國外聚焦式太陽能發(fā)電的進(jìn)展與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

李國棟

（國家電網(wǎng)公司 電力調(diào)度通信中心，北京 100031）

1 世界概況

聚焦式太陽能電力（concentrating solar power，CSP）近幾年發(fā)展很快，世界上很多國家都開始著手準(zhǔn)備這方面的規(guī)劃和運(yùn)作。聚焦式太陽能發(fā)電廠的發(fā)電成本取決于現(xiàn)有的太陽能資源，同時(shí)也取決于進(jìn)行投資、融資和運(yùn)作的成本。

對(duì)于相同價(jià)格及融資條件下的電廠，美國西南部和埃及的聚焦式太陽能電力成本要比西班牙南部和北非海岸低20%～30%，這是因?yàn)榍罢叩奶柟庵鄙涞哪芰恳群笳吒哌_(dá)30%以上，前者為每年2 600～2 800 kWh/m2，而后者每年只有2 000～2 100 kWh/m2，這種太陽能資源在法國、意大利和葡萄牙等國家處于更低的水平。世界上最佳的太陽能資源主要集中在南非和智利的沙漠地區(qū)，那里陽光直射水平可以達(dá)到每年3 000 kWh/m2。這類項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性取決于當(dāng)?shù)乜衫玫奶柲苜Y源和售電情況。

如果地方電力的購進(jìn)價(jià)格不包括生產(chǎn)成本，而激勵(lì)或借貸政策就可以彌補(bǔ)電力成本和現(xiàn)有補(bǔ)貼成本之間的差額。類似可再生能源證書的環(huán)保市場機(jī)制，可作為額外收入來源，特別是在發(fā)展中國家。幾乎所有聚焦式太陽能電廠都由開發(fā)商（或供應(yīng)商、制造商）資助或者在成功啟動(dòng)后取得非能源項(xiàng)目融資。相對(duì)應(yīng)地，西班牙所有的CSP項(xiàng)目建設(shè)都取得了非能源項(xiàng)目融資。根據(jù)相關(guān)項(xiàng)目調(diào)查可以知道，只有主要的EPC（設(shè)計(jì)—采購—施工）承包商是可以拿到銀行貸款的，同時(shí)這也需要長期業(yè)績保障和高風(fēng)險(xiǎn)賠償。

對(duì)電廠的盈利性銀行貼現(xiàn)一直是阿爾及利亞、西班牙和美國等政府財(cái)政部門重點(diǎn)關(guān)注的問題。解決這類問題的不同方法主要有簽訂長期購電協(xié)議和其他補(bǔ)貼政策，這些方法對(duì)于消除實(shí)施銀行補(bǔ)貼的障礙，在已開發(fā)的項(xiàng)目中發(fā)揮了很好的作用。在西班牙，一個(gè)行業(yè)發(fā)展的主要障礙是政府每年都有可能改變每年稅收補(bǔ)貼政策，這讓很多長遠(yuǎn)的經(jīng)營計(jì)劃項(xiàng)目沒有必要的盈利保障。消除這一障礙是新的具有長遠(yuǎn)時(shí)效性的稅收補(bǔ)貼政策，它對(duì)太陽能電力價(jià)格的資助已達(dá)25年之久。而美國的一個(gè)重要障礙是短期的投資稅收抵免期限得到延長，這樣必然會(huì)影響到電廠的投資與建設(shè)。

2 美國

在美國西南部，開發(fā)有很多聚焦式太陽能電力的重點(diǎn)項(xiàng)目，因?yàn)槟抢锞哂泻芎玫闹鄙涮柲苜Y源，而且隨著人口的不斷增長，電力需求也在迅猛增長。

（1）加州的可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)（renewable energy portfolio standard，RPS）要求國有公用事業(yè)的投資者，到2017年從電力零售商購買至少20%可再生能源電力。若有其他州的電力直接輸送到加州，也應(yīng)該受到相關(guān)法律條款的約束。

（2）2003年，內(nèi)華達(dá)州通過了一項(xiàng)可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)（RPS），它要求州里的2個(gè)公用事業(yè)投資商（Nevada Power和Sierra Pacific Power）零售使用的電力，到2013年至少有15%是來自可再生能源電力。

（3）2002年，美國國會(huì)要求能源部（Department of Energy，DOE）發(fā)展范圍達(dá)到1 000 MW級(jí)的新能源發(fā)電項(xiàng)目，政策明確要求美國西南部太陽能提供的電力需要達(dá)到一定的比例。自2006年底開始，西南電力公用事業(yè)公司已經(jīng)推出了幾千兆瓦的可再生能源建設(shè)目標(biāo)，其中就包括有聚焦式太陽能電力，之后就開始全面展開相關(guān)項(xiàng)目的論證與實(shí)施。

