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CSPPLAZA光熱發電網報道：“通過不斷提升效率(lv)和(he)標準化大(da)規(gui)模復制建(jian)設(she)，光(guang)(guang)(guang)熱電(dian)站度電(dian)成本下降(jiang)空間(jian)大(da)，預(yu)計幾年后達到目前光(guang)(guang)(guang)伏和(he)天然氣(qi)平均電(dian)價水平。”10月12日，2018第三(san)屆?德令哈光(guang)(guang)(guang)熱大(da)會上，浙江中(zhong)控太陽能技(ji)術(shu)有(you)限公司董事長金(jin)建(jian)祥作(zuo)題(ti)為(wei)《有(you)關光(guang)(guang)(guang)熱發電(dian)若干問題(ti)的思考》主題(ti)演講時如(ru)是表示。

演講中，金建祥(xiang)介紹了中控(kong)德令哈(ha)10MW光(guang)熱(re)(re)電站運行情況及中控(kong)德令哈(ha)50MW光(guang)熱(re)(re)發(fa)電示范項目建設進展情況，提出光(guang)熱(re)(re)電站由于儲(chu)能特性帶來(lai)一(yi)些“新概(gai)念”，指出光(guang)熱(re)(re)電站環境(jing)因素需重(zhong)點關(guan)注DNI、風速(su)和多云頻率，并對光(guang)熱(re)(re)發(fa)電成本下(xia)降四個階段及實現條件進行解析。

圖(tu)：金建(jian)祥作主(zhu)題演(yan)講

以下為(wei)金建祥演(yan)講的主要內容：

一、光熱發電帶來的“新概念”

1、光熱區別于傳統火電或新能源的“新概念”

通(tong)過(guo)火電(dian)/光伏/風(feng)電(dian)與儲能(neng)光熱(re)對(dui)比(bi)可以(yi)看(kan)出(chu)：

（1）光(guang)熱電(dian)站(zhan)的發電(dian)量、投資除(chu)了與裝機容(rong)量有關，也與儲能時長(chang)正相關；

（2）設計上，儲能時長增加以及裝機(ji)容量(liang)增加，都須相應增加鏡場(chang)規模(mo)；

（3）鏡(jing)場聚(ju)光面積更能(neng)反應光熱電(dian)站(zhan)的規模、難度，對度電(dian)成本影響最直接。

因此鏡(jing)場規模(mo)更(geng)能(neng)準確反映光(guang)熱項目(mu)難度、經濟(ji)性和規模(mo)，而不是傳統意(yi)義上的汽輪(lun)機(ji)容量。

2、影響光熱電站性能的主要自然環境因素

一(yi)般認(ren)為影響光熱(re)電(dian)站性能的主(zhu)要自然環境(jing)因(yin)素主(zhu)要有光資(zi)源(yuan)（DNI）、風速(su)、多(duo)云頻率（同(tong)樣年DNI值條件）和環境(jing)溫度。那么這些(xie)因(yin)素是如何影響光熱(re)電(dian)站的呢(ni)(ni)？到(dao)底影響量有多(duo)大呢(ni)(ni)？金建祥(xiang)以問題的方式作了全(quan)面分析：

問題一、DNI下降100kWh/㎡a，度電成本將增加4.5%嗎？

答：（1）對于(yu)已建成電(dian)(dian)站(zhan)，在DNI為2000左(zuo)右時，DNI比(bi)原設計值(zhi)低100（低5%），度電(dian)(dian)成本將增加(jia)4.5%；

（2）實際(ji)上(shang)經過設(she)計(ji)優化后，DNI低5%的地(di)區，在原方案基礎上(shang)增加5%鏡場面積即可，總成本僅增加2.5%，度電成本僅增加約(yue)2.25%，而(er)不是4.5%；

