太阳能光热联盟共性技术课题《太阳能热发电的战略定位》报告发布

时间:2020-07-31 15:35来源:国家光热联盟
  太阳能热发电出力平稳,但由于处于发展的初期导致发电成本较高,装机容量较小,在我国能源体系中的地位和作用还未得以充分体现。为促进产业持续发展,明确太阳能热发电的定位至关重要。为此,国家太阳能光热产业技术创新战略联盟于2019年设置了《太阳能热发电的战略定位》共性技术研究课题。课题采取了成立课题研究小组的形式实施,由专家团队合作完成研究及报告的编写。太阳能光热联盟自筹资金5万元予以资助。
  经公开征集、太阳能光热联盟专家委员会研究投票等,中国科学院电工研究所詹晶作为课题负责人,组织包括中国电力科学研究院新能源研究中心王伟胜主任(新一代能源系统对电网的影响)、德国高级可持续发展研究所(IASS)Johan Lilliestam 博士(太阳能热发电政策在国际可再生能源中的战略研究)、中国科学院电工研究所张剑寒博士(太阳能热发电产业技术分析),以及中国科学院电工研究所博士后Alina Gilmanova (国际可再生能源经济政策分析)等在内的专家,共同完成了《太阳能热发电的定位》报告。
  以下特对报告主要内容进行分享:
太阳能热发电的战略定位
(摘要版)
  能源是人类社会发展的物质基础,传统能源面临的危机时时警醒我们需要转变能源价值观。当前世界能源格局和供求关系正在发生深刻的调整和变化,能源结构加速向低碳化、清洁化方向演变。随着生态环境问题全球化,世界多国已限制高碳能源的开采和使用,积极支持倡导低碳清洁能源和可再生能源的开发利用,推进人类生活的物质基础转向可再生循环发展。习近平总书记提出“四个革命、一个合作”的能源安全新战略,深刻揭示了世界能源发展趋势,指明了我国未来能源战略规划方向。
  本报告以全球能源转型、生产与消费革命为出发点,结合第三次浪潮及国际能源环境的发展态势,对太阳能热发电展开研究,剖析其在新一代能源革命中的作用与定位
  周孝信院士提出,新一代能源系统在能源革命的条件下,解决环境和能源问题的驱动下,实现电网结构的转型,未来清洁能源发电量占比有望超过60%-70%,我国正处于从第二代电网向第三代电网过渡的阶段。我国新能源资源与负荷中心的逆向分布,决定了我国风电、光伏早期的“大规模、高集中”的开发模式和“大容量、高电压、远距离”的输送模式,以便在全国范围实现新能源的配置和并网。然而由于我国新能源电站大多数处于电网末端,所接入的电网架构相对薄弱,而大规模风电的集中接入加剧了各类稳定问题。根据国网能源院预测,陆上风电、光伏发电将是我国发展最快的电源类型,2050年在电源结构中装机占比超过50%,发电量占比接近40%。我国非化石能源发电量占比将由当前的约30%提升到2035年的55%-60%、2050年的75%-80%。目前电力市场建设还在进一步完善,在促进新能源消纳的市场机制方面,一边积极促进新能源参与电力市场交易,一边采取有效措施促进新能源消纳。
  伴随着风电和光伏发电装机容量的增加,电力系统的供电可靠性和稳定性难以保障,系统对储能容量的需求愈加迫切。太阳能热发电是一种完全清洁的发电方式,较之传统的化石燃料发电,太阳能热发电利用太阳热能来获得蒸汽,取代了化石燃料电站通过燃烧煤炭燃油等制造蒸汽的方式,是一种低成本并可连续供电的清洁能源技术。与风电、光伏发电相比,太阳能热发电工艺过程使得其发电和储能天然一体,是当前各类可再生能源发电中唯一储能可以降低成本电价的技术。根据电力系统仿真数据显示,太阳能热发电接入电网将具有更好的调节和控制能力,能够增加系统惯量,支撑频率稳定,提高电网抗扰动能力,提高短路电流水平和耐受故障能力,增强送端电网电压稳定性,避免连锁故障,改善接入地区电能质量,抑制次同步振荡,有利于新能源电力系统的安全运行与促进新能源高效消纳,将在新一代能源网络体系中发挥重要作用。
  太阳能热发电与燃煤发电同为热功转换发电,煤电产业链中大部分技术、装备和材料都可以在太阳能热发电上得到应用和扩展。伴随着我国能源转型的步伐,我国的煤电产业已出现了严重的产能过剩,发展太阳能热发电可以有效消化煤电产业的过剩产能,对我国的经济和社会发展产生积极的影响。未来,太阳能热发电可以替代煤电在电力系统中作为主力机组承担基本负荷,作为调峰机组承担高峰负荷,同时能够减少电力系统对储能容量的需求。
