4月(yue)25日,2024第十一屆中國(guo)國(guo)際(ji)光熱大會暨CSPPLAZA年(nian)會在內蒙(meng)古呼和浩特盛大召開,浙江(jiang)可(ke)(ke)勝(sheng)技術(shu)股份(fen)有(you)限公司(簡稱可(ke)(ke)勝(sheng)技術(shu))董事長兼首席(xi)科學家金建祥(xiang)先(xian)生(sheng)出席(xi)會議(yi)并作《光熱發電(dian)可(ke)(ke)持續(xu)發展(zhan)的思考與(yu)展(zhan)望》的主題(ti)演講。
圖:浙江可勝技(ji)術股份(fen)有限(xian)公司(si)董事長(chang)兼首席科學家金(jin)建祥
金建(jian)祥表示,在過去的(de)一兩(liang)年(nian),光(guang)(guang)熱發電(dian)總體(ti)迎來高(gao)速發展的(de)機(ji)會,但僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)依靠風電(dian)和(he)光(guang)(guang)伏(fu)的(de)收益補貼(tie)光(guang)(guang)熱,這種方式只能(neng)是暫時的(de)。當前在西北多個省(sheng)份,例如甘肅已經采用分(fen)時上(shang)網電(dian)價,白天的(de)7、8個小時按照低谷電(dian)價上(shang)網,那么再用光(guang)(guang)伏(fu)的(de)收益來支持光(guang)(guang)熱發展,這條路線已然走不通了。
光熱發電(dian)要(yao)想實現真(zhen)正(zheng)的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan),需(xu)(xu)要(yao)提高其經(jing)濟(ji)性,使其不再成(cheng)為電(dian)力投(tou)資方的(de)(de)(de)累(lei)贅。這(zhe)既(ji)需(xu)(xu)要(yao)政策的(de)(de)(de)支持(chi)(chi),也需(xu)(xu)要(yao)通過技(ji)術的(de)(de)(de)進步、規模化的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)來(lai)降(jiang)低(di)成(cheng)本,只有這(zhe)樣光熱發電(dian)才能迎來(lai)健(jian)康的(de)(de)(de)、持(chi)(chi)續的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)。
現階段光熱發電可持續發展面臨的主要問題——缺乏經濟性
據金建祥介紹,2023年全(quan)國電(dian)源總裝機容(rong)(rong)量(liang)29.2億千(qian)瓦(wa),全(quan)國總發(fa)(fa)電(dian)量(liang)9.46萬億千(qian)瓦(wa)時。風(feng)電(dian)、光伏總裝機容(rong)(rong)量(liang)突破(po)10億千(qian)瓦(wa),約占全(quan)國發(fa)(fa)電(dian)總裝機容(rong)(rong)量(liang)的(de)36%;但由于風(feng)電(dian)、光伏利用(yong)小時數較低,兩者總發(fa)(fa)電(dian)量(liang)占比不足16%。
圖(tu):2023年我國電源裝機結構與發電量占比
