來(lái)源:中國(guó)電力網(wǎng) | 5評(píng)論 | 12810查看 | 2014-05-29 18:06:00
2014年5月28日,中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)專(zhuān)職副理事長(zhǎng)、中國(guó)電力發(fā)展促進(jìn)會(huì)會(huì)長(zhǎng)魏昭峰一行9人考察位于河北張家口宣化縣的兆陽(yáng)光熱示范電站。這是電促會(huì)就光熱發(fā)電技術(shù)在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)推廣前景所進(jìn)行的一次實(shí)地摸底考察,體現(xiàn)出行業(yè)協(xié)會(huì)高度重視新興能源技術(shù)領(lǐng)域并密切關(guān)注其重大進(jìn)展。
光熱發(fā)電采用聚光方式加熱工質(zhì),再推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,是具有巨大發(fā)展前景的可再生能源技術(shù)。光熱電站在美國(guó)、歐洲已成功運(yùn)行了20年以上。但是,目前歐美光熱發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用中遇到兩個(gè)方面的嚴(yán)重問(wèn)題:其一是難以適應(yīng)我國(guó)沙塵、大風(fēng)、高寒、冰雪、光照較弱等特殊的地理、氣候環(huán)境,光熱電站可靠性較差;其二是國(guó)外技術(shù)路線下的發(fā)電成本高,不但大大高于煤電、天然氣等化石能源發(fā)電,也明顯高于同為可再生能源的風(fēng)電和光伏發(fā)電,經(jīng)濟(jì)性較差。這一戰(zhàn)略性可再生能源技術(shù)在中國(guó)環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)以替代常規(guī)能源為目標(biāo)的實(shí)質(zhì)性突破?我國(guó)政府、行業(yè)組織、各能源企業(yè)均對(duì)此投入了高度的關(guān)注和期待。

圖:考察現(xiàn)場(chǎng)(兆陽(yáng)光熱供圖)

圖:考察現(xiàn)場(chǎng)(兆陽(yáng)光熱供圖)
電促會(huì)本次所考察的光熱示范電站由北京兆陽(yáng)光熱技術(shù)有限公司(“兆陽(yáng)光熱”)于2013年10月在河北張家口宣化縣黃羊?yàn)┲行派鷳B(tài)基地上開(kāi)工建設(shè),歷時(shí)半年建成。示范電站目前建有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)商品級(jí)400米聚光回路,鏡場(chǎng)面積7500平方米,有效集熱功率2*1.5兆瓦;投入運(yùn)行一座固體儲(chǔ)熱塔,動(dòng)態(tài)有效儲(chǔ)熱量2.5兆瓦時(shí);安裝50千瓦小型汽輪機(jī)一臺(tái)?;芈凡捎冒踩?jīng)濟(jì)的DSG直接蒸汽傳熱體系,可實(shí)現(xiàn)直接聚光發(fā)電、聚光熱量存儲(chǔ)、熱量提取發(fā)電以及鏡場(chǎng)蒸汽發(fā)電并儲(chǔ)熱、鏡場(chǎng)蒸汽和取熱蒸汽聯(lián)合輸出發(fā)電等多種運(yùn)行模式,鏡面自動(dòng)清掃、鏡面姿態(tài)調(diào)整、跟蹤聚光、傳熱、儲(chǔ)熱、取熱、汽機(jī)出力調(diào)節(jié)均實(shí)現(xiàn)中央電氣化控制。該光熱發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行一個(gè)月以上,完成了全技術(shù)體系的商業(yè)驗(yàn)證和展示,充分證明了兆陽(yáng)光熱公司原創(chuàng)技術(shù)體系的核心優(yōu)勢(shì)。
據(jù)介紹,兆陽(yáng)光熱經(jīng)過(guò)十多年的研發(fā),全面掌握了光熱發(fā)電領(lǐng)域的核心技術(shù),取得了全產(chǎn)業(yè)鏈完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),涉及產(chǎn)品的制造技術(shù)、工程安裝技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和運(yùn)維技術(shù),具體包括:反射鏡、支架及跟蹤系統(tǒng)、清掃系統(tǒng)、集熱器及熱傳系統(tǒng)、直接蒸汽(DSG)技術(shù)系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng),雨水收集系統(tǒng),從而形成了兆陽(yáng)光熱原創(chuàng)技術(shù)體系。該體系在技術(shù)、產(chǎn)品、設(shè)備、原材料等各方面均不存在對(duì)外依賴(lài)性,更針對(duì)中國(guó)氣候條件獨(dú)創(chuàng)了高倍率(High-rate)、線性(Linear)、傾斜(Inclined)陣列(Array)聚光系統(tǒng)(Concentrated System),簡(jiǎn)稱(chēng)HLIACS,大大強(qiáng)化了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性指標(biāo)。目前,兆陽(yáng)光熱已獲授權(quán)的發(fā)明專(zhuān)利12個(gè),待審批發(fā)明專(zhuān)利34個(gè),已提交PCT國(guó)際階段申請(qǐng)專(zhuān)利21個(gè)(其中已有2個(gè)進(jìn)入PCT國(guó)家階段)。已獲授權(quán)的實(shí)用新型專(zhuān)利45個(gè),待審批實(shí)用新型專(zhuān)利5個(gè)。