（3）定日鏡鏡面反(fan)射(she)率的(de)高低(di)對經濟性的(de)影響也(ye)是類似結論。

問題二、風速對塔式光熱電站效率與成本影響如何？

答：（1）大風(feng)增(zeng)加(jia)吸熱(re)(re)(re)器對(dui)流散(san)熱(re)(re)(re)，降低吸熱(re)(re)(re)器效(xiao)率；風(feng)速每增(zeng)加(jia)3米，效(xiao)率下降約2.1%。

（2）大風(feng)增加定日鏡搖晃，跟(gen)蹤精度降(jiang)低，導致截斷(duan)(duan)效(xiao)率下(xia)(xia)降(jiang)；風(feng)速6m/s以下(xia)(xia)影響(xiang)不大，12m/s時截斷(duan)(duan)效(xiao)率下(xia)(xia)降(jiang)4.5%，15m/s時截斷(duan)(duan)效(xiao)率下(xia)(xia)降(jiang)13.3%。

（3）其他影響：

超出工作風速，大風導致定日鏡進入保護狀態，增加棄光率；

或者，為了降(jiang)低(di)大風導(dao)致(zhi)的棄風率，需(xu)增加定日鏡用鋼量(liang)和驅動的扭(niu)矩(ju)和剛(gang)性，導(dao)致(zhi)增加成本；

所以(yi)，風速(su)過大(da)對效(xiao)率和成本影響(xiang)較大(da)，不容忽視。

問題三、多云頻率對塔式熔鹽電站效率和吸熱器壽命的影響？

答：

（1）多(duo)云頻繁，吸(xi)熱(re)器(qi)啟停(ting)頻繁，吸(xi)熱(re)器(qi)預熱(re)棄(qi)光和間隙(xi)棄(qi)光增多(duo)；如(ru)下圖，多(duo)云天棄(qi)光率(lv)高達28%，而大(da)晴天棄(qi)光率(lv)僅為3%；

（2）多云(yun)天氣(qi)發電量估算準確(que)性(xing)下降；

（3）多(duo)云天(tian)氣(qi)工況(kuang)復(fu)雜，運行(xing)策略難以標準化，操作失誤增(zeng)多(duo)；

（4）多(duo)云導致(zhi)DNI變(bian)(bian)化(hua)快(kuai)，導致(zhi)吸熱(re)器(qi)(qi)受光面溫度劇烈變(bian)(bian)化(hua)，對吸熱(re)器(qi)(qi)壽命有影響，易增(zeng)加(jia)設備故障(zhang)率。

所以，多云天氣是影響壽命、棄光率(lv)(lv)和(he)發電量達成率(lv)(lv)的重要(yao)因素。

問題四、環境溫度對塔式熔鹽電站效率的影響？

答：（1）環境溫(wen)度降低20℃，吸熱(re)器效率下降0.3%；溫(wen)度升高(gao)20℃，效率升高(gao)0.06%。

（2）環境溫度(du)從13.5℃升高至26.5℃，汽輪(lun)機效率(lv)降低3%。

其他影響：

環境溫度(du)降低會(hui)增加管道散熱，但塔(ta)式(shi)電站管道很短，管道散熱對塔(ta)式(shi)電站的效(xiao)率(lv)影響很小，遠小于槽式(shi)；

環境溫度降低20℃，對于低溫鹽罐散熱量增加約7%，對于高溫鹽罐散熱量增加3.5%，而高低溫鹽罐總的日散熱量僅為總儲能量的1%，因此僅增加總散熱量0.05%，可以忽略不計。

總(zong)之，環(huan)境(jing)溫度(du)(du)降低，對(dui)(dui)吸熱(re)器(qi)、管道(dao)散(san)熱(re)、儲能鹽罐散(san)熱(re)均(jun)有(you)負面(mian)影響(xiang)，但影響(xiang)很小，相反有(you)利(li)于汽(qi)輪(lun)機效(xiao)率提升，且提升較(jiao)明顯；但環(huan)境(jing)溫度(du)(du)最高溫度(du)(du)在(zai)0℃以下時(shi)，由于不能使用水清(qing)洗鏡面(mian)，會(hui)影響(xiang)鏡面(mian)清(qing)潔(jie)度(du)(du)，對(dui)(dui)效(xiao)率有(you)一定(ding)影響(xiang)。

