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CSPPLAZA光熱發電網訊：6月12日，2023中國國際光(guang)熱大(da)會(hui)(hui)暨(ji)CSPPLAZA第十屆年會(hui)(hui)在浙江杭州盛(sheng)大(da)召開，國網能源研(yan)究(jiu)(jiu)院新能源與統(tong)計研(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)所(suo)長李瓊慧出(chu)席會(hui)(hui)議并帶(dai)來主題(ti)演講《新發展階段推動(dong)光(guang)熱發電規模化(hua)發展新模式(shi)》。

圖：李瓊慧

新發展階段光熱發電技術再認識

新發展階(jie)段是(shi)怎樣的(de)？李瓊(qiong)慧認(ren)為可以(yi)通過以(yi)下幾個特征來反映：

▋新發展階段新能源發展新特征

（1）新能源裝機發(fa)電(dian)量將繼(ji)續保持較快(kuai)增長；

（2）沙戈荒大(da)基地成為新(xin)能源大(da)規模高比(bi)例發展重要支撐；

（3）開發沙戈(ge)荒大基地(di)需要構建新能(neng)源供給消納(na)體系；

（4）光熱(re)發電有(you)望成(cheng)為構建新能(neng)源供給消納體系的重要支撐技術。

▋光熱發電再認識

光(guang)熱(re)發電產業鏈長，可消(xiao)化提升特種玻(bo)璃、鋼(gang)鐵、水泥、熔融(rong)鹽等傳統產業，還可帶動新(xin)(xin)(xin)材料、精密設備、智能控制等新(xin)(xin)(xin)興(xing)產業發展，光(guang)熱(re)發電規模化開發利用將成為我(wo)國新(xin)(xin)(xin)能源產業新(xin)(xin)(xin)的(de)增長點。

圖：光(guang)熱發(fa)電(dian)的六(liu)大優勢(shi)

提(ti)及光(guang)熱發電(dian)，李瓊慧表示(shi)，它(ta)不僅(jin)是(shi)(shi)發電(dian)還(huan)是(shi)(shi)儲能；不僅(jin)對(dui)于(yu)能源(yuan)轉型具(ju)有重要(yao)意義，對(dui)于(yu)生態(tai)保護也大有裨益。

光熱發電發展現狀及主要障礙

據李(li)瓊慧介紹(shao)，光熱發電的(de)現(xian)狀可簡單(dan)概括為以(yi)下幾方面：

▋光熱發電發展現狀

（1）全球

據統(tong)計(ji)，2022年底，全球太(tai)陽能熱發電累計(ji)裝機(ji)容(rong)量(liang)約(yue)7050MW(含美國運行30年后(hou)退役的槽式電站)。從技術(shu)類(lei)型來看，槽式占比約(yue)77%，塔式約(yue)20%，線(xian)菲約(yue)3%；從地區分布來看，裝機(ji)容(rong)量(liang)最大的三個(ge)國家依(yi)次為(wei)西(xi)班牙（2300MW）、美國（1837MW）、中國（588MW）。

（2）中國

據統計，截至2022年底(di)，我(wo)國(guo)太(tai)陽(yang)能熱(re)發電(dian)累計裝(zhuang)機容量588MW，在全球太(tai)陽(yang)能熱(re)發電(dian)累計裝(zhuang)機容量中(zhong)占(zhan)比(bi)8.3%。從技術類(lei)型看，塔式(shi)(shi)占(zhan)比(bi)約63%，槽式(shi)(shi)約26%，線(xian)菲式(shi)(shi)約11%。

（3）中國已建規模

2016年9月，國家能(neng)(neng)源(yuan)局印發(fa)(fa)(fa)《關(guan)于建設太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)示范項(xiang)目(mu)(mu)的(de)通知》（國能(neng)(neng)新能(neng)(neng)〔2016〕223號），確(que)定第一批太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)示范項(xiang)目(mu)(mu)共(gong)20個(ge)，總(zong)計(ji)裝機容量1349MW，分別分布在青(qing)海省(sheng)、甘肅省(sheng)、河北省(sheng)、內蒙古自治(zhi)區、新疆自治(zhi)區。截至2022年底，并網(wang)發(fa)(fa)(fa)電(dian)太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)示范項(xiang)目(mu)(mu)共(gong)9個(ge)，總(zong)容量55萬千(qian)瓦；其中，塔式項(xiang)目(mu)(mu)6個(ge)，槽式項(xiang)目(mu)(mu)2個(ge)，線菲式1個(ge)。

