分享光熱發(fā)電作為兩種太陽能發(fā)電技術之一,受制于投資成本高,缺乏有效政策接續(xù)等問題,過去在新能源占比中明顯低于風電、光伏項目。但是,最近,光熱發(fā)電憑借兼具調峰電源和儲能的雙重功能的優(yōu)勢,在政策加持下,正迎來新的發(fā)展機遇。
光熱儲能,越來越成為一項極具發(fā)展前景的調峰型儲能。
青海中控德令哈10MW熔鹽塔式光熱電站,于2013年7月并網發(fā)電,是中國首座并網發(fā)電的光熱電站,也是全球第三座在運行的規(guī)模化儲能光熱電站。經多年穩(wěn)定運行,該電站2018年實際發(fā)電量已達設計值的96.75%,為全球同類項目中發(fā)電量達成率最高。
前不久,趕碳號全文轉發(fā)了《關于促進新時代新能源高質量發(fā)展的實施方案》,長達四萬余字?! 秾嵤┓桨浮诽岢?,鼓勵西部等光照條件好的地區(qū)使用太陽能熱發(fā)電作為調峰電源。光熱發(fā)電最小技術出力可達到額定功率的15%—20%,出力響應速度堪比燃氣發(fā)電,具備頻繁啟停的能力。
此外,光熱發(fā)電還可提供轉動慣量,且具備成本低、安全性高的長時儲熱系統。借助于光熱發(fā)電以上諸多優(yōu)異的調節(jié)能力,光熱發(fā)電與風電、光伏等新能源融合發(fā)展可成為新能源開發(fā)利用的重要模式。
在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)的大型新能源基地,光熱發(fā)電可作為調峰電源與風電、光伏打捆,探索通過規(guī)?;膬岚l(fā)電代替火電和電儲能,實現支撐高比例新能源的外送。
多能互補項目中光熱儲能調峰效果;來源:《基于太陽能熱發(fā)電的內蒙古電網多能互補配比研究》(閆曉寧等,2019)
乘儲能東風,光熱正當時
過去,我國光熱發(fā)電始終處于慢速發(fā)展狀態(tài),主因在于其單獨發(fā)電的度電成本高、占地面積大。
當前雙碳大背景下,風電、光伏發(fā)電大規(guī)模高速度發(fā)展,而光熱發(fā)電因其具備獨特的基荷電源+調峰調頻功能,將在多能互補以及綜合能源基地項目中迎來新的發(fā)展機遇。
光熱發(fā)電百兆瓦投資約 25-30 億元,度電成本約 0.9-1.0 元/千瓦時,是目前風光發(fā)電項目的 3-5 倍。
在前期電價補貼退坡后,新建項目 IRR 經濟性較差,但光熱發(fā)電的優(yōu)勢主要在于可持續(xù)進行電力輸出,且光熱發(fā)電可儲可調,能與風電光伏形成優(yōu)勢互補。
在目前各地政府積極鼓勵大容量、長時段的儲能配套的政策壞境下,光熱儲能有望迎來快速增長期。
截至2022 年底,我國光熱發(fā)電累計裝機 588MW,在建項目 3.4GW,預計 23/24 年底前投運 1.3/2.0GW。
當前,青海、甘肅、吉林、新疆、西藏在建新能源項目中光熱加權配置比約為 13%,按 25 年西北、華北、東北地區(qū)共 8 個省份光伏發(fā)電項目光熱配建比 15%的中性假設,天風證券預計,2025 年光熱項目新增裝機有望達到 6.0GW。據西部證券等機構測算,到2030年,國內新增裝機總規(guī)模將達到可達13GW。
一方面,新疆、青海陸續(xù)發(fā)布第二批新能源項目清單,其中光熱項目規(guī)模分別達到1350MW、400MW,占比均達到 20%以上。同時,新疆發(fā)改委提出鼓勵光伏與儲熱型光熱發(fā)電以 9∶1 規(guī)模配建。
另一方面,截至 2022 年10月15 日,我國正處于前期準備/可研/備案階段的光熱項目合計裝機規(guī)模達到2300MW,招投標項目規(guī)模 1005MW,在建項目規(guī)模 2695MW,在建規(guī)模為已投運規(guī)模的4.6 倍。