從長遠來看(kan),若要實現雙碳目標(biao),必須構(gou)建以新(xin)能(neng)源為主力電(dian)源的新(xin)型電(dian)力系統(tong),由于風電(dian)、光伏(fu)發電(dian)的利用(yong)小時(shi)數較低,風電(dian)、光伏(fu)總裝機容量將遠超最大用(yong)電(dian)負荷(he),同時(shi),高比例(li)風電(dian)、光伏(fu)并網將給電(dian)力系統(tong)帶(dai)來支(zhi)撐風險上升、調峰需(xu)求凸顯、保供難度(du)增加等(deng)系列挑戰。
圖:2020-2060年我國各類電(dian)源裝機(ji)總量變化(單位:億千(qian)瓦)
數據來源:全(quan)球能源互聯網發展合作組織
從技術角(jiao)度(du)講,光熱發電(dian)(dian)(dian)是高比(bi)例新(xin)能(neng)源電(dian)(dian)(dian)力系(xi)統(tong)(tong)的(de)理想選擇(ze)。光熱發電(dian)(dian)(dian)是典(dian)型的(de)有助于新(xin)能(neng)源消納的(de)新(xin)能(neng)源,能(neng)夠提供轉動慣(guan)量和無功支撐,是極為(wei)罕見的(de)電(dian)(dian)(dian)網友好(hao)型低碳電(dian)(dian)(dian)源,還可增配天然氣或生物質補燃系(xi)統(tong)(tong)作為(wei)保(bao)障性電(dian)(dian)(dian)源。
2023年3月,國家能源(yuan)局綜合司《關于推動光熱(re)發(fa)電(dian)規模化發(fa)展有關事項的通知》提出,力爭“十(shi)四五”期間,全國光熱(re)發(fa)電(dian)每年新(xin)增開工規模達到300萬千(qian)瓦(3GW)左右。
金建祥(xiang)表(biao)示,光(guang)(guang)熱項(xiang)目的(de)增長規(gui)劃是非(fei)常清楚的(de),但目前實(shi)際情況與文件的(de)要求還是有距離的(de),最(zui)終能(neng)否(fou)實(shi)現規(gui)劃目標,還要看光(guang)(guang)熱有沒有經濟性(xing),以(yi)及光(guang)(guang)熱的(de)優(you)勢能(neng)不能(neng)得到充(chong)分的(de)發揮。
那么,光熱(re)發展增速達不(bu)到要(yao)求是(shi)為何?光熱(re)是(shi)否可(ke)以做到可(ke)持續發展?
金建祥表(biao)示,光熱(re)發(fa)(fa)電可持續(xu)發(fa)(fa)展主(zhu)要看(kan)生態(tai)、社(she)會、經濟三個方面(mian):
1、生態可(ke)持續(xu):綠色低碳(tan);
光熱(re)發電(dian)全生命周期度(du)電(dian)碳排(pai)(pai)放遠(yuan)低(di)于(yu)光伏電(dian)站,運營維護階段幾乎無碳排(pai)(pai)放,具有(you)良好的生態環境(jing)效(xiao)益(yi),是絕佳的綠(lv)色低(di)碳發電(dian)方式(shi)。
2、社會可持續:安全可靠;
光熱發(fa)電(dian)自(zi)帶大容量(liang)儲(chu)能,電(dian)力(li)(li)輸(shu)出穩定,調節能力(li)(li)強;采用交(jiao)流同步發(fa)電(dian)機發(fa)電(dian),可提供轉動(dong)慣量(liang)和無功(gong)功(gong)率,對于維(wei)持(chi)新型(xing)電(dian)力(li)(li)系(xi)統的頻(pin)率和電(dian)壓(ya)穩定具(ju)有重要意(yi)義。
3、經濟可持續?
