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光热在新能源储能重要性日益提升下大有可为

日期:2020-09-29    来源:对话能源  作者:张丹

国际太阳能光伏网

2020
09/29
10:06
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关键词: 太阳能光热发电 十四五规划 光伏发电项目

背景概述

为实现2030年非化石能源占一次能源消费比重20%的目标,壮大清洁能源产业,保持光伏装机规模稳定增长是“十四五”规划的重要目标和任务。

然而,光伏发电受日光照射强度影响较大,具有间歇性和随机性,高比例光伏发电并网需要大规模输出稳定的可调节电源进行调峰,随着光伏发电的快速发展和装机规模的扩大,各省存在很大的调峰缺口。为保证电网稳定性和增加光伏发电小时数,提高太阳能利用率和减少弃光率,在系统调峰资源日趋紧张甚至用尽的情况下,多个省份对储能寄予厚望并对其配置及比例有明确要求。如:河南、内蒙、辽宁、湖南等多省份发布的2020年风电、光伏发电建设方案中均提出了优先支持配置储能的新能源发电项目; 内蒙古自治区能源局印发《2020年光伏发电项目竞争配置方案》,亦优先支持“光伏+储能”项目建设且光伏电站储能容量不低于5%,储能时长在1小时以上。储能在新能源发电系统的重要性日益提升。

光热发电系统集发电与储能为一体,出力稳定、可靠,调节性能优异,是可以提供可靠电力并具有灵活调节特性的太阳能发电方式。在新能源储能重要性日益提升的背景下,光热发电系统在储能和调峰方面的优势将进一步凸显,相信其发展潜能将被进一步激发。

光热发电系统的储能、调峰特性

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,通过换热装置将传热介质(多为导热油与熔盐)加热到几百度的高温,传热介质经过换热器后产生高温蒸汽,从而带动汽轮机产生电能。

太阳能光热发电由集热、储热和发电三部分组成。太阳辐照强度好时,在发电的同时可以进行储热;当太阳辐照强度低(阴雨或晚上),导致汽轮机进汽压强低于设定值时,由储热系统自动产生蒸汽供给汽轮机发电。通过储热改善光热发电出力特性,实现光热发电连续供电,保证电流稳定,避免了光伏发电的入网调峰问题,一定程度上提高电站利用小时数和发电量,提高电站调节性能。而且,太阳能光热发电站可利用化石燃料补燃或与常规火电联合运行,稳定出力承担基荷运行,从而使年发电利用达到7000小时左右,并可根据负载、电网需求进行电力调峰、调度。

实践证明光热发电系统的储热效率和经济性显著优于储电。与常规储能电池相比,光热电站的储热系统成本只有十分之一左右。从调峰上看,光热发电系统能够快速、深度地调节出力调节,在15分钟以内就可以实现20%-100%的电力调节。未来光热在电力调峰市场,也将占有一席之地。

光热发电系统的可为性

储能是新能源发展的一大瓶颈和必备要素。海量的光伏、风电装机,需要配备储能设施,面临储能成本较高的问题。而光热发电在供电稳定性和储能作用方面,比常规的光伏发电更具有优势,可以作为电力系统中的主力机组承担基本负荷,也可以作为电力系统中的调峰机组承担调峰负荷。使光热和光伏发电、风电结合,可以大大减少光伏、风电中常规电储能的配置。充分利用光热这一比较优势,克服光伏、风电的劣势实现共赢,进行光热与光伏、风电互补协同,实现“风光热储荷”一体化运行,可以显著提高电力系统接纳风电和光伏发电的能力,提升清洁能源消纳能力。

相比光伏,光热对于光照资源要求较为严格,占地面较大,但在新能源日益发展的今天,新能源对储能及备用调峰的需求激增,光热发电可完全充当储能的作用,而且相比一般单纯的储能系统,光热发电还可以承担基础负荷和调峰,经济性比纯储能系统强得多,属于即可备用亦可常用的储能系统。除了自身系统的经济性外,光热发电系统在储能、调峰辅助服务上的价值优势也将进一步放大。所谓“鸡生蛋、蛋生鸡”,随着市场对光热储能作用的不断重视,将激发光热自身的技术和实践发展;而光热自身在成本效率提升、成功案例实践也会增强市场对光热的认可。光伏、风电先行发展起来之后,光热以可常用及备用的储能系统定位切入,是一个很好的方向。

中国要到2060年实现碳中和,风电、光伏等新能源需大力发展,对储能的需求也将越来越大,光热在新能源的储能重要性日益提升下,大有可为!

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