储能和汽轮机技术是光热发电重点创新方向
:位于青海省海西州德令哈市的浙江中控太阳能塔式电站,总装机50兆瓦,一期10兆瓦,它是中国第一座开工建设、第一座并网发电、第一座获批上网电价、全球第六座并网发电的塔式太阳能热发电站,它也是全球海拔最高、极低温最低、年平均气温最低的太阳能热发电站。
2014年8月,中控德令哈电站获批1.2元/千瓦时的上网电价,这是国家发展改革委批准的我国首个光热发电上网电价,作为该电站的投资者、技术提供者、建设者及运营者,浙江中控太阳能技术有限公司被誉为中国光热界第一个吃螃蟹的,受到国家相关部门及业界的广泛关注。日前,该公司董事长金建祥接受了记者的采访。
金建祥:我国光热行业正处于蓄势待发的阶段,具体表现为三大特征:一是技术上相对成熟。目前部分单位已打通聚光、储能及发电全流程,并得到一段时间的现场验证;二是我国光热设备制造产业已经起步且基本完整,但离形成一定的产业规模尚有距离,低成本优势还无法体现;三是应用端不乏亮点却未全面开花。由于国家示范项目名单及电价仍未出台,各项目多处于观望而非积极地推进开工状态。
我相信,未来在合理上网电价的牵引下,我国光热示范项目必将推动产业快速起步,为国内光热技术装备的成熟应用、产业的培育和发展、项目工程经验的积累起到至关重要的作用,最终为光热产业的成本下降和规模化推广应用奠定良好的基础。
金建祥:光热发电的核心竞争力在于其高可靠性、低成本、高效率、长寿命的大规模储能能力,因此储能技术的提升仍是其重要的创新方向。储能光热与光伏、风电等互补的混合发电技术的研究很值得关注,这种混合发电能使整体系统出力更稳定,能成为基荷电源和调峰电源,减少对电网的冲击,解决弃风、弃光问题,实现清洁能源多发满发。这其中难点在于对不同光照条件和气象条件下风电、光伏电站出力的预测及整体协调控制技术。
储能方面的创新还包括蓄热介质材料技术,我们大家都知道熔盐是一种目前普遍认可的蓄热材料,熔盐沸点的提高对于提升光热发电效率意义重大,而熔点的下降对于减少伴热能耗、提高系统可靠性也有较大意义。另外,储能材料单位体积内的包含的能量的提升也能减少本身材料用量和储罐的钢材用量。
金建祥:它也是光热发电的创新重点。汽轮机的效率对光热发电经济性影响巨大,决定了热电转换效率,与发电量成正比,汽轮机效率提升10%,成本电价下降9%,差不多1∶1。汽轮机从28%提升到38%,就带来差不多30%的发电量的提升,而汽轮机成本在电站造价中占比不到5%,显然尽量提升汽轮机的效率,能提高光热电站的投资回报率。而光热电站对汽轮机也有较高的技术方面的要求,包括多工况、宽负荷条件下均能保持比较高的效率,适应快速、大幅度负荷变化以及适应频繁启停等,这都是未来汽轮机技术的创新方向。
此外,采用高参数介质的高效率光热发电技术、核心装备宽温变化的高适应性和可靠性技术、厂用电率优化、高自动化运营维护技术等都有很大发展空间。
金建祥:项目前期有大量工作可以开展,如初步设计、前期工程准备、人员准备、融资、招标准备等。由于电价应该很快会公布,因此具体时间点不是很重要,在出台前业界还有大量工作没有开展起来。我认为,如果愿意接受较低电价且有把握进入示范项目的企业,可完全即刻开工建设,因为建成之日上网电价肯定早已出台。
金建祥:对,光热电站有三大系统:太阳岛属于复杂的自动化系统,热力岛中熔盐吸热、蓄热和换热是典型的化工系统,发电岛是传统的电力系统。这三大系统对应不同的专业领域,而且三者间的紧密耦合和整体协调运营也是相当复杂的,其复杂程度远高于光伏系统。现阶段没有一家设计院和工程公司有能力胜任全流程的设计、工程和集成。
记者:现在不少人在猜测电价到底是多少。你们是第一个建成电站并拿到电价的,影响光热发电上网电价水平的重要的因素是什么?
金建祥:答案就是项目的投资建设成本、光资源和融资成本。我国光热发电处于发展的早期阶段,产业规模太小,大量专用装备需要定制开发,项目建设成本很高。光热发电系统中占到总投资70%以上的太阳岛、热力岛等核心装备存在比较大的成本下降空间,这些成本将随着产业规模的扩大而一下子就下降,以此来降低整个光热发电项目的投资所需成本,并降低其上网电价水平。
金建祥:我们测算认为,在首批1吉瓦示范项目建成后,后续建设的光热发电上网电价可下降到1.1元/千瓦时。在完成国家“十三五”规划的10吉瓦装机后,后续建设的上网电价可下降到1.0元/千瓦时以内。而年装机量若能达到目前光伏年装机15吉瓦的规模,就可以实现不高于0.8元/千瓦时的上网电价。此外,通过技术进步、扩大单位装机规模、优化储热时长、提升光热发电系统的转换效率,也将逐步降低上网电价水平。因此,通过15年左右,光热发电上网电价水平有望降到0.6元/千瓦时以下。若再辅以税收优惠、低成本融资、碳排放交易等手段,光热发电实现平价上网完全可期。(来源:中国电力报)
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