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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：“當下我們光熱同仁應該努力練好內(nèi)功，推動技術(shù)進步，快速降低成本，以期在以新能源為主體的未來電力系統(tǒng)中發(fā)揮不可或缺的作用?！?月13日，在北京召開的2021中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第八屆年會（CPC2021）上，浙江中控太陽能技術(shù)有限公司董事長兼總工程師金建祥向與會代表分享了中控德令哈50MW光熱電站的最新運行情況，同時還就光熱行業(yè)的目前發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及未來發(fā)展發(fā)表了自己的看法。

創(chuàng)造全球同類型電站投運后同期最高記錄

自2018年12月30日并網(wǎng)發(fā)電之后，中控德令哈50MW光熱電站便一直走在創(chuàng)造和打破記錄的路上。

2019年4月17日，項目實現(xiàn)滿負荷發(fā)電；2019年6月完成水規(guī)總院組織的示范項目技術(shù)驗收測試；2019年7月下旬開始進入常規(guī)運行階段。2019年8月發(fā)電量大幅度增加，首次超過1000萬kWh；8月11日，日發(fā)電量95.37萬kWh，創(chuàng)下單日發(fā)電量最高記錄。

2019年10月1日，項目進入性能考核期。2020年1月，月度發(fā)電量達成率首次超過100%；2020年2月，月度發(fā)電量達成率102.9%，為投運以來最高記錄；考核期半年度平均發(fā)電量達成率97.06%，為全球同類型電站投運后同期的最高記錄。

2020年2月1日至2月13日，該項目創(chuàng)下機組連續(xù)不間斷運行時長、連續(xù)發(fā)電量及發(fā)電量達成率三項最高記錄【詳見下圖】。

電站首個完整年度(2019年7月26日至2020年7月25日)累計發(fā)電量12181.8萬kWh，發(fā)電量達成率達88.6%（包含所有影響因素），若排除此期間電網(wǎng)限電的影響，電站發(fā)電量達成率達94.35%。

整體來看，中控塔式光熱電站實際運行性能與設(shè)計值非常接近，且優(yōu)于設(shè)計值【詳見下表】，證明國內(nèi)設(shè)計能力值得信賴。

該電站的具體運行表現(xiàn)，也成功獲得了多個業(yè)界國際權(quán)威機構(gòu)的高度認可。

今年年初，青海中控德令哈50MW光熱電站通過了德國獨立工程咨詢公司Fichtner的完整技術(shù)評估，F(xiàn)ichtner在評估報告中認為：該電站設(shè)計技術(shù)達到全球同類電站最先進水平，自主研發(fā)的定日鏡及控制系統(tǒng)等核心設(shè)備質(zhì)量優(yōu)異，電站運行性能優(yōu)良，質(zhì)量具備比肩國際技術(shù)提供商的水平。

同時，中控太陽能自主研發(fā)的高精度智能定日鏡也已通過權(quán)威第三方機構(gòu)德國CSP Services的質(zhì)量檢測，認定該定日鏡產(chǎn)品具有面型誤差小、跟蹤精度高等突出優(yōu)點，特別是跟蹤精度，獲得了最高等級“Excellent”的評價。 

“30-60”目標下，應充分發(fā)揮光熱發(fā)電自帶儲能、電網(wǎng)友好等優(yōu)勢

金建祥表示，在“30-60”目標下，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)勢在必行，而高比例的間歇性電源將對系統(tǒng)提出全新的挑戰(zhàn)，在此背景下光熱將成為不可或缺的新能源發(fā)電形式，光熱發(fā)電行業(yè)要把握住機遇，充分發(fā)揮低碳清潔、自帶儲能和電網(wǎng)友好等優(yōu)勢。

據(jù)金建祥介紹，塔式太陽能熱發(fā)電全生命周期度電碳排放量為15.3gCO2/kWh，槽式太陽能熱發(fā)電全生命周期度電碳排放量為26.3gCO2/kWh，非常低碳和清潔。

