CSPPLAZA光熱發電網報道:自1950年原蘇聯設計世界上第一座太陽能塔式電站并建造一個小型試驗裝置開始,光熱發電在全球范圍內已有近七十年的發展歷史,截至目前全球光熱發電總裝機約6GW。
由于(yu)技術、成本、資源條件(jian)等多方(fang)面原因(yin),光(guang)熱(re)發電(dian)(dian)(dian)(dian)目前仍尚未在(zai)全球范(fan)圍內(nei)大規模部(bu)署,上述已(yi)建成的光(guang)熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)站大部(bu)分位于(yu)西班牙(ya)和美國兩個傳統光(guang)熱(re)發電(dian)(dian)(dian)(dian)市(shi)場。但隨著可再生能(neng)源不(bu)可逆轉(zhuan)的發展趨勢和光(guang)熱(re)發電(dian)(dian)(dian)(dian)技術的不(bu)斷成熟,摩洛哥、中國、南(nan)非、阿(a)聯酋、以色列(lie)及沙特等新興光(guang)熱(re)發電(dian)(dian)(dian)(dian)市(shi)場正在(zai)快速崛起(qi)。
但(dan)是,從成(cheng)本角度來(lai)看,目前光(guang)熱發電的(de)成(cheng)本相比傳統(tong)化石能源和(he)其(qi)它可再生能源發電形式要高得多,那么為(wei)何包括美(mei)國(guo)、中國(guo)在內的(de)多個國(guo)家(jia)還在積極開展相關研究并(bing)嘗試將其(qi)進一(yi)步(bu)推(tui)向商業化呢?
高度清潔,環保效益顯著
首(shou)(shou)先(xian),光熱發(fa)電(dian)的綠色清潔能源屬性符合當前可再生能源發(fa)展大勢。以我國(guo)首(shou)(shou)座并網(wang)投(tou)運的大型商業化槽(cao)式(shi)光熱電(dian)站——中廣核德令哈50MW槽(cao)式(shi)電(dian)站為例,該項目投(tou)運后每(mei)年可節約近6萬噸(dun)標準煤(mei),減少二(er)氧化碳排放約10萬噸(dun),環保(bao)效益相當于造(zao)林(lin)4200畝。
除了節(jie)能(neng)(neng)減排,光熱電站(zhan)(zhan)對于生態保(bao)護、減少水土流失也有(you)積極作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。我(wo)國科研人(ren)員曾對大(da)規模光熱電站(zhan)(zhan)的(de)建設運(yun)行可能(neng)(neng)對中國西北部干旱和(he)半干旱地區環境造(zao)成的(de)影響開展(zhan)過研究,結果發(fa)現,一(yi)(yi)旦光熱電站(zhan)(zhan)投(tou)入使用(yong)(yong)(yong)后(hou),會(hui)對當地環境產生一(yi)(yi)系(xi)列積極的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong),比(bi)如(ru)減少水土流失等(deng)。通過計算機模擬研究人(ren)員發(fa)現,如(ru)果將光熱反射(she)鏡場當作(zuo)防(fang)風林使用(yong)(yong)(yong)的(de)話,可以大(da)大(da)減緩風速,減少風沙的(de)流動,能(neng)(neng)夠起(qi)到保(bao)護土壤(rang)免受侵蝕的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。
此外,太(tai)陽能熱發(fa)電(dian)鏡場可(ke)以吸收及遮擋太(tai)陽光線,可(ke)降低地表的(de)水分(fen)蒸(zheng)發(fa),有利(li)于植物(wu)成活和生長(chang)。同時(shi)聚光鏡的(de)沖洗(xi)用水漏入地面后,也可(ke)為植物(wu)的(de)成長(chang)提供一(yi)定的(de)水分(fen)。