  我国具有丰富的太阳能直接辐射资源,经过十多年的研究和近几年的商业化,我国已经掌握了太阳能热发电的核心技术,产业发展趋于完备。目前我国已经具备完整的太阳能热发电产业链体系,约有300家相关企业,可以独立发展,不依赖于国外供货。具体涉及到材料、机械和化工装备、电力电子、勘探设计、检测机构、科研院所和媒体等多个方面。近年来,我国产业链上诸多厂家已经走向世界,积极参与全球竞争,为多个国际项目提供部件、装备或者直接成为总包商,并且获得国际认可。产业辐射力方面,太阳能热发电产业链辐射范围极广,涉及玻璃、钢铁、化工、机电装备等多个国民经济的重要产业领域。除了能推动集热管、反光镜、锅炉、储热材料、汽轮发电机等能源设备行业的发展外,由于光热电站50%左右的成本为玻璃和钢铁原材料,因此对当前产能严重过剩的玻璃和钢铁产业有较大的带动作用。发展光热发电产业将为国民经济的重点领域注入新的增长活力。
  国际可再生能源署(IRENA)发布了《全球可再生能源展望:能源转型2050》(Global Renewables Outlook 2050)研究报告,报告统计了近几年全球太阳能光热发电(CSP)市场的发展状况,并对成本下降空间进行了预测。在2012-2018年间,太阳能光热电站均化度电成本(LCOE)成本下降了46%。报告指出,近几年全球新增太阳能热发电项目及成本下降贡献主要来自中国、迪拜等国家和地区。《2019年可再生能源发电成本报告》(Renewable Power Generation Costs in 2019)指出在过去10年间,随着在更适合的场地和阳光更充足的国家/地区新建了一批聚光太阳能热发电厂,其容量系数也从30%增至45%。
  伴随着国际上光热发电项目的增多,我国的光热发电企业已成为国际光热发电市场不可或缺的重要角色,为国际上光热发电的成本下降做出了突出贡献。光热发电产业是我国实施“一带一路”走出去战略的优势产业,在扩大我国机电设备出口、促进全球能源转型方面将发挥重要作用。
  2016年首批示范电站和标杆电价的政策推动下,我国太阳能热发电建设取得长足进步,新增装机占全球同期的41%,累计装机达到全球的6%。在首批示范项目投运时间不长的前提下,太阳能光热发电已表现出良好的运营状况和独有的技术优势,青海中控德令哈50MW太阳能光热示范电站2019年9月正式移交运行并进入性能考核期,至今稳定运行8个月,各项技术指标均优于设计值。尤其是2020年2月1日至2月13日,机组连续不间断运行292.8小时,充分体现了太阳能热发电的稳定性和可调度能力。从国内目前太阳能热发电技术研究、产业建设、生态需求等方面来看,发展太阳能热发电是社会低碳发展的重要因素。
  2016年陆续出台的有关支持政策及规划落地至今促进了产业的大规模发展,政策出台减缓的过程中产业的发展也趋于滞缓。2020年初出台的《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》提出新增太阳能热发电项目不再纳入中央财政补贴范围,这对太阳能热发电行业将是极大的发展束缚。
  当前,我国太阳能热发电没有后续电价政策,企业税费负担沉重,项目涉及的土地成本过高,技术创新投入占比较高,民企贷款压力过大,行业发展艰难。因此,能够根据多能融合能源体系建立的发展方向,出台明确的激励相容政策对混合发展模式予以支撑是今后发展的重要因素。建议国家未来能够减免太阳能热发电项目的土地使用税,国家政策性银行提供优惠贷款减轻企业税负,将太阳能热发电直接纳入储能电站电价政策,全额免征太阳能热发电项目增值税等方面给予支持,推进产业发展。
  中国煤电装机约占总装机量的65%,全球这一数字约为33%,在全球变暖的大背景下,未来会大幅度压缩煤电,提高可再生能源装机容量。带储热的太阳能热发电是稳定电源,在新一代能源系统和能源互联网中,是既可以发出能量也可以接收能量的重要节点。随着装机比例的提高,太阳能热发电能够部分替代煤电,作为主力机组承担基本负荷,也可以承担高峰负荷;另一方面还可以和光伏、风电组成可再生能源基地,提高电力生产的品质。当前我国太阳能热发电装机规模较小,进一步降低成本还需更大程度的规模化生产与应用,在技术和产业都已具备的基础上,国家政策的大力支持将是太阳能热发电能否生存、发展的关键。太阳能热发电在能源生产和消费革命的浪潮中,凭借其天然自带储能系统的优势,为推动能源革命、促进能源安全、调整能源结构、改善生态环境做出巨大贡献。

热点排行榜

推荐图文