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发电成本依旧较高,为何还要发展光热发电?

日期:2019-05-10    来源:CSPPLAZA光热发电平台

国际太阳能光伏网

2019
05/10
09:21

关键词: 光热电站 光热成本 海外光热

自1950年原苏联设计世界上第一座太阳能塔式电站并建造一个小型试验装置开始,光热发电在全球范围内已有近七十年的发展历史,截至目前全球光热发电总装机约6GW。

由于技术、成本、资源条件等多方面原因,光热发电目前仍尚未在全球范围内大规模部署,上述已建成的光热电站大部分位于西班牙和美国两个传统光热发电市场。

但随着可再生能源不可逆转的发展趋势和光热发电技术的不断成熟,摩洛哥、中国、南非、阿联酋、以色列及沙特等新兴光热发电市场正在快速崛起。

但是,从成本角度来看,目前光热发电的成本相比传统化石能源和其它可再生能源发电形式要高得多,那么为何包括美国、中国在内的多个国家还在积极开展相关研究并尝试将其进一步推向商业化呢?

高度清洁,环保效益显著

首先,光热发电的绿色清洁能源属性符合当前可再生能源发展大势。以我国首座并网投运的大型商业化槽式光热电站——中广核德令哈50MW槽式电站为例,该项目投运后每年可节约近6万吨标准煤,减少二氧化碳排放约10万吨,环保效益相当于造林4200亩。

 


 

除了节能减排,光热电站对于生态保护、减少水土流失也有积极作用。我国科研人员曾对大规模光热电站的建设运行可能对中国西北部干旱和半干旱地区环境造成的影响开展过研究,结果发现,一旦光热电站投入使用后,会对当地环境产生一系列积极的作用,比如减少水土流失等。

通过计算机模拟研究人员发现,如果将光热反射镜场当作防风林使用的话,可以大大减缓风速,减少风沙的流动,能够起到保护土壤免受侵蚀的作用。

此外,太阳能热发电镜场可以吸收及遮挡太阳光线,可降低地表的水分蒸发,有利于植物成活和生长。同时聚光镜的冲洗用水漏入地面后,也可为植物的成长提供一定的水分。

北京兆阳光热技术有限公司(简称兆阳光热)自主研发的HLIACS聚光集热系统就进行了类似设计,通过镜场土地改良,同时开展种植、养殖业。兆阳光热经过多年种植实验证明,镜场土地综合利用在土地环境改良、种植养殖领域具备巨大潜力。

 


 

▲ 兆阳光热技术体系区域土地综合利用图

从兆阳光热技术体系区域土地综合利用图中可以看出,HLIACS镜场区域中的相当部分面积能够建设温室大棚。

通过试验发现,镜面遮光对温室大棚内的普通作物生长影响不大,还能够省去传统温室的遮阳装置,并且大幅降低管路、电路、信息、监控系统的建设成本,更适合发展高水平设施农业。

可使沙漠变绿洲的黑科技?

一些海外光热企业则在尝试利用光热发电技术来改造沙漠,并已取得了显著效果。

2016年10月,由丹麦Aalborg CSP公司负责开发的全球首个专为沙漠农场供给清洁能源的商业化光热发电项目在南澳大利亚正式投运,该项目可为沙漠农场持续不断供应再生光热能源和海水淡化水,确保这座占地面积约20万平方米的Sundrop农场每年可生产约1700万公斤温室番茄,几乎占据澳大利亚全国西红柿产能的15%。

 


 

2018年5月,由克兰菲尔德大学(Cranfield University)牵头建设的多用途光热发电站项目在埃及投运。

该项目总投资2200万,旨在改造位于埃及Alexandria附近的半沙漠地区,并为该地区的工业工业设施与1000余名居民提供稳定的水电供应,其有效结合了先进的光热发电技术与脱盐工艺及冷却装置设备,使得在沙漠地区发电与生产淡水成为可能。