據(jù)了解,本次所考察的光熱技術(shù)體系具有非常突出的經(jīng)濟(jì)性和可靠性?xún)?yōu)勢(shì)。在經(jīng)濟(jì)性方面,該光熱技術(shù)體系與傳統(tǒng)光熱技術(shù)方案相比更具經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。在配備12小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的情況下,在青海地區(qū),采用該技術(shù)體系建成的光熱電站電價(jià)需求水平略高于光伏電價(jià),即使在山西大同、河北張家口等光照相對(duì)弱的地區(qū),電價(jià)需求水平也在可接受范圍內(nèi)。未來(lái)隨著產(chǎn)業(yè)化程度的提高,電價(jià)需求還將有一定的下降空間。在可靠性方面,該技術(shù)體系更適合中國(guó)“三北”大部分地區(qū)光照相對(duì)弱、風(fēng)沙大、冬季晝夜溫差大、干旱少雨的自然環(huán)境。
兆陽(yáng)光熱技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化能力通過(guò)本示范電站得到展示,也宣告該套全產(chǎn)業(yè)鏈自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)體系能夠在我國(guó)環(huán)境條件下高度穩(wěn)定并以?xún)?yōu)越的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)運(yùn)行,有助于厘清關(guān)于光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)能否在我國(guó)大規(guī)模發(fā)展、是否必須走國(guó)外技術(shù)消化吸收之路、是否存在新的產(chǎn)業(yè)瓶頸等諸多疑問(wèn)。
兆陽(yáng)光熱匯報(bào)了兆陽(yáng)光熱團(tuán)隊(duì)的研發(fā)歷程、設(shè)計(jì)理念,并針對(duì)高聚光比、直接蒸汽發(fā)生技術(shù)和儲(chǔ)能系統(tǒng)這三個(gè)顯著區(qū)別于目前其他主流光熱發(fā)電技術(shù)體系的技術(shù)特點(diǎn)作了重點(diǎn)介紹。中電聯(lián)規(guī)劃與信息統(tǒng)計(jì)部主任歐陽(yáng)昌裕、標(biāo)準(zhǔn)化管理中心主任許松林和中電聯(lián)、電促會(huì)有關(guān)部門(mén)人員參加考察,參與考察的同志們對(duì)電站的控制室、發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、太陽(yáng)島等電站整體和重點(diǎn)部位進(jìn)行了細(xì)致的觀測(cè)指導(dǎo)并提出了相關(guān)問(wèn)題,兆陽(yáng)光熱的專(zhuān)家給予了充分的解答。此次考察的內(nèi)容和成果,將會(huì)成為研究我國(guó)光熱發(fā)電的重要素材。
魏昭鋒會(huì)長(zhǎng)高度評(píng)價(jià)兆陽(yáng)光熱發(fā)電的先進(jìn)優(yōu)勢(shì)和兆陽(yáng)團(tuán)隊(duì)的科研務(wù)實(shí)精神,并從國(guó)家能源戰(zhàn)略和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度給予了工作指導(dǎo),鼓勵(lì)兆陽(yáng)光熱充分發(fā)揮可靠、經(jīng)濟(jì)、效率高的技術(shù)特點(diǎn)、結(jié)合國(guó)家可再生能源相關(guān)政策,迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,大力推動(dòng)光熱發(fā)電這一利國(guó)利民的戰(zhàn)略能源產(chǎn)業(yè)在中華大地上蓬勃開(kāi)展,并寄希望在不久的將來(lái),這項(xiàng)中國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系能夠參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),造福全人類(lèi)。
背景材料: 光熱發(fā)電的戰(zhàn)略意義
光熱發(fā)電是戰(zhàn)略性的可再生能源技術(shù),與其他電源相比,光熱發(fā)電具有如下獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):
