā)電，總裝機(jī)容量200MW，占全球新增裝機(jī)容量的6%。分別為：中電建共和50MW塔式電站、魯能格爾木50MW塔式電站（多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目）、中電哈密50MW塔式電站，以及蘭州大成敦煌50MW線性菲涅爾電站。2019年底，我國并網(wǎng)發(fā)電的太陽能熱發(fā)電站達(dá)到9座，總裝機(jī)容量420MW。
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