我國在發展成為
風電大國的同時,也成為
光伏產業大國,光伏發電商業化條件已經成熟,而光伏標杆電價的確立,意味著我國光伏發電將會在未來幾年呈現爆發式增長局面。那麼,光伏發電之後,下一個成為
新能源發電主力的會是什麼技術?中國科學院電工研究所研究員王志峰認為,
太陽能熱發電在我國正處在商業化前夕,預計到2020年,其成本可比肩常規能源。
處在商業化前夕
太陽能熱發電,也叫聚焦型太陽能熱發電,其工作原理是通過大量反射鏡以聚焦的方式將太陽能直射光聚集起來,加熱工質,產生高溫高壓的蒸汽,再通過蒸汽驅動汽輪機發電。
目前,太陽能熱發電技術同其他太陽能技術一樣,在不斷完善和發展,但其商業化程度還未達到
熱水器和光伏發電的水平。其技術路線主要有四種,分別為技術相對成熟、目前應用最廣泛的拋物面槽式;效率提升與成本下降潛力最大的集熱塔式;適合以低造價構建小型系統的線性非涅爾式;效率最高、便於模塊化部署的拋物面碟式。全球在運太陽能熱發電站以槽式太陽能熱發電技術為主,其主要原因是,始建於上世紀80年代的美國SEGS槽式太陽能熱電站成功運行至今,關鍵
裝備和集成技術較為成熟,技術風險較低。由於塔式太陽能熱發電系統具有更高的聚光比,其運行溫度和效率更高,以及西班牙PS20等商業化塔式太陽能熱發電站的成功運行,導致在建太陽能熱發電站中的塔式和槽式技術應用比例開始拉近。
槽式系統是利用拋物柱面槽式反射鏡將陽光聚焦到管狀的接收器上,並將管內的傳熱工質加熱產生蒸汽,推動常規汽輪機發電;塔式系統是利用眾多的定日鏡,將太陽熱輻射反射到置於高塔頂部的高溫集熱器上,加熱工質產生過熱蒸汽,或直接加熱集熱器中的水產生過熱蒸汽,驅動汽輪機
發電機組發電。
王志峰說,相比國外,我國的太陽能熱發電技術商業化起步晚,但近年來勢頭很猛。2011年4月,我國第一個太陽能熱發電商業化項目———鄂爾多斯50兆瓦槽式太陽能熱發電站,完成特許權示範招標。
經招標,中國大唐集團新能源股份有限公司中標。該項目採用槽式太陽能熱發電技術,計劃總
投資10億元,年發電1.2億千瓦時,建設期30個月,特許經營期為25年,為帶儲能的純太陽能發電運行模式。
王志峰認為,該項目建成後,可為國內光熱發電的技術、成本和政策提供十分有益的借鑑。
成本可比肩新能源
剛剛出台的《國家能源科技十二五規劃》提出,推進規模化太陽能熱發電技術向可承擔基礎負荷方向發展,2015年實現規模化電站年發電效率不低於15%、發電成本降至1.5元/千瓦時、每天可連續發電12小時、發電期間負荷變化率小於5% 的
經濟與技術指標。
目前國外太陽能熱發電上網電價成本價格為0.2歐元/千瓦時。據國際能源機構(IEA)預測,到2020年有望降低到0.05歐元/千瓦時,折合人民幣在0.5元/千瓦時左右,與常規能源相當。但因為常規能源的成本呈上升趨勢,而新能源的成本呈下降趨勢,其成本與常規能源比肩可能只需要幾年的時間,如同光伏發電成本快速下降一樣。
2008年8月,國家發展改革委核定內蒙古鄂爾多斯伊泰集團205千瓦太陽能聚光光伏電站和上海崇明前衛村太陽能光伏電站上網電價為每千瓦時4元,2009年,我國首個光伏發電示範項目敦煌電站招標,中廣核能源公司牽頭的聯合體最終只以1.09元/千瓦時的上網電價在這一項目招標中勝出。
光伏發電的標杆電價已經出爐:2011年7月1日以前核准建設,當年年底前建成投產,但尚未核定價格的太陽能光伏發電項目,上網電價統一核定為1.15元/千瓦時。2011年7月1日及以後核准的太陽能光伏發電項目,以及2011年7月1日之前核准但截至2011年年底前仍未建成投產的太陽能光伏發電項目,除西藏仍執行1.15元/千瓦時的上網電價外,其餘各地上網電價均按1元/千瓦時執行。
和光伏發電一樣,我國首個太陽能熱發電特許權項目———鄂爾多斯50兆瓦槽式太陽能熱發電電站也採取了特許權招標形式,其中標價為0.9399元/千瓦時,已經比光伏發電的第一個特許權項目中標 的上網電價低,若太陽能熱發電也像光伏發電技術成熟得一樣快,其發電成本降低到與常規能源媲美可能只需要短短几年。
沒有間歇性缺點
王志峰介紹,就經濟性及技術成熟度而言,太陽能熱發電目前不如光伏發電,但光熱發電的前景並不暗淡,原因是光熱發電不僅可以解決光伏發電的間歇性缺點,提供基礎
電力支撐,還有巨大的成本降低潛力。
除了發電成本低外,在太陽能熱發電技術中的蓄能環節,光熱發電設備可以將獲得的熱能通過介質儲存在巨大的容器中,以保證在太陽落山後仍然能夠帶動汽輪機發電,電壓穩定。而在儲電成本的約束下,光伏發電卻難以擺脫看天吃飯的尷尬。
我國已將太陽能熱發電作為重點發展的戰略性新興產業之一,《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》提出,新能源產業重點發展新一代核能、太陽能熱利用和光伏光熱發電、風電技術裝備、智能電網、
生物質能。而相關的規劃也明確指出,十二五期間,將在甘肅、寧夏、新疆、內蒙古選擇條件適合的地點建設太陽能熱發電示範電站。
王志峰認為,光伏發電的成本已經降得很低,這對光熱發電形成了一定的成本壓力,國家近期應該對光熱發電給予適當的政策支持,使這一可承擔電力基礎負荷的發電技術茁壯成長起來。