（4）西部州長協(xié)會(huì)（Western Governors’Associa-tion，WGA）的清潔和多樣化能源咨詢委員會(huì)要求將優(yōu)質(zhì)煤、生物質(zhì)能、能源效率、地?zé)?、太陽能、風(fēng)能等能源問題的發(fā)展，確立為聯(lián)邦政府的具體政策，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行必要的修正，到2015年實(shí)現(xiàn)30 000MW多樣化清結(jié)能源的目標(biāo)，到2020年能源效率至少提高20%，今后25年該區(qū)域要具有足夠的多樣化能源輸電能力。在WGA發(fā)表的2006年年終報(bào)告中，太陽能電力目標(biāo)確定為4 000MW，要求在美國西南部建立聚焦式太陽能電站，并建議制定和部署相關(guān)激勵(lì)政策以促進(jìn)其實(shí)施。

（5）新墨西哥州自2003年7月已經(jīng)制訂了一個(gè)可再生組合標(biāo)準(zhǔn)，其中明確要求公用事業(yè)投資商擁有的公司，新墨西哥州零售客戶從2006年開始至少有5%可再生能源電力銷售額，到2011年這個(gè)數(shù)字要達(dá)到10%以上。

（6）2007年亞利桑那州的環(huán)境組合標(biāo)準(zhǔn)指出利用可再生能源比例占1.1%（其中60%來自太陽能），如果太陽能電力可以達(dá)到亞利桑那州用戶的需求，那就應(yīng)該也能達(dá)到別的州的電力要求。該州也有可再生能源的信貸政策，為那些太陽能電力用戶提供額外補(bǔ)貼。

（7）最近，30%投資稅收抵免將作為一個(gè)重要的投資工具，并會(huì)延長到2017年。自2008年金融危機(jī)以來，目前還不清楚這項(xiàng)計(jì)劃將如何進(jìn)行運(yùn)作，但可以肯定的是，對(duì)于2年內(nèi)可以直接投產(chǎn)的CSP項(xiàng)目，其30%的費(fèi)用將返回到各自項(xiàng)目中。

3 西班牙

在發(fā)展聚焦式太陽能發(fā)電上，西班牙在世界上處于領(lǐng)先水平。

首先，2010年底西班牙的CSP發(fā)展目標(biāo)是500MW的裝機(jī)容量；第二，它是第一個(gè)引進(jìn)稅收補(bǔ)貼這種撥款制度的南歐國家。如今達(dá)到50MW以上的CSP電廠，有一個(gè)25年的固定補(bǔ)貼是26.9歐分/kWh，而且隨著貨幣通脹每年減少一個(gè)百分點(diǎn)。經(jīng)過25年的補(bǔ)貼后該值下降至21.5歐分/kWh。這項(xiàng)補(bǔ)貼政策是在2007年的皇家法案中明確規(guī)定的，它與市場參考價(jià)格相隔離，隨著石油價(jià)格上漲而自動(dòng)增加可再生能源的稅收補(bǔ)貼。

自2002年起，西班牙逐步增加補(bǔ)貼，從12歐分/kWh增加至2004年的27歐分/kWh。2007年實(shí)施的國家相關(guān)法令繼承了2004年法令（436號(hào)皇家法案）的一些要點(diǎn)，特別是它使CSP項(xiàng)目保證有25年的銀行服務(wù)，并允許有12%～15%的天然氣作為備份，以便更好地優(yōu)化電廠運(yùn)行。目前，實(shí)際形成的CSP項(xiàng)目已超出了原計(jì)劃數(shù)目，在西班牙這種局勢還會(huì)不斷擴(kuò)大。

西班牙CSP項(xiàng)目的快速發(fā)展得益于他們國家形成了強(qiáng)大的政策支持。從20世紀(jì)末開始，西班牙就從國家層面開始大力支持CSP項(xiàng)目的發(fā)展，很多企業(yè)和用戶都得到了不同程度的政府補(bǔ)貼。在彈性補(bǔ)貼機(jī)制的鼓勵(lì)下，CSP項(xiàng)目發(fā)展很快，基本已經(jīng)得到了不同類型電力用戶的認(rèn)可，各個(gè)地區(qū)都把CSP的規(guī)劃與建設(shè)當(dāng)作一項(xiàng)重要發(fā)展目標(biāo)。在這種背景下，CSP在西班牙得到了全面的發(fā)展，而且將來還會(huì)有更大的發(fā)展空間。