北(bei)京兆(zhao)陽(yang)光熱(re)技(ji)術(shu)有限公司(簡稱兆(zhao)陽(yang)光熱(re))自主研發的HLIACS聚光集(ji)熱(re)系統(tong)就進行了類似設(she)計,通(tong)過鏡場土地(di)改(gai)良,同時開展(zhan)種植(zhi)、養殖(zhi)業。兆(zhao)陽(yang)光熱(re)經過多年種植(zhi)實(shi)驗證(zheng)明,鏡場土地(di)綜(zong)合利(li)用在土地(di)環境改(gai)良、種植(zhi)養殖(zhi)領(ling)域具備巨大潛(qian)力(li)。
圖(tu):兆陽(yang)光(guang)熱(re)技術體系區域土地綜合(he)利用圖(tu)
從兆陽(yang)光(guang)熱技(ji)術體(ti)系(xi)區域(yu)土(tu)地綜合利用(yong)圖中可以看(kan)出,HLIACS鏡場區域(yu)中的(de)相當部分(fen)面積能(neng)夠(gou)建設溫室大棚(peng)。通過(guo)試驗(yan)發現,鏡面遮(zhe)光(guang)對溫室大棚(peng)內的(de)普通作物(wu)生長影響不大,還能(neng)夠(gou)省去傳(chuan)統(tong)溫室的(de)遮(zhe)陽(yang)裝置,并且大幅降低管(guan)路(lu)、電路(lu)、信息、監控系(xi)統(tong)的(de)建設成本,更適合發展高水平(ping)設施農(nong)業(ye)。
可使沙漠變綠洲的黑科技?
一些海外光(guang)熱企業則在嘗試利用光(guang)熱發電技術來改(gai)造沙(sha)漠,并已取(qu)得了顯著效果。
2016年10月,由丹麥Aalborg CSP公司負責開發的(de)全(quan)球(qiu)首個(ge)專為(wei)沙漠(mo)農(nong)場供給(gei)清潔(jie)能源(yuan)的(de)商業化光熱(re)發電(dian)項目在南澳大利(li)亞正(zheng)式投運(yun),該項目可為(wei)沙漠(mo)農(nong)場持續(xu)不斷(duan)供應(ying)再生光熱(re)能源(yuan)和(he)海水淡化水,確保這座占地面積約20萬平方米的(de)Sundrop農(nong)場每年可生產約1700萬公斤溫室番茄,幾乎占據澳大利(li)亞全(quan)國西紅柿產能的(de)15%。
2018年5月(yue),由克蘭菲(fei)爾德大學(Cranfield University)牽(qian)頭建(jian)設的(de)(de)多用途光熱(re)發電(dian)站項目在(zai)埃及(ji)投運。該項目總投資2200萬,旨(zhi)在(zai)改(gai)造位(wei)于埃及(ji)Alexandria附近的(de)(de)半(ban)沙(sha)漠地區(qu),并為該地區(qu)的(de)(de)工業工業設施與1000余名(ming)居(ju)民提供(gong)穩(wen)定的(de)(de)水電(dian)供(gong)應,其有效結合了(le)先進的(de)(de)光熱(re)發電(dian)技(ji)術與脫鹽工藝及(ji)冷卻裝置(zhi)設備,使得在(zai)沙(sha)漠地區(qu)發電(dian)與生(sheng)產(chan)淡水成為可能(neng)。
調峰和承擔基礎電力負荷的能力
光熱發電(dian)尤其(qi)是儲(chu)熱型光熱電(dian)站所具備的調(diao)峰功能和承擔基礎電(dian)力負(fu)荷的潛力同樣極具價(jia)值。相(xiang)比(bi)風電(dian)、光伏等間歇性(xing)清潔(jie)能源(yuan)發電(dian)形式,光熱發電(dian)可以通過(guo)高性(xing)價(jia)比(bi)儲(chu)熱系統實現穩定(ding)電(dian)力輸出(chu),與電(dian)網(wang)更加和諧。