光熱(re)發(fa)電(dian)現階(jie)段度電(dian)成本較(jiao)高,在當下(xia)(xia)的發(fa)電(dian)側的電(dian)價機制下(xia)(xia),光熱(re)發(fa)電(dian)無法實現獨立盈利,經濟回報不容樂(le)觀。
綜合來看,光熱發(fa)電生(sheng)態和社(she)會可(ke)持續(xu)發(fa)展(zhan)已無障礙,其可(ke)持續(xu)發(fa)展(zhan)面(mian)臨(lin)的主要(yao)問題在于經(jing)濟方(fang)面(mian),現階段成本較高、經(jing)濟回報不樂觀。
光熱發電外部環境分析與成本挑戰
金建祥(xiang)表示,在多變形勢下,過(guo)去一(yi)年里既有對光熱發電發展有利的(de)政策,也存在一(yi)些對光熱發電可(ke)能造成(cheng)側(ce)面影響的(de)問(wen)題。
光熱發電的外部利好因素——分時電價
目前,西北多省(sheng)份執行新能源分時上(shang)網電價政策,光熱(re)在高(gao)/尖峰(feng)時段的上(shang)網電價有了十分明(ming)顯的提(ti)升。
比如,青海省高峰(feng)時段光熱的電(dian)價(jia)(jia)上(shang)浮(fu)比例為(wei)20%,甘肅省高峰(feng)時段電(dian)價(jia)(jia)上(shang)浮(fu)比例為(wei)50%,新疆(jiang)高峰(feng)時段電(dian)價(jia)(jia)上(shang)浮(fu)比例為(wei)75%,尖(jian)峰(feng)時段電(dian)價(jia)(jia)上(shang)浮(fu)比例為(wei)100%。
注:上(shang)述(shu)政策執(zhi)行(xing)前,光熱上(shang)網(wang)電(dian)價(jia)分別為青海0.3247元/kWh、甘肅(su)0.3078元/kWh、新疆0.262元/kWh。
光熱發電的外部利好因素——CCER
2023年10月,隨著中國核證自愿(yuan)減(jian)排量(CCER)重啟,生(sheng)態(tai)環境部(bu)發(fa)布《溫(wen)室氣體自愿(yuan)減(jian)排項(xiang)目方法學 并網光熱發(fa)電》。
同時,全(quan)國(guo)碳(tan)市場價格持(chi)續上(shang)漲(zhang),4月23日(ri)收(shou)盤價達(da)99.6元(yuan)/噸,隨著碳(tan)配額(e)逐漸(jian)收(shou)緊,碳(tan)市場價格將加(jia)劇(ju)上(shang)漲(zhang)。(數(shu)據(ju)來源(yuan):上(shang)海環境能源(yuan)交易所)
光熱發電的外部不利因素
1)分時上網電價嚴重影響光(guang)伏(fu)的經濟性,很難再用光(guang)伏(fu)的收益補貼(tie)光(guang)熱。
金建(jian)祥表示,西北(bei)各省劃(hua)分的(de)峰、谷(gu)(gu)、平時段后(hou),谷(gu)(gu)時段基本覆(fu)蓋(gai)了光(guang)伏(fu)大發時段,光(guang)伏(fu)的(de)經濟性受到(dao)極大影響。大基地(di)項目執行分時電(dian)價(jia)政策后(hou),很難(nan)再用(yong)光(guang)伏(fu)的(de)收益來補貼光(guang)熱。
2)鋰電(dian)池(chi)成(cheng)本快速降低,給光(guang)熱帶來威脅(xie)。
2023年,由于(yu)原料成本(ben)下降以及規模(mo)化發展帶(dai)來的(de)新建產能釋(shi)放,鋰(li)電池(chi)成本(ben)快速降低,因此在短時儲(chu)能當中,4個小時或6個小時以下,光熱儲(chu)能缺(que)乏(fa)競爭力(li)。
光熱發電可持續發展面臨的挑戰——成本挑戰
以青海德(de)令哈、甘肅(su)瓜州、新疆哈密三個典型站址為(wei)(wei)例,光(guang)熱裝機規(gui)模(mo)為(wei)(wei)350MW,儲能時長(chang)為(wei)(wei)10小時,總反射(she)面積280萬方,采用(yong)雙塔一機建設方案。
據金建祥介紹,在滿足資本金內部收益率6.5%的情況下,德令哈地區光熱電站的全生命周期度電成本為0.67元/kWh,瓜州為0.75元/kWh,哈密為0.71元/kWh,在不依賴技術進步的情況下,僅通過單機規模的擴大,可使光熱度電成本得到明顯的下降。如上圖所示,度電成本和各省分時電價政策下的加權平均上網電價之間約有0.33元/kWh的差距,如果解決了這個差距,光熱發電就具備了良好的、快速發展的基礎。
金建祥表示,以西北區域為例,按照《溫室氣體自愿減排項目方法學 并網光熱發電(CCER-01-001-V01)》計算,暫且考慮0.05元/kWh的收益。綜合考慮分時電價與CCER收益,塔式光熱發電現階段成本與收益的差值約為0.28元/kWh,因此若要實現其經濟可持續,必須進一步降低成本、提升收益。
建議與展望
建議一:兩年內快速降本
金建(jian)祥(xiang)指出(chu),經測算到2026年,綜合技術優化、集采(cai)降本、運維優化、熔鹽租(zu)賃等(deng)多方面(mian)改進(jin)措施(shi),光熱(re)發電度(du)電成本可下降0.13元/kWh左(zuo)右,30萬千瓦以上的光熱(re)電站度(du)電成本可降至0.53元/kWh。