同時，光熱電站自帶儲能的獨特優(yōu)勢是其它可再生能源不可比擬的，其25萬元/MWh的單位儲能量造價和長達25年的使用壽命以及占地面積小、安全環(huán)保等優(yōu)勢在儲能市場中也極具優(yōu)勢。

另外，光熱發(fā)電出力穩(wěn)定、可靠，且調(diào)節(jié)性能好（調(diào)節(jié)速度可達3%-5%額定功率/min、調(diào)節(jié)深度可低至15%），可提供轉(zhuǎn)動慣量和無功功率，對保障電網(wǎng)用電安全有重要意義。

光熱+光伏可實現(xiàn)多能互補與協(xié)同發(fā)展

目前，國家能源局已啟動源網(wǎng)荷儲、多能互補一體化項目方案報送，據(jù)悉當前多個項目方已積極上報含儲熱型光熱技術(shù)的源網(wǎng)荷儲和多能互補一體化項目。

對于“光伏+光熱”的多能互補利用模式，金建祥表示，光熱和光伏為代表的可再生能源有很好的互補性，適合在發(fā)電側(cè)形成“光熱+光伏”的多能互補發(fā)電形式。

據(jù)中控太陽能測算，光熱儲能調(diào)峰電站為光伏配置20%熔鹽儲能服務可以有效解決光伏棄光問題；同時，在相同的儲能調(diào)峰補貼下，光伏+光熱儲能調(diào)峰電站的綜合上網(wǎng)電價低于光伏+鋰電池儲能；而當儲能補貼高于0.12元/kWh時，光伏+光熱儲能調(diào)峰電站的上網(wǎng)電價能夠小于火電脫硫標桿上網(wǎng)電價0.3247元/kWh。【詳見下表】

注：鋰電池每天循環(huán)2次，鋰電池在電站的生命周期內(nèi)需更換兩次,首次更換成本為現(xiàn)價的60%，第二次更換為現(xiàn)價的40%。

而隨著高峰期的用電負荷越來越大，為保證充足的調(diào)峰電源，配置的儲能比例需要越來越高；光伏及儲能的功率按照1:1配置，儲能的發(fā)電量比例占到整個系統(tǒng)發(fā)電量比例接近50%。此時相比于電池儲能，光熱儲能調(diào)峰電站的優(yōu)勢進一步凸顯，當儲能補貼較高于0.5元/kWh時，其上網(wǎng)電價依然能夠小于火電脫硫標桿上網(wǎng)電價0.3247元/kWh?！驹斠娤卤怼?/p>

注：鋰電池每天循環(huán)2次，鋰電池在電站的生命周期內(nèi)需更換兩次,首次更換成本為現(xiàn)價的60%，第二次更換為現(xiàn)價的40%。

金建祥以德令哈市為例，分別利用光伏+電池、光伏+抽水蓄能、光伏+塔式光熱三種技術(shù)路線來設(shè)計年發(fā)電量為400GWh/年的“發(fā)電+儲能”系統(tǒng)并進行對比【詳見下表】。（對比條件：要求滿足早高峰8：00-11：00和晚高峰17：00-22：00共計8小時67.64MW，平段11：00-17：00為47.35MW（70%），以及谷段22：00-次日8：00的27.06MW（40%）的用電曲線需求。系統(tǒng)設(shè)計使用年限為25年，資本金內(nèi)部收益率為10%。）

通過上表發(fā)現(xiàn)，采用基于塔式太陽能光熱的多能互補方案具有明顯的成本優(yōu)勢。

未來光熱發(fā)電技術(shù)的幾個重要應用方向

展望未來，結(jié)合電力和工業(yè)領(lǐng)域減碳等實際需要，金建祥對光熱發(fā)電技術(shù)的幾個重要應用方向進行了詳細梳理和介紹。

1）定日鏡場及其控制系統(tǒng)的拓展應用：可以利用該技術(shù)為鋼鐵、水泥等有高溫需求的高耗能工業(yè)提供能量來源，為工業(yè)脫碳提供能量來源；同時也可為高溫熱解/電解制氫提供能量來源，水通過吸收太陽能分解產(chǎn)生氫氣，是“綠氫”（可再生能源制氫，制氫過程無碳排放）的重要來源。

