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太阳能
新兴蓝海市场!一文说透光热发电产业链全景
来源:热泵系列    发布时间:2024-04-26 20:23:59
产品描述: 在我国正加速构建“以新能源为主体的新型电力系统”的当下,“风光热储”、“光热储能+”等一体化项目正成为未来重要的发展趋势。 能够承担“基荷电源+调节电源+同步电源”多重角色的光热发电,对于弥补太阳能发电的间歇性很有重要的意义。 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,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,进而达到发电的目的。 ...
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详细介绍

  在我国正加速构建“以新能源为主体的新型电力系统”的当下,“风光热储”、“光热储能+”等一体化项目正成为未来重要的发展趋势。

  能够承担“基荷电源+调节电源+同步电源”多重角色的光热发电,对于弥补太阳能发电的间歇性很有重要的意义。

  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,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,进而达到发电的目的。

  首先,光热发电有自己的大容量低成本储能系统,能轻松实现24小时连续稳定发电需求,提高电力系统的稳定性。

  其次,光热发电的蓄热系统不但可以通过光能收集系统进行充电和蓄热,还能够最终靠电加热系统将电网上的峰值功率转化为热能进行储存和发电,并通过与电网的双向连接灵活调节功率,有利于电力系统的功率平衡

  第三,储能系统可以灵活高效地调节发电峰值,有效弥补光伏、风电、水电等都会存在的间歇性和波动性问题,有利于提高全区域、全时段用电的稳定性,更好地满足经济生产和居民生活用电需求。

  利用太阳能光热发电技术,避免了硅晶体昂贵的光电转换过程,可以大幅度降低太阳能发电的成本。而且这种太阳能利用形式具有其他太阳能转换形式不能够比拟的优势,即太阳能加热的水可以储存在一个巨大的容器中,在太阳落山后几个小时仍能驱动汽轮机发电。

  光热发电全生命周期每千瓦时碳排放强度低于目前几乎所有主流发电形式,是完全清洁低碳的绿色能源。塔式光伏电站全生命周期碳排放仅为15.3gCO2/kWh,约为火电的1/50,光伏发电的1/6。

  建设光伏电站是治理荒漠化的新途径。光伏电站建设过程中,平整了沙丘,大面积的镜场有效阻挡了风沙;同时,由于太阳光被定日镜反射,减少了田间水分的蒸发,定日镜的清洗水被重复利用,可以大幅度提高土壤湿度,为植物生长提供必要的水分,有利于植被恢复。

  光热发电自有大规模、低成本、高安全性的储能系统,不但可以实现24小时连续、稳定、可靠发电,为电力系统提供供电保障,还可当作优质储能调峰电源,为电力系统消纳风电和光伏创造更多空间。

  按照IEA预测,中国光热发电市场到2030年将达到29GW装机,到2040年翻至88GW装机,到2050年将达到118GW装机,成为全世界继美国、中东、印度、非洲之后的第四大市场,光热发电庞大市场刚刚拉开帷幕。

  按照聚能方式及其结构可以进行分类,主要有塔式、槽式、碟式、菲湿尔式太阳能光热发电四大类技术,塔式和槽式光热发电技术商用更广泛。

  在全球主要国家和地区已建成的光热发电系统中,槽式占比最高,达76%,塔式、菲涅尔式的分别占比为20%、4%。

  在我国已建成的光热发电系统中,塔式占比最高,塔式/槽式/菲涅尔式的占比分别为60%/28%/12%。

  具体来对比塔式和槽式,槽式技术较为成熟,在国际上已经有丰富的应用经验,但系统效率低于塔式,并且成本下降空间有限。

  塔式技术效率高,虽然目前塔式电站的投入成本较为高昂,但随着未来技术发展有望下降,未来具备比较好的发展前景。

  由于光热发电良好的兼容性,多种设计混用的情况并不罕见,全世界内将塔式与槽式混用的光热电站就有10座。我国境内也有青海省海西州700MW风光热储多能互补项目,混合了风光热三种可再次生产的能源。

  据CSPPLAZA统计,2021年全球光热发电建成装机容量新增110MW,总装机增至约6692MW,同比增长1.67%。

  目前,虽然中国光热发电产业链条完整,相较其它可再生能源,我国光热发电行业起步晚、项目经验不足,光热发电项目的规划与建设并未完全放开。

  从产业链角度来看,包括前期准备、基础材料、光热装备制造、电站EPC、电站运营与电力输配六大环节。

  作为一个处于发展初期的新兴起的产业,光热发电产业链的核心环节在于装备制造和电站EPC。

  从初始投资所需成本看,光热发电站的单位千瓦投资所需成本在2.5万-3.5万元,是传统煤电站的3-4倍、陆上风电的3-4倍、光伏电站的4-5倍,关键的太阳岛和储热岛固定投资分别占50%-60%、15%-20%,并且储热时间越长,投资所需成本越高。

  从度电成本看,据业内估算,塔式光热电站的度电成本在1元/千瓦时左右,相当于煤电的3-4倍、陆上风电的2.3倍、光伏发电的1.4-2倍。

  降本提效是光热发电的必经之路:根据塔式太阳能光热发电站成本构成,影响成本电价的三个主要动因:产能规模化效应,运营维护成本和技术工艺进步及管理优化。预计在未来,光热发电站成本电价可与燃煤火电站的电价相当,具有广阔的应用前景和成长空间。

  据太阳能光热产业技术创新战略联盟不完全统计,2021年,我国从事太阳能热发电相关产业链产品和服务的企业和事业单位数量近550家;其中,太阳能热发电行业特有的聚光、吸热、传储热系统相关从业公司数约320家,约占目前太阳能热发电行业相关企业总数的60%,其中聚光领域从业公司数最多,约170家。

  国内光热装备企业技术水平能够完全满足电站建设所需的大部分主体设备,但是在部分核心材料、和装备配套方面的能力不足。

  除此之外光热发电项目的系统集成难度较大,对企业的技术水平和项目经验要求高,而国内多数企业缺少大型光热项目中的系统集成经验,造成行业发展红利向集成商的集中。

  2022年3月22日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《“十四五”现代能源体系规划》表明,“十四五”将推动光热发电与风电光伏融合发展、联合运行,因地制宜发展储热型太阳能热发电。

  2022年3月29日,国家能源局官网发布了关于印发《2022年能源工作指导意见》的通知,通知指出将积极发展能源新产业新模式,积极探索作为支撑、调节性电源的光热发电示范。

  2022年4月2日,国家能源局、科学技术部对外印发《“十四五”能源领域科学技术创新规划》,指出将应用推广开发光热发电与其他新能源多能互补集成系统,发掘光热发电调峰特性,推动光热发电在调峰、综合能源等多场景应用。

  2022年10月9日,由中国国家能源局组织编制的《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》正式对外公布。《计划》提到,其重点任务之一是大力推进非化石能源标准化,包括建立完善的光热发电标准体系。

  未来,随着风光发电规模迅速增加,储能的重要性日益提升,光热发电凭借其自带储能的优势迎来新一波发展热潮,将在有效解决新能源发电波动性问题上扮演重要的角色。


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