二、光熱發電成本下降思考

1、光(guang)伏電站的電價下降(jiang)(jiang)對于(yu)光(guang)熱(re)發電成本下降(jiang)(jiang)具(ju)有借(jie)鑒意(yi)義

據統(tong)計：2011年(nian)至今7年(nian)時間(jian)光伏(fu)電價(jia)下降0.4元-0.6元/kWh，降幅(fu)約50%；7年(nian)時間(jian)光伏(fu)累計裝(zhuang)機量(liang)擴大(da)了近40倍，很(hen)明(ming)顯裝(zhuang)機規模擴大(da)對于電價(jia)下降貢獻很(hen)大(da)。

2、光熱電站成本下降的思考

據國家能源局(ju)最新統計，2017年全(quan)國光伏(fu)平(ping)均上(shang)網電(dian)價(jia)：0.94元/kWh，同比增0.18%，這說明2017年全(quan)國新并網的光伏(fu)電(dian)價(jia)高于0.94元/kWh，這個價(jia)格很讓人意外，大家一(yi)直以為(wei)光伏(fu)上(shang)網電(dian)價(jia)很低，其實(shi)不(bu)低，這主要得益于東部地區地方政(zheng)府的額外補(bu)貼。

從公(gong)開數據中知(zhi)道，天然(ran)氣綜合上網電(dian)(dian)價約(yue)0.83元/kWh（電(dian)(dian)量(liang)電(dian)(dian)價0.67元+容量(liang)電(dian)(dian)價約(yue)0.16元），煤電(dian)(dian)調峰電(dian)(dian)價大于0.85元/kWh，個別省份高(gao)達(da)1.00元/kWh。

相比光伏，光熱(re)產業標準化和規(gui)模化空間大，但(dan)難度也大。

光伏：電子(zi)部件占比(bi)高(gao)，標準(zhun)化程度高(gao)；

光熱：機械部件占比高(gao)，大(da)量(liang)設(she)備(bei)需要(yao)定制；光熱的標準化(hua)不(bu)僅有利于(yu)降(jiang)低裝備(bei)造價(jia)，還可縮短設(she)計和(he)建設(she)工期，光熱電站中的降(jiang)價(jia)空間不(bu)大(da)的玻璃、鋼材、熔鹽(yan)和(he)水泥等(deng)材料占總投資不(bu)到(dao)18%，其余均可通過規模化(hua)實現(xian)降(jiang)價(jia)。

光熱發(fa)電成(cheng)本下降可能的(de)四個(ge)階段：

3、光熱電站成本下降四個階段的實現條件

◆第一階段(duan)，2-3年(nian)后(hou)，0.95元/kWh：每年(nian)新裝3-5GW，補貼不拖欠，不棄光。

首批示范項目技(ji)術路線和(he)裝備得(de)到驗證(zheng)，成熟可靠(kao)，故障率(lv)低。

“十三五”光熱發電余下的4GW建成，并進一步優化，完成可大批量復制的標準化解決方案。

發電量(liang)達成率達到95%。造價(jia)控(kong)制(zhi)較好(hao)，比可研設計概算(suan)低10%。

此(ci)時已經達到目前全(quan)國(guo)平均光伏上網電(dian)價(jia)水平，可以取代部分(fen)煤電(dian)調(diao)峰電(dian)源(yuan)。

