CSPPLAZA光熱發電網報道:自1950年原蘇聯設計世界上第一座太陽能塔式電站并建造一個小型試驗裝置開始,光熱發電在全球范圍內已有近七十年的發展歷史,截至目前全球光熱發電總裝機約6GW。
由于(yu)技術、成本、資(zi)源條件等多方面(mian)原(yuan)因,光熱(re)發(fa)電(dian)目(mu)前仍(reng)尚未在全球范圍內大規模部(bu)署,上述已建成的(de)光熱(re)電(dian)站大部(bu)分位于(yu)西班牙和美國兩個傳(chuan)統(tong)光熱(re)發(fa)電(dian)市場(chang)。但隨著可再生(sheng)能源不(bu)可逆(ni)轉的(de)發(fa)展趨勢(shi)和光熱(re)發(fa)電(dian)技術的(de)不(bu)斷成熟,摩(mo)洛(luo)哥(ge)、中國、南非、阿聯酋、以色(se)列及沙特(te)等新興光熱(re)發(fa)電(dian)市場(chang)正(zheng)在快速崛(jue)起(qi)。
但是,從成本角度來看,目前光(guang)熱發電的(de)成本相比傳統化(hua)石能(neng)源和其它可(ke)再生能(neng)源發電形式要高得(de)多,那么(me)為何包括(kuo)美國(guo)、中國(guo)在(zai)內的(de)多個國(guo)家還在(zai)積極開展相關研究并(bing)嘗試(shi)將其進一步推向商業(ye)化(hua)呢(ni)?
高度清潔,環保效益顯著
首(shou)先,光熱發電的(de)綠(lv)色清潔(jie)能源屬性符合當前可再生能源發展(zhan)大(da)勢(shi)。以我(wo)國(guo)首(shou)座并網(wang)投(tou)(tou)運(yun)的(de)大(da)型商業(ye)化(hua)槽式光熱電站(zhan)——中廣(guang)核德令(ling)哈(ha)50MW槽式電站(zhan)為(wei)例,該項(xiang)目投(tou)(tou)運(yun)后每年可節約近6萬(wan)噸標準(zhun)煤,減(jian)少二氧化(hua)碳排放約10萬(wan)噸,環保(bao)效益(yi)相當于造林4200畝(mu)。
除了節能減排(pai),光(guang)(guang)熱電(dian)站對于生(sheng)態(tai)保護、減少(shao)水(shui)土(tu)流(liu)失也有積極作(zuo)用(yong)(yong)。我國(guo)科研人(ren)員(yuan)曾對大(da)規模光(guang)(guang)熱電(dian)站的(de)(de)建設運行可能對中國(guo)西(xi)北部干旱和(he)半(ban)干旱地(di)區環境造(zao)成的(de)(de)影響開展過研究,結果發現,一(yi)旦光(guang)(guang)熱電(dian)站投(tou)入使用(yong)(yong)后,會對當地(di)環境產生(sheng)一(yi)系列積極的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong),比如減少(shao)水(shui)土(tu)流(liu)失等。通過計算機(ji)模擬研究人(ren)員(yuan)發現,如果將光(guang)(guang)熱反射鏡(jing)場當作(zuo)防風(feng)林使用(yong)(yong)的(de)(de)話(hua),可以大(da)大(da)減緩風(feng)速(su),減少(shao)風(feng)沙的(de)(de)流(liu)動,能夠起到保護土(tu)壤免受侵(qin)蝕(shi)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。
此外,太陽能熱發電(dian)鏡場可以吸收及遮擋太陽光線,可降低(di)地表的(de)(de)水(shui)分(fen)蒸發,有利(li)于植物(wu)成活和生長(chang)。同時(shi)聚光鏡的(de)(de)沖洗用水(shui)漏入(ru)地面后,也可為植物(wu)的(de)(de)成長(chang)提供一定的(de)(de)水(shui)分(fen)。
北京(jing)兆陽光(guang)熱(re)(re)技術有限公司(簡稱(cheng)兆陽光(guang)熱(re)(re))自(zi)主研發的HLIACS聚(ju)光(guang)集熱(re)(re)系統就進(jin)行了(le)類似設(she)計,通過(guo)鏡場土(tu)地改良(liang),同時開展(zhan)種植、養(yang)殖(zhi)業。兆陽光(guang)熱(re)(re)經過(guo)多(duo)年種植實驗證明,鏡場土(tu)地綜(zong)合利用在(zai)土(tu)地環境改良(liang)、種植養(yang)殖(zhi)領域具備巨大(da)潛力。
圖(tu):兆陽光熱技術體系區域土地綜合利用圖(tu)
從兆陽光熱技(ji)術體系(xi)區域土地綜合利用圖中可以看出,HLIACS鏡場區域中的(de)相當部分面積能(neng)夠(gou)建設(she)溫(wen)(wen)(wen)室(shi)(shi)大棚。通過試驗(yan)發(fa)現,鏡面遮光對溫(wen)(wen)(wen)室(shi)(shi)大棚內的(de)普通作物生長影響不大,還能(neng)夠(gou)省去傳統(tong)溫(wen)(wen)(wen)室(shi)(shi)的(de)遮陽裝置,并且大幅降低管路、電路、信息、監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)的(de)建設(she)成本(ben),更(geng)適合發(fa)展(zhan)高水平設(she)施農業。
可使沙漠變綠洲的黑科技?