近(jin)年來(lai),隨著西班牙Gemasolar熔鹽(yan)塔式(shi)電(dian)站(zhan)、美(mei)(mei)國(guo)Solana槽式(shi)光(guang)熱電(dian)站(zhan)、美(mei)(mei)國(guo)CrescentDunes新月沙丘塔式(shi)熔鹽(yan)電(dian)站(zhan)等一批儲熱型(xing)光(guang)熱電(dian)站(zhan)的成功投運(yun),使全球光(guang)熱發電(dian)市場迎(ying)來(lai)又一次發展(zhan)高(gao)峰,光(guang)熱發電(dian)的清潔(jie)性和(he)高(gao)性價比調峰優(you)勢也(ye)(ye)開始(shi)愈發受到相(xiang)關國(guo)家(jia)的重視,相(xiang)關技術研發和(he)商業(ye)化部署(shu)步(bu)伐(fa)也(ye)(ye)開始(shi)逐步(bu)加(jia)快。
據CSPPLAZA統(tong)(tong)計,2018年全球光熱(re)(re)發電建成裝機(ji)(ji)容量新增936MW,其中(zhong)(zhong)包括中(zhong)(zhong)國(guo)新投(tou)運的中(zhong)(zhong)廣核(he)德令(ling)哈50MW槽式光熱(re)(re)示(shi)范(fan)(fan)電站、首航節能敦煌(huang)100MW塔(ta)式示(shi)范(fan)(fan)光熱(re)(re)電站、中(zhong)(zhong)控德令(ling)哈50MW塔(ta)式光熱(re)(re)示(shi)范(fan)(fan)電站以(yi)及(ji)華強兆(zhao)陽張家口15MW創新型類菲涅爾(er)固態儲(chu)熱(re)(re)太(tai)陽能熱(re)(re)發電站在內的80%以(yi)上的新增項目(mu)(mu)均配置(zhi)了(le)儲(chu)熱(re)(re)系統(tong)(tong)。2019年,全球光熱(re)(re)發電市場預計將再次實現新增裝機(ji)(ji)規模的大(da)幅(fu)增長,而大(da)部(bu)分在建的海外光熱(re)(re)項目(mu)(mu)以(yi)及(ji)中(zhong)(zhong)國(guo)有望年內投(tou)運的7個、總裝機(ji)(ji)400MW的光熱(re)(re)項目(mu)(mu)也均會配置(zhi)儲(chu)熱(re)(re)系統(tong)(tong)。
我(wo)國(guo)(guo)2020年底(di)前要在全(quan)國(guo)(guo)范圍基本建立電力輔助服(fu)務(wu)市(shi)(shi)場機制。在此背景(jing)下,可控電源的(de)優勢將進一步(bu)凸顯。根據(ju)國(guo)(guo)際經驗,通常(chang)(chang)間(jian)歇(xie)性(xing)能源占比越(yue)(yue)高(gao)、靈活(huo)性(xing)電源需求越(yue)(yue)多的(de)電力系統(tong),支付(fu)的(de)電力輔助服(fu)務(wu)成(cheng)本就越(yue)(yue)高(gao)。當(dang)前我(wo)國(guo)(guo)電力輔助服(fu)務(wu)總費用占總電費比重較歐美等(deng)電力市(shi)(shi)場還(huan)有很大(da)(da)差距。這(zhe)意味著未來的(de)市(shi)(shi)場空間(jian)還(huan)非(fei)常(chang)(chang)大(da)(da)。
光(guang)熱(re)發電(dian)作(zuo)為(wei)一(yi)(yi)種優質(zhi)的可(ke)(ke)(ke)控(kong)電(dian)源,因當前裝機規模(mo)過小,尚未引起政策(ce)層面(mian)的重視。但從(cong)電(dian)力輔助(zhu)(zhu)服務市場的需求本質(zhi)來看,可(ke)(ke)(ke)控(kong)電(dian)源的價值必將凸(tu)顯。