一,大規(guī)模發(fā)展光熱發(fā)電有助于推動(dòng)可再生能源的整體發(fā)展和電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型?!笆舜蟆碧岢鲆苿?dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,發(fā)展可再生能源是不可或缺的途徑。光伏和風(fēng)電已成為可再生能源和清潔能源的主力。2013年年底,我國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量分別達(dá)到7548萬(wàn)千瓦和1479萬(wàn)千瓦,其中2013年新增風(fēng)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量分別達(dá)到1406萬(wàn)千瓦和1130萬(wàn)千瓦。由于光伏和風(fēng)電難以存儲(chǔ),出力波動(dòng)性大,難以調(diào)度,西部和北部地區(qū)均出現(xiàn)程度不同的并網(wǎng)和限制送出問(wèn)題。2012年全國(guó)風(fēng)電限電比例為17%,部分地區(qū)超過(guò)30%,2013年通過(guò)外送通道建設(shè)和完善電力調(diào)度等措施,限電比例有所下降,但全國(guó)限電水平仍在10%左右,“三北”地區(qū)風(fēng)電基地限電比例在15-20%甚至更高,光伏風(fēng)電的進(jìn)一步發(fā)展遇到了原理性的障礙。光熱發(fā)電通過(guò)技術(shù)可行、成本相對(duì)低廉的儲(chǔ)熱裝置實(shí)現(xiàn)按電力調(diào)度要求發(fā)電,既可以作為基礎(chǔ)支撐電源,也具備較為靈活的調(diào)峰能力,能夠成為未來(lái)電網(wǎng)的主力電源;同時(shí),光熱發(fā)電與光伏、風(fēng)電配套建設(shè),能夠顯著緩解出力波動(dòng),減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。大規(guī)模開(kāi)發(fā)光熱發(fā)電系統(tǒng)可以緩解“三北”地區(qū)的風(fēng)電、光伏限制出力情況,共同組成全清潔發(fā)電系統(tǒng),大大提高可再生能源在電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)中的比例。
二,光熱發(fā)電發(fā)展?jié)摿薮?。我?guó)太陽(yáng)能資源豐富,尤其是“三北”地區(qū),土地和太陽(yáng)能資源能夠滿(mǎn)足光熱發(fā)電大規(guī)模發(fā)展的需要,建設(shè)數(shù)千萬(wàn)千瓦至數(shù)億千瓦光熱發(fā)電裝機(jī),從土地、太陽(yáng)能、水資源角度測(cè)算都可行。光熱發(fā)電的發(fā)展可以著眼于兩大類(lèi)市場(chǎng),一方面是建設(shè)配備儲(chǔ)能裝置的大規(guī)模光熱電站,以及建設(shè)光熱天然氣聯(lián)合電站、光熱煤電聯(lián)合電站、30萬(wàn)千瓦及以下煤電機(jī)組改造光熱電站等,另一方面是光熱發(fā)電的分布式應(yīng)用,包括在海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)利用光熱發(fā)電實(shí)現(xiàn)供電、供熱和海水淡化,在有工業(yè)用熱需求地區(qū)推廣建設(shè)光熱熱電聯(lián)產(chǎn)、光熱工業(yè)蒸汽等。
三,大規(guī)模發(fā)展光熱發(fā)電可改善氣候、改良土地。我國(guó)“三北”大部分地區(qū)光照強(qiáng),干旱少雨,土地沙化嚴(yán)重,是沙塵暴的主要來(lái)源。兆陽(yáng)光熱的東西軸HLIACS鏡場(chǎng)結(jié)構(gòu)采用了包括架空結(jié)構(gòu)在內(nèi)的若干針對(duì)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以大幅度減少地面土壤所接收到的輻照量,大幅緩解地面風(fēng)速,顯著降低地表水分蒸發(fā)量,有助于改良土壤,從根本上治理改善沙漠化、鹽堿化土地,并可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)展種植業(yè)和畜牧業(yè),可以形成發(fā)電、種植、畜牧三業(yè)并舉的有利格局,增加“三北”干旱地區(qū)就業(yè)機(jī)會(huì),有力拉動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
四,發(fā)展光熱發(fā)電對(duì)經(jīng)濟(jì)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的拉動(dòng)作用顯著。光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的絕大部分環(huán)節(jié)為傳統(tǒng)制造業(yè),如建設(shè)太陽(yáng)集熱島需要大量鋼材、玻璃、水泥、儲(chǔ)熱材料等。一個(gè)5萬(wàn)千瓦裝機(jī)配套2500兆瓦時(shí)儲(chǔ)熱的光熱發(fā)電系統(tǒng),約需要鋼材3萬(wàn)噸,玻璃1萬(wàn)噸,混凝土8萬(wàn)立方米或石材6萬(wàn)立方米。發(fā)展光熱發(fā)電可以適度緩解我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題,推動(dòng)汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步提升,并造就光熱發(fā)