2）大規(guī)模熔鹽儲能換熱系統(tǒng)的拓展應用-應用于火（熱）電機組深度調(diào)峰：投入少量資金加裝電加熱器和熔鹽儲能系統(tǒng)，將能量儲存起來，實現(xiàn)超低負荷運行，在需要時供給電能和熱能，發(fā)揮其電網(wǎng)調(diào)峰作用，同時，還可實現(xiàn)供電和供熱蒸汽的獨立調(diào)控。

3）大規(guī)模熔鹽儲能換熱系統(tǒng)的拓展應用-現(xiàn)役火（熱）電廠通過熔鹽儲能技術(shù)改造：目前退役的老舊發(fā)電機組、熱電聯(lián)產(chǎn)機組裝機規(guī)模小、效率低、污染較大，已不能適應當下環(huán)保的要求。在此背景下，可通過熔鹽儲能技術(shù)改造，在保留發(fā)電廠原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，投入少量資金加裝電加熱器和熔鹽儲能系統(tǒng)，可以實現(xiàn)谷電能量儲存，在需要時供給電能和熱能，發(fā)揮其電網(wǎng)調(diào)峰作用。同時，還可實現(xiàn)供電和供熱蒸汽的獨立調(diào)控。

4）大規(guī)模熔鹽儲能換熱系統(tǒng)的拓展應用-多能互補綜合園區(qū)的建設(shè)-工業(yè)園區(qū)：把園區(qū)的工業(yè)余熱、廢熱儲存在熔鹽中，在必要時轉(zhuǎn)化為滿足生產(chǎn)、制造所需的電能、工業(yè)蒸汽、熱水等；進一步的，可以在“谷電”時段，儲存谷電的能量，供應整個工業(yè)園區(qū)在“峰電”和“尖峰電”時段的用能需求。

5）大規(guī)模熔鹽儲能換熱系統(tǒng)的拓展應用-多能互補綜合園區(qū)的建設(shè)-住宅區(qū)、商業(yè)園區(qū)：熔鹽儲能儲熱技術(shù)通過吸納谷電、分布式光伏風電、棄風棄光電的能量，為居民區(qū)、寫字樓、事業(yè)單位、高鐵站、機場等提供區(qū)域性的供熱（主要為冬季采暖）、供冷（主要為夏季供冷）、供熱水。

光熱行業(yè)規(guī)?；l(fā)展后電站各部分造價降低匯總表

據(jù)金建祥測算，在理想情況下，未來由于規(guī)模化發(fā)展帶來的造價可使光熱發(fā)電系統(tǒng)成本整體降低18.42~27.56%。

針對光熱發(fā)電技術(shù)的未來發(fā)展，金建祥認為將經(jīng)歷“技術(shù)路線運行優(yōu)化、迭代、固化”到“標準化復制”的發(fā)展過程，同時也要關(guān)注新技術(shù)的開發(fā)。

效率提升、度電成本下降匯總表

據(jù)金建祥介紹，在現(xiàn)有塔式熔鹽技術(shù)路線體系下，通過各部分的優(yōu)化，光電轉(zhuǎn)換效率將可提升12-27%；通過光熱電站的規(guī)?；l(fā)展與現(xiàn)有技術(shù)的不斷優(yōu)化，未來將實現(xiàn)光熱發(fā)電技術(shù)的標準化；同時，結(jié)合光伏/風電的快速發(fā)展，將逐步形成并體現(xiàn)光熱電站調(diào)峰電源的價值。現(xiàn)有的技術(shù)路線度電成本將有望降至6毛錢左右，一旦成功實現(xiàn)，未來光熱的發(fā)展前景將不可限量。