一些海外光熱(re)(re)企業則在嘗試利用光熱(re)(re)發電技術來改造沙漠,并已取(qu)得了顯著效果(guo)。
2016年(nian)10月,由丹麥Aalborg CSP公(gong)司負責開發的(de)全(quan)球首個專為沙(sha)漠農(nong)場(chang)供給清潔(jie)能(neng)源的(de)商業化光熱(re)發電項目在南澳大(da)利亞正式(shi)投運,該項目可為沙(sha)漠農(nong)場(chang)持續不斷供應再生光熱(re)能(neng)源和海水(shui)淡化水(shui),確保這座占地面積約(yue)20萬平方米的(de)Sundrop農(nong)場(chang)每年(nian)可生產約(yue)1700萬公(gong)斤溫室番茄,幾乎(hu)占據澳大(da)利亞全(quan)國西紅柿(shi)產能(neng)的(de)15%。
2018年5月,由(you)克蘭菲爾德(de)大學(Cranfield University)牽(qian)頭建設(she)的多用途光熱(re)發電(dian)(dian)站項目在埃及(ji)投(tou)運。該項目總投(tou)資2200萬,旨在改造位于埃及(ji)Alexandria附近的半沙(sha)漠(mo)地區,并(bing)為該地區的工業(ye)工業(ye)設(she)施與(yu)1000余名居民提供穩定(ding)的水電(dian)(dian)供應,其(qi)有(you)效結合了(le)先進的光熱(re)發電(dian)(dian)技術與(yu)脫鹽工藝及(ji)冷卻裝置(zhi)設(she)備,使得在沙(sha)漠(mo)地區發電(dian)(dian)與(yu)生產淡水成為可能。
調峰和承擔基礎電力負荷的能力
光(guang)(guang)熱(re)發電(dian)(dian)(dian)尤其是(shi)儲熱(re)型光(guang)(guang)熱(re)電(dian)(dian)(dian)站所具備的調峰(feng)功能和承擔基(ji)礎電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)負荷的潛力(li)(li)同樣極具價值。相(xiang)比(bi)風電(dian)(dian)(dian)、光(guang)(guang)伏等間歇性(xing)清潔能源發電(dian)(dian)(dian)形式,光(guang)(guang)熱(re)發電(dian)(dian)(dian)可以通(tong)過高性(xing)價比(bi)儲熱(re)系統實現穩定電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)輸出,與電(dian)(dian)(dian)網更加和諧。
近年來,隨(sui)著西班(ban)牙Gemasolar熔鹽塔式(shi)電(dian)站(zhan)、美(mei)國(guo)Solana槽式(shi)光(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)、美(mei)國(guo)CrescentDunes新月沙丘塔式(shi)熔鹽電(dian)站(zhan)等一批(pi)儲(chu)熱(re)型(xing)光(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)的(de)成功投運,使全(quan)球光(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)市場(chang)迎來又一次發(fa)(fa)(fa)展高(gao)峰,光(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)的(de)清潔性和(he)(he)高(gao)性價比調峰優勢也開始(shi)愈發(fa)(fa)(fa)受到相(xiang)關國(guo)家的(de)重(zhong)視,相(xiang)關技術研發(fa)(fa)(fa)和(he)(he)商業化部署步伐也開始(shi)逐步加快。
據(ju)CSPPLAZA統計(ji),2018年全球光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)發電(dian)建(jian)成裝機容量新(xin)(xin)增(zeng)(zeng)936MW,其中包(bao)括中國(guo)(guo)新(xin)(xin)投(tou)運的(de)(de)中廣核德令(ling)哈50MW槽式光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)示范(fan)電(dian)站(zhan)(zhan)、首航節能敦(dun)煌(huang)100MW塔式示范(fan)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)電(dian)站(zhan)(zhan)、中控德令(ling)哈50MW塔式光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)示范(fan)電(dian)站(zhan)(zhan)以及華強兆陽張家口15MW創新(xin)(xin)型類(lei)菲涅(nie)爾固態儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)太陽能熱(re)(re)(re)(re)(re)發電(dian)站(zhan)(zhan)在(zai)內的(de)(de)80%以上(shang)的(de)(de)新(xin)(xin)增(zeng)(zeng)項目(mu)(mu)(mu)均(jun)配(pei)置了儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統。2019年,全球光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)發電(dian)市場(chang)預計(ji)將(jiang)再(zai)次實現新(xin)(xin)增(zeng)(zeng)裝機規模的(de)(de)大幅增(zeng)(zeng)長,而大部分在(zai)建(jian)的(de)(de)海外(wai)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)項目(mu)(mu)(mu)以及中國(guo)(guo)有望年內投(tou)運的(de)(de)7個(ge)、總裝機400MW的(de)(de)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)項目(mu)(mu)(mu)也均(jun)會配(pei)置儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統。