有業內(nei)人士(shi)認(ren)為(wei),未來光(guang)伏(fu)配合(he)儲能,或(huo)與火電(dian)等可(ke)(ke)(ke)控(kong)電(dian)源進(jin)行合(he)作(zuo),或(huo)將成為(wei)一(yi)(yi)種新常態。在(zai)光(guang)伏(fu)風電(dian)等不可(ke)(ke)(ke)控(kong)電(dian)源被(bei)納入電(dian)力輔助(zhu)(zhu)服務市場范(fan)疇的趨勢(shi)下(xia),光(guang)熱(re)發電(dian)發揮其可(ke)(ke)(ke)控(kong)優勢(shi),提供(gong)調峰等電(dian)力輔助(zhu)(zhu)服務,或(huo)將為(wei)光(guang)熱(re)發電(dian)帶(dai)來新的市場空間。
良好的社會效益和經濟效益
投資(zi)額巨大(da)的光(guang)熱電(dian)站也會為項(xiang)目(mu)所在地帶來較大(da)的社會效益(yi)和(he)經濟效益(yi)。
一方(fang)面(mian),光熱項目建(jian)設將對鋼鐵、建(jian)材(cai)、水泥、化工、原材(cai)料等市場起到積極的(de)(de)拉動(dong)效應(ying),而在整體經濟下(xia)行的(de)(de)當下(xia)大(da)(da)量的(de)(de)鋼材(cai)和建(jian)筑材(cai)料需(xu)求也將極大(da)(da)消化對應(ying)產業的(de)(de)過剩產能。
另一方面,光熱(re)項目(mu)開發也將為項目(mu)所在地創造大量(liang)的(de)就(jiu)業(ye)崗位。一座裝機50MW的(de)商業(ye)化光熱(re)項目(mu)施(shi)工(gong)高峰期(qi)需要現場施(shi)工(gong)人(ren)員可高達800-1000人(ren),項目(mu)投運后(hou)則可以提供50個左右(you)的(de)長期(qi)就(jiu)業(ye)崗位。
發展旅游和影視經濟,打造獨特新景觀
中(zhong)國光熱電(dian)站(zhan)(zhan)多建(jian)于西北地區,電(dian)站(zhan)(zhan)場址多為荒(huang)漠或戈壁。項目建(jian)成以(yi)后,極具科技(ji)感的(de)外型(xing)與荒(huang)漠戈壁結(jie)合(he)將形成獨(du)特的(de)人文景觀,可為項目所(suo)在(zai)地提供一(yi)個很好的(de)高科技(ji)環(huan)保主(zhu)題旅游景點,對于傳(chuan)播清潔(jie)能源環(huan)保理念和促進當地旅游業發展也(ye)都將大有裨益。
已投運(yun)的中國(guo)首個(ge)百兆瓦級光(guang)熱(re)電站(zhan)——首航(hang)節(jie)能敦煌(huang)100MW塔式(shi)熔鹽光(guang)熱(re)電站(zhan)已經被列(lie)為共青團甘肅省委(wei)頒發的實(shi)習見習基(ji)地,首航(hang)節(jie)能敦煌(huang)一二期(qi)項目當前正在籌建觀光(guang)塔并(bing)積極(ji)推進AAA級景區的申報(bao),未來(lai)將用嶄新的智能+光(guang)熱(re)發電技術迎接(jie)更多國(guo)內外游客。
光(guang)熱(re)電(dian)(dian)站(zhan)作為(wei)具有顛覆性意義的(de)太陽能電(dian)(dian)站(zhan),因其科(ke)技感、科(ke)幻色彩等更被(bei)諸多影(ying)視劇、廣告片選為(wei)拍攝場(chang)景,如LouisVuitton、MercedesBenz、Ford和(he)Sony的(de)PlayStation等知名(ming)品牌都(dou)曾選擇西班牙的(de)Gemasolar塔式電(dian)(dian)站(zhan)作為(wei)廣告片拍攝場(chang)景。光(guang)熱(re)電(dian)(dian)站(zhan)更是出現在《紅海(hai)行(xing)動》、《撒哈拉奇兵》、《銀翼殺(sha)手2049》、《千鈞一發》等經典影(ying)片中。