綜合以上,受到光照資源、地理條件等因素的限制,我國適合發(fā)展光熱的地區(qū)主要為內蒙古、新疆、青海、甘肅四省。以這四省到2030 年的新增新能源裝機規(guī)模與光熱 9:1 的配比測算,則2030 年國內新增光熱裝機總規(guī)模可達 13GW。
光熱EPC ,已揚帆出海
與此同時,海外市場空間廣闊,國內企業(yè)出海經驗豐富。
2021年全球光熱發(fā)電總裝機規(guī)模約 6692MW,其中西班牙2364MW,美國 1921MW,中國 589MW,摩洛哥 533MW,南非 501MW。海外光熱行業(yè)發(fā)展依賴于政府補貼。
中國公司光熱技術已經較為成熟,有豐富的出海經驗,據不完全統計, 2018 年至今中國公司作為 EPC 方參與的國際光熱項目規(guī)模合計達到 1200MW,占比達到 1/6。
“光伏+光熱”的經濟性優(yōu)于“光伏+鋰電池”。
目前,我國新增光熱項目均為風光熱一體項目,光熱在其中起到儲能、調峰作用,通過減少鏡場投資,大大降低了投資成本。
在現行項目配置下,西部證券對比了“光伏+光熱”和“光伏+鋰電池”兩種項目的經濟性,兩者項目整體的度電成本分別為 0.2861/0.2967 元 /度,光熱的儲能經濟性更高,有利于“十四五”期間裝機加速發(fā)展。
光熱發(fā)電儲能 ,有四條技術路線
按照集熱方式與結構的不同,可將光熱發(fā)電系統分為塔式、槽式、碟式和菲涅爾式四類,其中塔式技術在國內應用最為廣泛。
據國家太陽能光熱產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟《中國大陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書 2022》,截止 2022 年底,在我國已建成的太陽能熱發(fā)電系統中,塔式技術路線約占 63.1%,槽式發(fā)電約占 25.5%,線性菲涅爾技術約占 11.4%。
塔式技術利用大規(guī)模自動跟蹤太陽的定日鏡場陣列,將太陽熱輻射能精準反射到置于高塔頂部的集熱器,投射到集熱器的陽光被吸收轉變成熱能并加熱中間介質。
在各種形式的光熱發(fā)電技術中,塔式熔鹽儲能光熱發(fā)電因其較高的系統效率,成為目前我國最主流的光熱發(fā)電技術路線,但其發(fā)電成本較高。天風證券認為,隨著未來技術的發(fā)展,成本有較大的下降空間。
槽式技術較為成熟,在全球市場中應用占比最高,但其效率低于塔式,且專利多為歐美壟斷;
碟式技術通過斯特林循環(huán)實現發(fā)電,也具備較高的系統效率,但其適宜規(guī)模較小且無法儲熱,故未得到推廣使用;
菲涅爾式技術原理類似于槽式,傳熱介質主要為水/蒸汽,發(fā)電效率較低。
光熱產業(yè)鏈涉及企業(yè)較廣,集熱系統領域最多。
據太陽能光熱產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟不完全統計,截止 2022 年底,我國從事太陽能熱發(fā)電相關產業(yè)鏈產品和服務的企事業(yè)單位數量多達 600 家。其中,太陽能熱發(fā)電行業(yè)特有的集熱、熱傳輸、儲熱系統相關從業(yè)企業(yè)數量約占全行業(yè)相關企業(yè)總數的 55%,集熱系統領域的聚光從業(yè)企業(yè)數量最多,約 170 家,其中多以非上市企業(yè)為主。
(趕碳號綜合西部證券、天風證券等)
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