我國(guo)2020年(nian)底前(qian)要在全國(guo)范圍基本建立電(dian)力輔(fu)助服(fu)務(wu)市場(chang)機制。在此(ci)背景下,可控電(dian)源的(de)優(you)勢將進一(yi)步凸(tu)顯。根據國(guo)際(ji)經(jing)驗,通常間歇(xie)性能源占比越高(gao)(gao)、靈活性電(dian)源需求越多(duo)的(de)電(dian)力系(xi)統,支付的(de)電(dian)力輔(fu)助服(fu)務(wu)成本就越高(gao)(gao)。當前(qian)我國(guo)電(dian)力輔(fu)助服(fu)務(wu)總費用占總電(dian)費比重較歐美等電(dian)力市場(chang)還有很大(da)差距。這(zhe)意味著未(wei)來的(de)市場(chang)空間還非常大(da)。
光(guang)(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)(dian)作為一(yi)(yi)種(zhong)優質的可(ke)控電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan),因當前裝機(ji)規模(mo)過(guo)小,尚未引起政策(ce)層面的重視。但從電(dian)(dian)(dian)力輔助服務市場的需求本質來看,可(ke)控電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的價值(zhi)必將凸顯。有業內(nei)人士認為,未來光(guang)(guang)伏配合儲(chu)能,或與火電(dian)(dian)(dian)等可(ke)控電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)進行合作,或將成為一(yi)(yi)種(zhong)新常態(tai)。在光(guang)(guang)伏風(feng)電(dian)(dian)(dian)等不(bu)可(ke)控電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)被納入電(dian)(dian)(dian)力輔助服務市場范疇的趨勢下(xia),光(guang)(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)(dian)發(fa)揮其可(ke)控優勢,提供(gong)調峰等電(dian)(dian)(dian)力輔助服務,或將為光(guang)(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)(dian)帶來新的市場空間。
良好的社會效益和經濟效益
投資額巨(ju)大(da)的(de)光熱(re)電站也(ye)會為項目所在地帶(dai)來(lai)較大(da)的(de)社會效益和(he)經濟(ji)效益。
一方面,光(guang)熱項目建設(she)將對鋼鐵、建材、水泥、化工、原材料等市場起到積極的(de)拉動效應,而(er)在整體經濟下行的(de)當下大量的(de)鋼材和建筑材料需求也將極大消(xiao)化對應產(chan)業的(de)過剩產(chan)能。
另一方(fang)面(mian),光(guang)熱項目開(kai)發也將為項目所在地創(chuang)造大量的(de)(de)就(jiu)業崗位(wei)。一座裝機(ji)50MW的(de)(de)商業化光(guang)熱項目施工(gong)(gong)高峰期(qi)需(xu)要現場施工(gong)(gong)人員(yuan)可(ke)高達800-1000人,項目投運后則可(ke)以(yi)提供50個(ge)左右的(de)(de)長期(qi)就(jiu)業崗位(wei)。
發展旅游和影視經濟,打造獨特新景觀
中國光熱電站多建(jian)于西北地(di)區,電站場址多為荒漠(mo)或戈(ge)壁。項目建(jian)成以后(hou),極具(ju)科(ke)(ke)技感(gan)的外型(xing)與荒漠(mo)戈(ge)壁結合將形成獨(du)特的人文景觀(guan),可為項目所在(zai)地(di)提供(gong)一個很(hen)好的高科(ke)(ke)技環保主(zhu)題旅游景點,對于傳播(bo)清潔能源環保理念(nian)和促(cu)進當地(di)旅游業發展也都(dou)將大有裨益(yi)。
已(yi)投運(yun)的中國(guo)首(shou)(shou)個百兆(zhao)瓦級光(guang)熱電(dian)站(zhan)——首(shou)(shou)航節(jie)能敦煌100MW塔(ta)式熔鹽光(guang)熱電(dian)站(zhan)已(yi)經被列為共(gong)青團甘肅省委(wei)頒發的實習見習基地,首(shou)(shou)航節(jie)能敦煌一二期項目當前正在(zai)籌建觀(guan)光(guang)塔(ta)并積極推進AAA級景區的申報,未來將用(yong)嶄新的智能+光(guang)熱發電(dian)技術(shu)迎接更多國(guo)內(nei)外游(you)客。
光熱(re)電站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)作(zuo)為具有顛覆性意義的太陽能(neng)電站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan),因(yin)其(qi)科(ke)技感、科(ke)幻色彩等更被諸多影視劇(ju)、廣告片選為拍攝(she)場景,如LouisVuitton、MercedesBenz、Ford和Sony的PlayStation等知名品牌都曾選擇西班牙的Gemasolar塔式電站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)作(zuo)為廣告片拍攝(she)場景。光熱(re)電站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)更是出現在《紅海行動》、《撒哈(ha)拉奇兵》、《銀翼殺手2049》、《千鈞一(yi)發》等經典影片中。