建議二:容量電價政策爭取——以煤電為例
金(jin)建祥(xiang)表(biao)示,前面(mian)提到塔(ta)式光熱發電(dian)現階段成本與收益的差值約為(wei)0.28元(yuan)/kWh,按照上述改進措施實現降本后,成本與收益仍有(you)0.13~0.15元(yuan)/kWh的差距(ju)。如何解決這個(ge)問題,短時間內只能靠政策支持,可(ke)考慮(lv)容量電(dian)價的可(ke)能性。
隨著我(wo)國電(dian)(dian)源結構(gou)的(de)快速變化,煤電(dian)(dian)需向(xiang)基礎保障性(xing)和系統(tong)調(diao)節性(xing)電(dian)(dian)源并(bing)重(zhong)轉型(xing)。2023年(nian)11月(yue),國家發(fa)(fa)展改(gai)革委(wei)、能(neng)源局發(fa)(fa)布《關于(yu)建立煤電(dian)(dian)容(rong)量(liang)電(dian)(dian)價(jia)機制的(de)通知(zhi)》。其目的(de)是充分發(fa)(fa)揮煤電(dian)(dian)的(de)支撐(cheng)調(diao)節作用。用于(yu)計算容(rong)量(liang)電(dian)(dian)價(jia)的(de)固定成(cheng)本為330元/kW/年(nian)。自2026年(nian)起容(rong)量(liang)電(dian)(dian)價(jia)回收固定成(cheng)本的(de)比例不低于(yu)50%。
金(jin)建祥(xiang)表示,國家給(gei)予煤電容量電價的經濟(ji)性原因有以下兩個:
1、煤電(dian)作為調節(jie)型電(dian)源時(shi),發電(dian)小時(shi)數明顯降低,僅靠電(dian)量電(dian)價難以(yi)支撐經營(ying);
2、用電低(di)谷時(shi)段,煤電需要維持低(di)負荷運行,煤耗增加(jia),發電成本也隨之增大(da)。
光熱容量電價政策爭取——憑什么?
光(guang)熱發電容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)電價(jia)政(zheng)策有沒有實現(xian)(xian)的(de)可能(neng)性?金建祥就(jiu)該問題(ti)分析表示(shi),天(tian)然氣(qi)、煤電、抽(chou)蓄都(dou)有對應容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)電價(jia)政(zheng)策,三(san)者的(de)共同特點是(shi)年(nian)(nian)(nian)發電小(xiao)(xiao)(xiao)時數很小(xiao)(xiao)(xiao)且在(zai)(zai)快速(su)下(xia)降(jiang)。抽(chou)蓄年(nian)(nian)(nian)發電量(liang)(liang)(liang)在(zai)(zai)1000個(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)時,天(tian)然氣(qi)年(nian)(nian)(nian)發電量(liang)(liang)(liang)在(zai)(zai)幾百(bai)到1000個(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)時不(bu)(bu)等(deng),煤電年(nian)(nian)(nian)發電量(liang)(liang)(liang)從早(zao)年(nian)(nian)(nian)的(de)6000多個(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)時降(jiang)到現(xian)(xian)在(zai)(zai)的(de)5000個(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)時以(yi)下(xia),未(wei)來隨著風光(guang)越(yue)來越(yue)多,還會(hui)不(bu)(bu)斷的(de)下(xia)降(jiang)。所以(yi)執行容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)電價(jia)的(de)原因是(shi)設(she)備利用(yong)率在(zai)(zai)不(bu)(bu)斷下(xia)降(jiang),為了保證高峰用(yong)電,給予容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)電價(jia)補貼。
按照這(zhe)樣的邏輯(ji),光(guang)熱也(ye)(ye)應該(gai)去爭取容量電價。與煤電對比,光(guang)熱發(fa)電清潔(jie)低(di)(di)碳(tan)、調節能力更強、建設周期(qi)短(duan),更匹配大基地的快速發(fa)展;而且光(guang)熱發(fa)電小時數更低(di)(di),在2200~2500h。當(dang)然要真正發(fa)揮光(guang)熱的調峰、調頻(pin)的作(zuo)用(yong),發(fa)電小時數總體也(ye)(ye)不(bu)能低(di)(di)于2200h。
光熱容量電價政策爭取——給多少?
