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目标500万千瓦 太阳能光热成“十三五”新热点

作者:admin 时间:2017-05-19 15:33 来源:一财网 点击:次 字体大小:

      近日,国家能源局正式印发《太阳能发展“十三五”规划》(以下简称“《规划》”),太阳能热发电明确了500万千瓦的发展目标。

  装机目标:光热装机500万千瓦

  《规划》提出,到2020年底,太阳能热发电装机达到500万千瓦,太阳能热利用集热面积达到8亿平方米,太阳能年利用量达到1.4亿吨标准煤以上。

  太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。

  国家“千人计划”特聘专家项晓东博士在接受第一财经记者专访时表示,人们对理想能源的标准已有三项共识:可再生,低成本,无伤害,以及为了强化应用而衍生出来的可兼容性。所谓“可兼容”,即与传统能源设施兼容、与化石能源功能兼容。目前,最有可能满足上述理想能源四项标准,特别是“可兼容”标准的主要技术途径是太阳能光热技术,因为光热技术实质上是以“太阳能集热器”替代燃煤锅炉,它直接实现了对太阳的光能和热能的利用。

  光热发电的特点是先将太阳能转化为热能再进行发电,一定程度上可以平抑日照波动,对电网相对友好,同时热能可以有效储存且具有一定的经济性,热源可与火电等热电厂互补,提高发电小时数和调峰,并提供可供调度的电力。

  按照“统筹规划、分步实施、技术引领、产业协同”的发展思路,《规划》明确光热发电的重点任务为,组织光热发电示范项目建设,发挥太阳能热发电调峰作用,建立完善太阳能热发电产业服务体系。

  我国处于光热发电的起步阶段,尚未形成产业规模。多数光热电站处于科学实验阶段,与商业化并网运行尚有距离。

  去年9月,国家能源局下发《关于组织太阳能热发电示范项目建设的通知》,鼓励尽快启动一批装机单机不低于50MW,项目资本金比例不低于总投资20%的示范工程。此举开始推动我国光热发电行业的实质性发展。

  今年8月,由科技部和青海省科技厅共同支持的中控太阳能德令哈10MW塔式熔盐储能光热电站实现满负荷发电。这是我国首座成功投运的规模化储能光热电站,也是全球第三座投运的具备规模化储能的塔式光热电站。

      图为中控德令哈光热发电站

  在蒙古语中意为“金色的世界”的德令哈是光热发电的宠儿,它不仅拥有适合光热产业发展的光照、土地和水资源,也被认为“极有可能是我国首批光热示范项目最为集中的地区”。

  在这一地区,中广核德令哈50兆瓦槽式光热发电项目正在建设中,预计2017年上半年全部建成并网。

  除了青海之外,到了11月,全球首个高温熔盐槽式光热发电平台项目在甘肃省阿克塞的戈壁滩正式并网投入运营,从集热、储热、换热、发电到并网等全产业链全部实现了国产化。

  成本目标:低于0.8元/千瓦时

  对于企业最为关心的光热电价,今年国家发展改革委发出《关于太阳能热发电标杆上网电价政策的通知》,核定太阳能热发电标杆上网电价为每千瓦时1.15元,并明确上述电价仅适用于国家能源局2016年组织实施的示范项目。

  这一政府定价基本符合此前的企业预期,因此激发了企业在光热领域继续投资的热情。

  发改委同时鼓励地方政府相关部门对太阳能热发电企业采取税费减免、财政补贴、绿色信贷、土地优惠等措施,多措并举支持太阳能热发电产业发展。

  进入“十三五”,由于整体太阳能发电定价进入下行通道,国家希望企业能进一步降低光热发电成本。本次《规划》提出的低成本目标是,太阳能热发电成本低于0.8元/千瓦时。

  光热发电的成本取决于光照条件、技术路线、装机容量、储能方式等多种因素,其成本削减需要企业进入更大程度的规模化生产、应用和技术进步。

  技术目标:高可靠性、全天发电

  技术方面,《规划》明确,太阳能热发电效率实现较大提高,形成全产业链集成能力。实施太阳能产业升级计划,太阳能热发电重点突破高效率大容量高温储热、高能效太阳能聚光集热等关键技术,研发高可靠性、全天发电的太阳能热发电系统集成技术及关键设备。

  世界各国的科学家都在围绕解决制约太阳能光热利用效率的一系列关键技术难题你追我赶。为提高光热的效率,目前跟踪太阳能形成了碟式、槽式和塔式三种技术。

 图为三种各种模式示意图

      项晓东表示,从物理跟踪模式来看,碟式跟踪模式的等效总体聚焦倍数约为1000,辐射损失小,碟式跟踪模式最高的光学效率约为90%。但由于过去40年缺乏低耗能热能传输管网技术,碟式跟踪模式在市场上未能成功应用。塔式跟踪模式的等效总体聚焦倍数约为250,辐射损失较小。但塔式跟踪模式以光网替代了热网,但也带来额外30%-35%的光学损失,因而总体光热年均效率很低。

 

  项晓东建议,为了克服碟式和塔式在物理追踪和集热方面的劣势,可以采用2-维太阳运动跟踪模式——“碟-塔混合式”。

图为-“碟-塔混合式”

      项晓东称,这一模式将像碟式一样,反射镜模块与集热靶一同绕与地球自转轴(极轴)以每小时15度匀速旋转,跟踪“太阳小时角”,又参照塔式模式将分立反射镜通过特殊固定角度维持平均余弦损失1%在左右,从而保持了接近碟式的最高光学效率和较低的跟踪机械成本与太阳阴影占地。

      不过,具体采用哪种技术,还需要未来中国光热示范项目的探索。

   为了继续完善光热技术,《规划》提出,要借鉴国外太阳能热发电工程建设经验,结合我国太阳能热发电示范项目的实施,制定太阳能热发电相关设计、设备、施工、运行标准,建立和完善相关工程设计、检测认证及质量管理等产业服务支撑体系。

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