我國正加速構建“以新能源為主體的新型電力系統”,作為一種清潔電力以及有效解決新能源發電波動性問題的成熟路徑,太陽能熱發電(也稱光熱發電)將扮演重要角色。通過首批示范項目的建設投產,我國太陽能熱發電相關技術與產業均得到快速發展,但在業內看來,我國太陽能
光伏發電并不是太陽能唯一的利用方式,它還有一個“太陽能光熱發電”的技術途徑。光熱,全名聚光太陽能熱發電。與利用半導體材料將太陽光輻射能直接轉換為電能的光伏不同,光熱依靠的,是通過各種鏡面聚集太陽直射光,加熱導熱介質,再經過熱交換產生高溫蒸氣,推動汽輪機發電。
我國正加速構建“以新能源為主體的新型電力系統”,作為一種清潔電力以及有效解決新能源發電波動性問題的成熟路徑,太陽能熱發電(也稱光熱發電)將扮演重要角色。但在實際發展中,由于政策和市場認知等原因,光熱發電的規模卻被光伏發電遠遠甩在身后。
太陽能的能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽能),是太陽中的氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量,人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。我們生活所需的煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因為各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來后,再由埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成。此外,水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。
光熱發電系統所利用的發電原理與傳統電廠并無差別,還是被戲稱為“燒開水”的熱電套路,這也是光熱系統甚至可以直接接入傳統發電廠的原因。集熱系統是光熱發電系統最核心的組成部分。這一環節負責吸收太陽輻射能,對導熱介質進行加熱,為后續發電提供能量。
光熱的發電系統和傳統電廠區別不大,除了較為特殊的技術路線外,仍是通過加熱水獲得高質量的過熱蒸汽,推動各式汽輪機發電。具體汽輪機的選擇,則和光熱系統能夠達到的溫度有關。雖說在原理上與傳統熱電廠相同,但由于光熱電站所用導熱工質是循環使用的,幾乎不產生排放,發電過程無疑更加環保。
構建以新能源為主體的新型電力系統,是我國實現碳達峰、碳中和的重要抓手。電力規劃設計總院高級顧問孫銳指出,光伏發電和風力發電受氣象條件制約,發電功率具有間歇性、波動性和隨機性,對電力系統的安全性和供電可靠性造成了諸多挑戰。他認為,要構建新型電力系統,對儲能容量的需求是巨大的,同時還需要更多具有交流同步發電機特性的靈活調節電源。
2016年9月,國家發展改革委發布《關于太陽能熱發電標桿上網電價政策的通知》,核定太陽能熱發電標桿上網示范電價為每千瓦時1.15元。隨后,國家能源局確定了首批20個太陽能熱發電示范項目,總計裝機容量134.9萬千瓦。示范電價和項目的確定,意味著光熱發電在我國正式大規模啟動。
通過首批示范項目的建設投產,我國太陽能熱發電相關技術與產業均得到快速發展,但在業內看來,我國太陽能熱發電產業目前仍處于初期發展階段,發電裝機規模仍然較小,作為一種零碳排放的可再生能源,也往往被政策和市場“忽視”,整個行業仍存在諸多瓶頸。
目前制約我國光熱發電可持續發展的主要因素在于相關政策缺乏連續性。國家發改委價格司在批復第一批示范項目的上網電價文件中,僅僅明確了2018年底前并網發電項目的上網電價,使得投資方擔心如果不能在2018年底前并網發電,上網電價存在不確定性,投資回報難以保障,故而放棄了項目建設。
“十四五”期間,在風電、光伏裝機規模集中、比例迅速提高的地區,可以布局建設一批“光熱+光伏/風電”多能互補示范項目,以光熱發電作為調峰手段,通過多種能源的有機整合和集成互補,緩解風光消納問題,促進可再生能源高比例應用。
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