◆第二(er)階段，5-6年后，0.8元/kWh：每年新裝5-10GW，補貼(tie)不(bu)拖欠，不(bu)棄(qi)光(guang)。

單一供應(ying)商年(nian)裝(zhuang)機規模達(da)1GW，標準化推動批(pi)量復制，造價下降12%。

標準化程度大幅提升，設計、建設周期明顯縮短。

技術進步，光(guang)電效率(lv)提升6%以上，發(fa)電量(liang)達成率(lv)達到98%以上。

可實(shi)現的目標是：光熱(re)發電(dian)如果(guo)作(zuo)為調(diao)(diao)峰電(dian)源(yuan)，此時已經具備平價上網條件，完全可取代天然(ran)氣調(diao)(diao)峰電(dian)源(yuan)和煤電(dian)調(diao)(diao)峰電(dian)源(yuan)。

◆第(di)三(san)階段(duan)，7-9年(nian)(nian)后，0.65元/kWh：每年(nian)(nian)新裝10GW以上，補(bu)貼不拖欠(qian)，不棄光(guang)。

現有(you)技術(shu)不斷進步，光電(dian)效率再提升6%，發電(dian)量達(da)成率達(da)到100%。

土地(di)成(cheng)本、融(rong)資成(cheng)本有所(suo)下(xia)降(jiang)和(he)稅收(shou)有一定優惠。

單(dan)一供應商(shang)年裝機(ji)量2GW以上，規模化復制，造價再下降12%。

◆第四階(jie)段(duan)，10年后，0.35-0.45元/kWh。

前沿(yan)新(xin)技術全面應用(yong)：如粒(li)子(zi)吸熱器、超臨界二氧(yang)化碳循環發電(dian)、PETE等。

技術(shu)突破帶來(lai)發(fa)電效率再提高50%-80%。

國(guo)內(nei)規模擴大，全球化產(chan)業成(cheng)熟，造價(jia)下降10%。碳排(pai)放交(jiao)易收益，增(zeng)值稅(shui)、土(tu)地、貸(dai)款利率等(deng)優惠政策全面實施。

此時，平價上網取代部分火電(dian)(dian)，成為基荷電(dian)(dian)源(yuan)和調峰電(dian)(dian)源(yuan)。

4、稅費、土地費用及金融成本對度電成本的影響

以1元/kWh的光熱(re)度電(dian)成本為例：

增值(zhi)稅減半(ban)（8%），度電成本(ben)：0.94元/kW，下(xia)降6分(fen)

土地費用構成（德令哈為例）：100MW，牧民補償款、牧民養(yang)老金、草原恢復費、耕(geng)地占用稅、土地使用稅（按年(nian)繳），一次性(xing)總計11750元/畝

若土(tu)(tu)地費(fei)用為0，度電成本：0.946元(yuan)，下降約5.4分（光伏領跑者(zhe)土(tu)(tu)地稅費(fei)為1分/kWh）

貸款利息下(xia)(xia)降(jiang)1個百分(fen)點(dian)（3.9%），度(du)電(dian)成(cheng)本0.95元(yuan)，下(xia)(xia)降(jiang)5分(fen)

以上三項合(he)計(ji)：下(xia)降15.4分。國家和地方政府政策對電(dian)價影響巨大。

三、光熱發電的未來定位思考

現階段：如果白天與光伏和風(feng)電(dian)(dian)一(yi)樣盡可能多發電(dian)(dian)，因此白天光熱只是一(yi)種電(dian)(dian)量(liang)補充電(dian)(dian)源；當(dang)然利用儲能晚高峰(feng)繼續發電(dian)(dian)，則(ze)有(you)別(bie)于光伏成為電(dian)(dian)力補充。

下階段：應該成(cheng)為(wei)清潔的調(diao)峰電源(yuan)，與(yu)光伏、風電混合發(fa)電，取(qu)代部分火電和(he)天然氣(qi)調(diao)峰電源(yuan)，按照調(diao)峰電價(jia)平價(jia)上(shang)網。

未來(lai)：逐步(bu)替代(dai)煤電(dian)，成為(wei)清潔的基(ji)荷電(dian)源(yuan)和調(diao)峰電(dian)源(yuan)。