（4）中國在建規模

圖：大基地規劃光熱裝(zhuang)機容量與(yu)占比

根據國(guo)家能源局(ju)的數據，第一、二批沙戈荒大基地(di)中(zhong)(zhong)已經明確光(guang)(guang)熱(re)發電(dian)項目(mu)約1.5GW。已上報(bao)沙戈荒風(feng)光(guang)(guang)大基地(di)實施(shi)方案(an)中(zhong)(zhong)提出(chu)光(guang)(guang)熱(re)發電(dian)項目(mu)2.8GW(其中(zhong)(zhong)內蒙古(gu)800MW、甘肅700MW、青海(hai)1000MW、寧(ning)夏(xia)100MW，新疆200MW)。配建光(guang)(guang)熱(re)的大型風(feng)光(guang)(guang)基地(di)風(feng)光(guang)(guang)中(zhong)(zhong),風(feng)光(guang)(guang)裝(zhuang)機(ji)和光(guang)(guang)熱(re)的裝(zhuang)機(ji)配比約為8：1。

（5）經濟性

目前，光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電成本(ben)仍然(ran)較高(gao)，度電成本(ben)約0.65-0.85元(yuan)/千(qian)(qian)瓦(wa)時(shi)。以當前主流(liu)的10萬(wan)千(qian)(qian)瓦(wa)裝機、12小時(shi)儲熱(re)(re)(re)塔式(shi)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)電站為例，光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電初始投資在25-30元(yuan)/瓦(wa)，其中聚光(guang)(guang)和(he)集熱(re)(re)(re)系統(tong)占比超過50%。據國際可再(zai)生能源署統(tong)計，2021年全球光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電平準化度電成本(ben)為0.764元(yuan)/千(qian)(qian)瓦(wa)時(shi)，顯(xian)著高(gao)于風電0.221元(yuan)/千(qian)(qian)瓦(wa)時(shi)、光(guang)(guang)伏0.322元(yuan)/千(qian)(qian)瓦(wa)時(shi)。

李(li)瓊慧表示(shi)，盡管目(mu)前光熱發電成(cheng)本(ben)仍然較高，但從全球(qiu)發展趨勢來(lai)看(kan)，未來(lai)將有較大的(de)下降空間。

▋光熱發電規模化發展的主要障礙

李瓊(qiong)慧分析后總結，目前光熱發電規模化發展主要面臨以下障礙：

(1)項目投資門檻高

光(guang)熱發(fa)電項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)初始投(tou)資(zi)較(jiao)大。光(guang)熱發(fa)電單個項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)規(gui)模(mo)較(jiao)大，抬高(gao)了項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)整(zheng)體(ti)投(tou)資(zi)門檻。我(wo)國首批(pi)示范項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)單個項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)的投(tou)資(zi)均(jun)超過10億(yi)元，對普(pu)通項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)建設主體(ti)而(er)言，資(zi)金(jin)規(gui)模(mo)大、貸款融資(zi)難(nan)度(du)高(gao)。

(2)光熱發電成本依然較高

盡管(guan)光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)度(du)電(dian)(dian)成(cheng)本已降至0.65-0.85元/千瓦時，但(dan)仍遠(yuan)高于(yu)風(feng)電(dian)(dian)、光(guang)伏(fu)。盡管(guan)光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)消納的系統成(cheng)本遠(yuan)低于(yu)風(feng)電(dian)(dian)和光(guang)伏(fu)，但(dan)在目前電(dian)(dian)力市場環境下，其(qi)具(ju)有的調節性價(jia)值(zhi)還難(nan)以變現(xian)。

(3)建設條件要求高

光熱(re)發(fa)電(dian)(dian)具(ju)有一(yi)定的地理約(yue)束性。聯(lian)合國(guo)(guo)歐(ou)洲(zhou)經濟委(wei)員會的研究顯(xian)示(shi)，光熱(re)發(fa)電(dian)(dian)土地占用量高(gao)于(yu)光伏、風電(dian)(dian)。為保(bao)證經濟性，光熱(re)發(fa)電(dian)(dian)需(xu)要較高(gao)的太陽能資源(yuan)，因(yin)此我(wo)國(guo)(guo)僅西部和(he)北部地區(qu)的一(yi)些沙(sha)漠(mo)(mo)、戈壁(bi)、荒漠(mo)(mo)地區(qu)適宜發(fa)展光熱(re)發(fa)電(dian)(dian)。但與此同時，沙(sha)戈荒地區(qu)多遠離負荷中(zhong)心，送出成本較高(gao)。

