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内蒙古乌拉特光热电站:光热发电助力"双碳"之路

来源:《中国电力报》 时间:2021-08-04 14:37

光热发电助力“双碳”之路

——以内蒙古乌拉特光热电站为例探索新能源发电成熟路径

国电力新闻网 见习记者 李稙

图为内蒙古乌拉特光热电站储热系统的冷热储罐。 李稙 摄

图为内蒙古乌拉特光热电站全景。 李稙 摄

  7月19日,内蒙古乌拉特中旗槽式100兆瓦太阳能热发电项目单日发电量达到206.4万千瓦时,创历史新高。

  乌拉特中旗导热油槽式100兆瓦光热发电站位于内蒙古自治区巴彦淖尔市东北部,是目前国内最大的光热电站。据悉,乌拉特中旗项目年发电量约为3.92亿千瓦时,每年可节省标准煤12万吨、减排二氧化碳30万吨。

  构建以新能源为主体的新型电力系统,是我国实现碳达峰、碳中和的重要抓手。作为一种清洁电力以及有效解决新能源发电波动性问题的成熟路径,光热发电将在推进实现“双碳”目标中扮演重要角色。

  新型电力系统发展重构的支撑者

  位于内蒙古巴彦淖尔东北部的乌拉特中旗导热油槽式100兆瓦太阳能热发电项目一排排整齐的反射镜在明艳的骄阳下显得蔚为壮观。

  “每天18时到22时左右乌拉特中旗会出现晚高峰结构性缺电,而乌拉特中旗导热油槽式100兆瓦太阳能热发电项目的投运为缓解地区结构性缺电发挥了很大作用。”常州龙腾光热科技股份有限公司经理俞科表示,光热发电机组配置储热系统,可实现24小时连续稳定发电,可替代燃煤电站作为基础负荷,提高风电、光伏等间歇性可再生能源消纳比例,并可作为离网系统的基础负荷电源;同时,机组启动时间、负荷调节范围等性能优于燃煤机组,可深度参与电网调峰,保证电网及电源的高效利用;此外,光热发电还可根据电网用电负荷的需要,参与电力系统的一次调频和二次调频,确保电网频率稳定。

  浙江中控太阳能技术有限公司董事长金建祥表示,光热发电由于自带大规模、低成本、安全环保的储能系统,能够实现自身的平稳发电,可替代火电成为电力系统的基荷电源。

  以新能源为主体的新型电力系统,其自身发展与重构需要围绕两大方面来解决一些关键问题,一方面是以高比例可再生能源确保电力电量供应;另一方面是电力系统安全,需要重点保障频率安全、电压安全。对此,国家电网西北分部规划部副主任孙骁强表示:“光热电站固有的特点,使其同时具备解决这两大方面问题的能力,在支撑新型电力系统安全稳定运行及确保供电方面大有可为。”

  西部经济社会综合发展的助推者

  国网能源研究院副院长蒋莉萍日前表示,对于电力系统而言,太阳能热发电是一个非常好的技术,具有常规电源的可调度性,同时又是清洁能源,是构建以新能源为主的新型电力系统的一个重要支撑性技术,西部地区一定要珍惜当地太阳能热发电的资源。

  在金建祥看来,具备建设光热发电项目资源条件的地区均在我国的西部,光热发电项目的投资强度高,建设光热发电项目可以通过大量投资带动当地经济的高质量发展,促进西部大开发战略的实施。同时,光热电站的建设、运营不仅为当地提供大量的工作机会,提升当地就业水平,助力乡村振兴,还有利于改善、修复当地的生态环境。他表示,在项目建设期,沙丘就会变成平地,减少风沙;同时由于镜场能阻挡风沙,可大大减缓地表风速,从而减少地表风沙的流动,保护土壤免受侵蚀,一定程度上起到了防风固沙的作用;此外因为阳光被定日镜反射,致使镜场内蒸发量明显减少,再加上定日镜用少量水清洗后,水渗入土壤,增加了土壤湿度,为植物生长提供了必要的水分,有利于植被恢复。

  对此,俞科表示认同。以内蒙古乌拉特中旗导热油槽式100兆瓦太阳能热发电项目为例,3年建设期可带动1000余人就业,运营期可带动200人就业,可明显拉动西北地区经济发展。在生态环境方面,俞科强调,光热电站大多建在荒漠化土地上,具有逐时精确跟踪太阳的特性,项目建有防风墙,能够降低项目场址的蒸发量、减小风沙移动速度,有利于当地生态环境改善。

  此外,光热发电产业能设计制造电站所用技术设备与传统造船行业、火电行业具有同源性,能够有效转移钢材、水泥、玻璃等过剩产能,有助于在我国能源转型过程中帮助传统产业链企业获得新生。通过内蒙古乌拉特100兆瓦项目的示范,龙腾光热实现了集热设备的完全国产化和进口替代,掌握了关键核心技术,参与到国际标准的制定。作为该项目设计、工程管理、调试、运维方的国船舶集团新能源有限公司通过科研创新,开展了大量的首台套研制、系统集成创新和结构优化等工作,已形成光热领域的科研、设计、质量、工艺、供应链以及试验验证体系。该项目创造了光热项目单日系统注油570吨的世界纪录,单日注油38个集热回路的世界纪录,集热场一次流量平衡调节精度的世界纪录,太阳能化盐实现220吨/小时的世界纪录(传统天然气化盐约40吨/小时),拦截率、光热转换效率等核心指标达到国际领先水平。

  产业发展存亡困境下的求生者

  目前,我国光热发电产业仍处于初期发展阶段,发电装机规模仍然较小,缺乏政策补贴,其价值无法在现有电力市场机制下得到合理体现,面临着诸多方面的问题和挑战。

  电力规划设计总院高级顾问孙锐认为,目前制约我国光热发电可持续发展的主要因素在于相关政策缺乏连续性。在第一批示范项目的上网电价文件中,仅仅明确2018年底前并网发电项目的上网电价,使得投资方担心如果不能在2018年底前并网发电,上网电价存在不确定性,投资回报难以保障,导致部分投资方放弃项目建设。

  “再比如,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》,明确新增光热项目不再纳入中央财政补贴范围,该文件在光热发电领域产生了极大震动,光热发电的良好发展势头立即跌入谷底。”孙锐表示,在我国光热发电产业发展的初期阶段,上网电价形成机制尚未完成市场化改革之前,取消电价补贴,意味着抑制了市场需求,生产企业没有订单,投资建设的生产线闲置,企业资金链断裂,技术骨干也将流失,使近10年时间发展起来的产业链面临“生死存亡”的境地。

  面对光热发电发展瓶颈,俞科认为,应发挥光热发电的调峰特性,引导“光热+光伏/风电”的可再生能源基地建设模式,深入推进源网荷储和多能互补项目建设;完善跨区峰谷分时电价政策,并将销售电价模式向电源侧传导,体现光热发电的基础负荷和调峰价值,推动我国光热产业可持续发展。

  后续国家光热政策支持将非常关键。光热发电产业加速规模化降本、加快科研创新和技术迭代、建立光热发电领域领先全球的产业和技术优势,是产业未来的发展愿景。

责任编辑:赵雅君  投稿邮箱:网上投稿