若從保證投資回報(bao)率的角度,計算(suan)光熱發電(dian)的容量電(dian)價:
1、按單機規模(mo)350MW、儲能10小時(shi)進行配置;
2、考慮降本后,光熱度電成(cheng)本降為0.53~0.62元/kWh;
3、考慮分時電價政策下,加權平(ping)均上網電價0.34~0.41元(yuan)/kWh;
4、考(kao)慮約0.05元/kWh的(de)CCER收益(yi);
5、在資本金(jin)內部收益率6.5%時,反算需要的容量(liang)電價。
根據各省的資源條件與分時上網(wang)電(dian)(dian)價(jia)(jia)政策(ce)各不相(xiang)(xiang)同,現階段(duan)建(jian)議(yi)青海(hai)335元(yuan)/kW/年、甘肅318元(yuan)/kW/年、新疆(jiang)327元(yuan)/kW/年確定(ding)容量(liang)(liang)電(dian)(dian)價(jia)(jia)。與天然氣(qi)電(dian)(dian)站相(xiang)(xiang)比,容量(liang)(liang)電(dian)(dian)價(jia)(jia)和電(dian)(dian)量(liang)(liang)電(dian)(dian)價(jia)(jia)基本相(xiang)(xiang)當(303-397元(yuan)/kW/年,0.43元(yuan)/kWh,浙江省)。
展望一:高比例光熱/風電配比的“光熱+”方案
隨著光(guang)(guang)熱成本的(de)快速下降(jiang),一(yi)體(ti)化項目中的(de)光(guang)(guang)熱配比將大(da)幅提升(sheng)。到2026年(nian),光(guang)(guang)熱與風(feng)電(dian)的(de)配比可以提升(sheng)至(zhi)1 : 3,相比于現階段的(de)配比水平,約(yue)提升(sheng)了一(yi)倍多。
金建(jian)祥表示,光熱與(yu)風電1:3的配比(bi)具有一定(ding)的經(jing)濟性,光熱的配比(bi)越高,調峰性能(neng)越好(hao),1:3的比(bi)例基本不會給電網增加(jia)額(e)外(wai)負擔。按照現在(zai)部分地區1:9的配比(bi),光熱雖然(ran)也具備一定(ding)調峰效果,但遠(yuan)遠(yuan)達不到系(xi)統(tong)的要(yao)求,電網的調峰需求仍(reng)然(ran)大(da)幅度上升。
展望二:獨立光熱電站
金建祥表(biao)示,未來三到五年,通(tong)過快(kuai)速(su)降本(ben)和容(rong)量電(dian)價(jia)補貼,光熱(re)(re)電(dian)站可實現獨(du)立盈(ying)(ying)利;三到五年后,隨著進(jin)一(yi)步(bu)降本(ben)以及(ji)電(dian)力/碳(tan)市場的擴大與完善,可以逐步(bu)取消容(rong)量電(dian)價(jia)補貼,光熱(re)(re)電(dian)站可不再(zai)依賴(lai)容(rong)量電(dian)價(jia)成為自(zi)帶儲能、自(zi)負盈(ying)(ying)虧(kui)的電(dian)站,這時光熱(re)(re)必將迎來快(kuai)速(su)的發(fa)展期。
附浙江可勝技術股份有限公司簡介:
前身(shen)為(wei)浙(zhe)江中控太陽(yang)能(neng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)有(you)限(xian)公司(si),2021年7月(yue)正式更名為(wei)浙(zhe)江可(ke)勝技(ji)(ji)(ji)術(shu)股份有(you)限(xian)公司(si)。成(cheng)立(li)于2010年,專(zhuan)注于塔(ta)式光熱發(fa)電與(yu)熔鹽(yan)儲能(neng)的技(ji)(ji)(ji)術(shu)研究(jiu)與(yu)產業化推(tui)廣,立(li)足(zu)自主研發(fa),掌握具有(you)自主知識產權的全流程核心技(ji)(ji)(ji)術(shu)與(yu)關鍵裝(zhuang)備(bei),技(ji)(ji)(ji)術(shu)咨詢、裝(zhuang)備(bei)集成(cheng)、工程服務,項目開發(fa)、投資、建設、運(yun)營。
截至(zhi)目前,可勝(sheng)技(ji)術已建成投運光熱項目3個(ge),共(gong)計(ji)110MW,分別為青(qing)海中(zhong)(zhong)控德(de)令哈10MW、青(qing)海中(zhong)(zhong)控德(de)令哈50MW、中(zhong)(zhong)電建青(qing)海共(gong)和(he)50MW。
已中標在建項(xiang)目11個,共計1250MW,具體分(fen)布如(ru)下:
1、甘肅(su):100MW/1個(ge)
2、吉林:200MW/2個
3、青海:400MW/3個(ge)
4、新疆(jiang):550MW/5個(ge)
以青海中控德令哈50MW為例:
德令哈50MW項目運行表現——年度運行情況
德令哈(ha)50MW電(dian)站儲能時長7h,總反射面積為(wei)54.3萬(wan)m2,于2018年12月并網發(fa)(fa)電(dian)。電(dian)站設(she)計年發(fa)(fa)電(dian)量(liang)為(wei)1.460億(yi)kWh。
2022年1月1日(ri)-2022年12月31日(ri),年度發電(dian)量達1.464億kWh,是全球首個達產(chan)的塔(ta)式熔鹽(yan)儲(chu)能光熱(re)電(dian)站。
2023年1月1日-2023年12月31日,年度(du)發電(dian)量(liang)(liang)達1.524億kWh,發電(dian)量(liang)(liang)比2022年度(du)進一步提高4.13%,連續(xu)兩年發電(dian)量(liang)(liang)超過設計值。
德令哈50MW項目運行表現——月度發電量紀錄
2024年1月(yue)1日-1月(yue)31日,電(dian)站(zhan)創下月(yue)度發(fa)(fa)電(dian)量(liang)最高紀錄。月(yue)度發(fa)(fa)電(dian)量(liang)1843萬kWh,超(chao)過月(yue)度平(ping)均設(she)計(ji)發(fa)(fa)電(dian)量(liang)626萬kWh,期(qi)間有26天發(fa)(fa)電(dian)量(liang)達(da)成率超(chao)過100%。
2024第十(shi)一屆(jie)中(zhong)國國際光(guang)熱大會暨CSPPLAZA年會4月25-26日在(zai)內(nei)蒙古呼(hu)和浩特香格里(li)拉大酒店盛(sheng)大召開,大會由CSPPLAZA光(guang)熱發電平臺聯合常州龍騰光(guang)熱科技股份有限(xian)公司(si)共同主(zhu)(zhu)辦,大會主(zhu)(zhu)題為(wei)“在(zai)多變的形勢(shi)下實(shi)現規(gui)模化發展”,共有來自海(hai)內(nei)外約800名代表出(chu)席本屆(jie)大會。