(4)發電可靠性需進一步提高

我國光(guang)熱發(fa)電(dian)技(ji)(ji)術(shu)研究及(ji)應用(yong)起步(bu)較(jiao)晚，光(guang)熱項目運行經驗不足，相關專業技(ji)(ji)術(shu)及(ji)人才儲備不足，我國在運項目普遍存在設(she)(she)備調試消缺時(shi)(shi)間較(jiao)長，年實際(ji)發(fa)電(dian)量(liang)仍然偏小等問(wen)題。我國光(guang)熱發(fa)電(dian)技(ji)(ji)術(shu)路線(xian)以塔式為(wei)主，受設(she)(she)備異(yi)常故障、運維人員(yuan)經驗不足影響，項目并網后需要(yao)較(jiao)長時(shi)(shi)間消缺，2021年實際(ji)利用(yong)小時(shi)(shi)數僅為(wei)1237小時(shi)(shi)，遠達不到3000-4000小時(shi)(shi)的設(she)(she)計值，進一步(bu)影響了發(fa)電(dian)經濟性。

新發展階段光熱發電規模化發展新模式—從光熱發電到光熱儲能

李瓊慧表示，新能源要想(xiang)發展(zhan)必須要創新發展(zhan)模(mo)式(shi)，找到(dao)一個適應新的(de)市場環(huan)境的(de)平衡(heng)點。

（1）光伏發電/風電+光熱儲能技術特點

光伏發電(dian)(dian)/風電(dian)(dian)+光熱儲能(neng)技術：如上圖所示，以(yi)聚光集熱系統輔以(yi)電(dian)(dian)加(jia)熱作為(wei)儲能(neng)輸入，以(yi)高溫熔鹽作為(wei)介質。

圖：光(guang)伏(fu)發電(dian)/風電(dian)+光(guang)熱(re)儲能技術特點

光伏發(fa)(fa)電/風電+光熱儲能(neng)技(ji)術(shu)降低(di)了(le)光熱發(fa)(fa)電初投資門檻，建設周(zhou)期短(duan)，可(ke)作為長(chang)時(shi)儲能(neng)，能(neng)夠比較好的解決西北部地區(qu)新能(neng)源(yuan)規模化(hua)開發(fa)(fa)面臨的問題，同時(shi)也解決了(le)當前(qian)光熱規模化(hua)開發(fa)(fa)的主要障礙(ai)。

圖：光熱(re)電站與燃(ran)煤發電典型(xing)調峰指標對比

在西北部(bu)(bu)沙(sha)戈荒等煤(mei)炭(tan)資源缺乏的地(di)區，可補位煤(mei)電實現大基地(di)的有效開(kai)發(fa)利用(yong)。對于(yu)光(guang)資源較好的地(di)區，中長期來看，光(guang)熱可補位替代(dai)一部(bu)(bu)分服役期滿(man)需要退役煤(mei)電機組(zu)。

▋光熱儲能應用場景

我國已形成較為完備、基本自主(zhu)可(ke)(ke)控的光熱產(chan)業鏈，可(ke)(ke)有效(xiao)承接煤電裝備產(chan)業轉型。我國西北部(bu)地區光資(zi)源條件較好。光熱儲能主(zhu)要應用場景(jing)主(zhu)要分布在西北部(bu)地區。

場景一：沙戈荒大基地配套

受多種因素制(zhi)(zhi)約，沙(sha)戈荒(huang)大(da)基地(di)配套煤電(dian)受到(dao)限制(zhi)(zhi)。即使(shi)按40%配套煤電(dian)，冬季晚高峰輸電(dian)通道的能(neng)力也(ye)僅達50-60%，直流故障極易引發大(da)范圍(wei)電(dian)壓、頻率穩定(ding)問題。沙(sha)戈荒(huang)大(da)基地(di)配置光(guang)熱儲(chu)能(neng)電(dian)站，能(neng)夠提(ti)高通道利用率和系統安全穩定(ding)性(xing)，降低(di)送受端靈活性(xing)制(zhi)(zhi)約。