调峰和承担基础电力负荷的能力

光热发电尤其是储热型光热电站所具备的调峰功能和承担基础电力负荷的潜力同样极具价值。相比风电、光伏等间歇性清洁能源发电形式,光热发电可以通过高性价比储热系统实现稳定电力输出,与电网更加和谐。

近年来,随着西班牙Gemasolar熔盐塔式电站、美国Solana槽式光热电站、美国CrescentDunes新月沙丘塔式熔盐电站等一批储热型光热电站的成功投运,全球光热发电市场迎来又一次发展高峰,光热发电的清洁性和高性价比调峰优势也开始愈发受到相关国家的重视,相关技术研发和商业化部署步伐也开始逐步加快。

据CSPPLAZA统计,2018年全球光热发电建成装机容量新增936MW,其中包括中国新投运的中广核德令哈50MW槽式光热示范电站、首航节能敦煌100MW塔式示范光热电站、中控德令哈50MW塔式光热示范电站以及华强兆阳张家口15MW创新型类菲涅尔固态储热太阳能热发电站在内的80%以上的新增项目均配置了储热系统。

2019年,全球光热发电市场预计将再次实现新增装机规模的大幅增长,而大部分在建的海外光热项目以及中国有望年内投运的7个、总装机400MW的光热项目也均会配置储热系统。

我国2020年底前要在全国范围基本建立电力辅助服务市场机制。在此背景下,可控电源的优势将进一步凸显。

根据国际经验,通常间歇性能源占比越高、灵活性电源需求越多的电力系统,支付的电力辅助服务成本就越高。当前我国电力辅助服务总费用占总电费比重较欧美等电力市场还有很大差距。这意味着未来的市场空间还非常大。

光热发电作为一种优质的可控电源,因当前装机规模过小,尚未引起政策层面的重视。但从电力辅助服务市场的需求本质来看,可控电源的价值必将凸显。

有业内人士认为,未来光伏配合储能,或与火电等可控电源进行合作,或将成为一种新常态。在光伏风电等不可控电源被纳入电力辅助服务市场范畴的趋势下,光热发电发挥其可控优势,提供调峰等电力辅助服务,或将为光热发电带来新的市场空间。

良好的社会效益和经济效益

投资额巨大的光热电站也会为项目所在地带来较大的社会效益和经济效益。

一方面,光热项目建设将对钢铁、建材、水泥、化工、原材料等市场起到积极的拉动效应,而在整体经济下行的当下大量的钢材和建筑材料需求也将极大消化对应产业的过剩产能。

另一方面,光热项目开发也将为项目所在地创造大量的就业岗位。一座装机50MW的商业化光热项目施工高峰期需要现场施工人员可高达800-1000人,项目投运后则可以提供50个左右的长期就业岗位。

发展旅游和影视经济,打造独特景观

中国光热电站多建于西北地区,电站场址多为荒漠或戈壁。项目建成以后,极具科技感的外型与荒漠戈壁结合将形成独特的人文景观,可为项目所在地提供一个很好的高科技环保主题旅游景点,对于传播清洁能源环保理念和促进当地旅游业发展也都将大有裨益。

已投运的中国首个百兆瓦级光热电站——首航节能敦煌100MW塔式熔盐光热电站已经被列为共青团甘肃省委颁发的实习见习基地,首航节能敦煌一二期项目当前正在筹建观光塔并积极推进AAA级景区的申报,未来将用崭新的智能+光热发电技术迎接更多国内外游客。

光热电站作为具有颠覆性意义的太阳能电站,因其科技感、科幻色彩等更被诸多影视剧、广告片选为拍摄场景,如LouisVuitton、MercedesBenz、Ford和Sony的PlayStation等知名品牌都曾选择西班牙的Gemasolar塔式电站作为广告片拍摄场景。光热电站更是出现在《红海行动》、《撒哈拉奇兵》、《银翼杀手2049》、《千钧一发》等经典影片中。

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