5、光熱電站作為調峰電站的可行性

（1）適應于調峰需求(qiu)的運行(xing)模式：

白天中午前(qian)后2-6小時低負荷運行或停機(ji)，為光伏(fu)讓路，以便讓光伏(fu)滿(man)發。

或(huo)者，用電(dian)高峰過后(hou)的(de)夜間低負荷運行或(huo)停機，為火電(dian)讓(rang)路，以增加火電(dian)發電(dian)小時(shi)數(shu)。

或者，配合光伏和風力發電，使(shi)之成為一種穩(wen)定的清潔電源。

（2）技(ji)術(shu)上：利用光熱電(dian)站大容(rong)量、低成本(ben)儲熱，出力容(rong)易實(shi)現(xian)(xian)穩(wen)定(ding)可調(diao)(diao)。已經得到實(shi)踐驗(yan)證，光熱電(dian)站只需要花15分鐘(zhong)左右時間，可實(shi)現(xian)(xian)20%-100%發(fa)電(dian)負荷(he)(he)的(de)快速變化，其調(diao)(diao)峰(feng)的(de)深度(du)和速度(du)遠優于煤電(dian)。在調(diao)(diao)峰(feng)期間汽輪機(ji)低負荷(he)(he)運(yun)行僅對效率有一點(dian)影(ying)響(xiang)，另外在4個(ge)小時內有序停機(ji)后再快速啟動(dong)，也不存(cun)在技(ji)術(shu)障礙，因此在技(ji)術(shu)上可以完全滿足適應于調(diao)(diao)峰(feng)需求的(de)運(yun)行模式。

（3）經(jing)濟性：為(wei)了適應(ying)于調峰需(xu)求(qiu)，系統(tong)設計需(xu)調整：

在現有(you)(you)方案(an)基礎上(shang)，可以(yi)通過(guo)適(shi)當增(zeng)加(jia)儲能時長，或增(zeng)加(jia)汽輪機額(e)定(ding)功(gong)率，或兩者并用，可以(yi)實現滿足調(diao)峰需求的情(qing)況(kuang)，照樣有(you)(you)比較好的經濟性。

6、光熱電站作為調峰電站的經濟性：按照中午前后4小時不發電測算

由上表可以看出：

（1）因(yin)調峰需求(qiu)導(dao)致棄光或鏡場面積減(jian)少，度電成本明顯(xian)上升，會較多影響經濟性；

（2）通過(guo)延長(chang)儲能時長(chang)或提升汽(qi)輪機(ji)額定功率，對度電成本影響很小，因(yin)此作為調峰電源，在經濟性(xing)上并沒有(you)大的障礙。

7、光熱電站成為清潔基荷電源的展望

在火電(dian)(dian)發電(dian)(dian)量(liang)占(zhan)比逐年下降，而(er)光伏(fu)、風電(dian)(dian)發電(dian)(dian)量(liang)占(zhan)比逐年上升(sheng)的趨(qu)勢無法(fa)改(gai)變(bian)；國(guo)內電(dian)(dian)力(li)總需(xu)求保持(chi)(chi)5%（國(guo)際上3%）左右持(chi)(chi)續上漲(zhang)趨(qu)勢沒有改(gai)變(bian)的前提下，二、三十年后繼續由(you)火電(dian)(dian)作為(wei)基(ji)荷電(dian)(dian)源已經無法(fa)滿足(zu)需(xu)求，那么由(you)光熱電(dian)(dian)站擔任清潔的基(ji)荷電(dian)(dian)源就(jiu)是(shi)一個(ge)好的選(xuan)擇(ze)。

所(suo)以，光(guang)熱電(dian)站應定位于(yu)調峰電(dian)源(yuan)和基荷電(dian)源(yuan)，有(you)利(li)于(yu)發揮光(guang)熱電(dian)站的比較優勢，我們應該(gai)對(dui)光(guang)熱發電(dian)的未來充(chong)滿希望(wang)。