場景二：三北地區自用

隨著(zhu)風電(dian)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)量滲透率的提高，三北地區新能源(yuan)消(xiao)納的難度加(jia)大，系統保供(gong)和保消(xiao)納的壓(ya)力(li)共存(cun)。建設本地光(guang)熱(re)儲能電(dian)站，不(bu)僅可(ke)緩解保供(gong)和保消(xiao)納的壓(ya)力(li)，還可(ke)為遠離負(fu)荷(he)中心的弱連接電(dian)網(wang)提供(gong)慣量、頻率和電(dian)壓(ya)支撐。

▋光熱儲能經濟性

光(guang)(guang)熱(re)儲能由于(yu)采用光(guang)(guang)伏發電/風(feng)電+光(guang)(guang)熱(re)的(de)模式(shi)（按1:9考慮），可(ke)減少鏡(jing)場(chang)面積，降(jiang)低(di)初(chu)投資成本(ben)和度電。初(chu)步測算，在風(feng)光(guang)(guang)資源(yuan)富集(ji)的(de)地區，2*330MW光(guang)(guang)熱(re)電站通過合理(li)配置(zhi)熔(rong)鹽(yan)儲熱(re)規(gui)模，初(chu)投資可(ke)明顯(xian)降(jiang)低(di)，電站綜合經濟性可(ke)接近抽(chou)水蓄能電站。

發展路徑

李瓊(qiong)慧(hui)從近期和中遠(yuan)期兩階(jie)段簡單闡述了光熱的(de)發展(zhan)路(lu)徑，如下：

（1）近期（2030年前）

近期，光(guang)熱可定位為儲能電站(zhan)，通過(guo)光(guang)伏/風(feng)電+光(guang)熱儲能電站(zhan)的模式(shi)帶動產業(ye)發展，實現(xian)規(gui)模化發展的起步。

一方面，由(you)于初(chu)投資(zi)高，目前(qian)光熱難(nan)以在當前(qian)市場(chang)化的背(bei)景下實(shi)(shi)現規模(mo)(mo)化獨立發(fa)展，可定位為儲能電站，通過沙戈荒大(da)基地配建的模(mo)(mo)式，支撐項目整體經濟(ji)性(xing)，實(shi)(shi)現規模(mo)(mo)化發(fa)展。

另一(yi)方面，沙漠、戈壁(bi)、荒漠大型風(feng)光基地一(yi)般遠離負荷(he)中心，風(feng)電(dian)、光伏發電(dian)出力波動性強、對電(dian)網安全穩定支(zhi)撐能(neng)力弱，面臨(lin)調峰(feng)能(neng)力不足、風(feng)光消納受(shou)限、特高壓線路利(li)用率低以(yi)及(ji)電(dian)網安全穩定風(feng)險。需(xu)要(yao)配套建設(she)具有較(jiao)好調節(jie)特性和安全穩定支(zhi)撐能(neng)力的電(dian)源或儲能(neng)。

（2）中遠期（2030年后）

中遠期，隨著技術進步(bu)和成(cheng)本下降，光熱(re)可(ke)(ke)實現(xian)獨(du)立發(fa)展，可(ke)(ke)根據不同地區電力市場的(de)需(xu)要，自主選擇發(fa)電站開發(fa)模(mo)式(shi)或儲(chu)能電站開發(fa)模(mo)式(shi)，在(zai)運(yun)行中通過發(fa)電和儲(chu)能模(mo)式(shi)的(de)優化轉換實現(xian)效益最大化。

隨著技術和工藝進步，規模化發(fa)展的(de)(de)帶(dai)動下(xia)(xia)，光(guang)熱電站的(de)(de)成本(ben)有(you)望大幅下(xia)(xia)降，初步估算，2035年(nian)以(yi)后(hou)光(guang)熱發(fa)電度電成本(ben)可降至(zhi)0.3元/千瓦時以(yi)下(xia)(xia)，出力特性接(jie)(jie)近煤電，綜合利用(yong)成本(ben)接(jie)(jie)近甚至(zhi)低于配置儲能的(de)(de)風電和光(guang)伏發(fa)電。

最后，李瓊慧(hui)強調，要以近期發展路徑為重點(dian)。近兩年，系統對(dui)儲能(neng)的需求驟(zou)增，更需要沙戈荒通過光(guang)伏+風電+光(guang)熱(re)盡快做出市場(chang)規模。