這里給出幾項(xiàng)西班牙CSP項(xiàng)目發(fā)展的數(shù)據(jù)：已運(yùn)行的項(xiàng)目容量為810MW；正在建設(shè)的為839MW；正在計(jì)劃并即將開工的為2 083MW；處在早期論證階段的為7 830MW；正在開發(fā)階段的共計(jì)為10 813MW；附加（已支付上網(wǎng)費(fèi)用的）容量為3 418MW；西班牙所有潛在的項(xiàng)目（2009年4月）容量總額為14 231MW。

國家能源委員會(huì)負(fù)責(zé)監(jiān)管新建電廠登記，該委員會(huì)建立了一個(gè)網(wǎng)站，可以顯示國家發(fā)展CSP項(xiàng)目的進(jìn)度以及哪些電廠完全具備了建設(shè)要求。當(dāng)85%以上的目標(biāo)達(dá)到時(shí)，政府部門將會(huì)決定新登記的項(xiàng)目可以申請(qǐng)到多久的政府稅收補(bǔ)貼。這種方法是為了建立一種發(fā)展商的競爭機(jī)制，來促進(jìn)85%的CSP項(xiàng)目達(dá)到建設(shè)要求。

當(dāng)然，這個(gè)行業(yè)現(xiàn)在還需要更多的標(biāo)準(zhǔn)來確定相關(guān)目標(biāo)和補(bǔ)貼程度，以便今后的項(xiàng)目投資也可以得到保證和支持。業(yè)內(nèi)人士提出了每年發(fā)展1 000MW聚焦式太陽能發(fā)電項(xiàng)目的目標(biāo)，曾經(jīng)有專業(yè)人士分析指出，CSP項(xiàng)目的補(bǔ)貼比例應(yīng)不低于24～25歐分/kWh，如果低于這個(gè)值就很可能阻礙市場的健康發(fā)展，也不可能達(dá)到發(fā)電成本低于當(dāng)前市場水平的要求。

經(jīng)過修訂后的法案也應(yīng)消除對(duì)50MW級(jí)電廠的限制，這類容量的電廠同樣有資格享受上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼優(yōu)惠，因?yàn)楫?dāng)前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平還不是最佳的，不應(yīng)該有容量限制。

4 澳大利亞

澳大利亞政府已宣布到2020年實(shí)現(xiàn)20%的可再生能源利用目標(biāo)，但現(xiàn)在這項(xiàng)規(guī)定尚未成為法律正式生效。此外，目前正在討論的是一個(gè)全國范圍內(nèi)的節(jié)能減排目標(biāo)和碳交易計(jì)劃，這樣可以為聚焦式太陽能發(fā)電廠提供必要的資金支持，但該計(jì)劃的具體實(shí)施尚未得到最后確定。

一個(gè)5 000萬澳元的資助計(jì)劃現(xiàn)已在澳大利亞太陽能研究所施行，旨在提高澳大利亞的太陽能研究能力，用4年時(shí)間建設(shè)現(xiàn)有澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究中心（Commonwealth Science and Industry Research Organization，CSIRO），該中心的目標(biāo)是擴(kuò)展CSP研究和開發(fā)能力，發(fā)展CSP新項(xiàng)目以及開展更廣泛的國際合作與交流，大幅提高CSP開發(fā)能力。

從技術(shù)上講，澳大利亞的太陽能熱力發(fā)電有3個(gè)主要領(lǐng)域，其中最具有商業(yè)應(yīng)用前景的是聚焦式線性菲涅爾反射（concentrating linear fresnel reflec-tor，CLFR）系統(tǒng)，它將現(xiàn)有的燃煤電廠納入其中，所產(chǎn)生的蒸汽被送入主熱力發(fā)電機(jī)。第一個(gè)1MW的小型電廠建于2003年，現(xiàn)在規(guī)模擴(kuò)大了1倍多。一家名叫Ausra的公司自主設(shè)計(jì)了這類電廠的渦輪機(jī)，在加利福尼亞州安裝有這樣的一臺(tái)5MW機(jī)組，而另外還有177MW的電廠即將進(jìn)入施工階段。采用了每塊500m2的拋物面鏡作為采光單元，它是傳統(tǒng)采光鏡的3～4倍。它是由澳大利亞國立大學(xué)設(shè)計(jì)的，目前正進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。

5 法國

2006年7月26日，法國公布了一種新的太陽能電力補(bǔ)貼政策，給予相關(guān)用戶30歐分/kWh（海外電力40歐分/kWh）的獎(jiǎng)勵(lì)，若是整棟樓宇使用太陽能電力的，還附加25歐分/kWh（海外電力附加15歐分/kWh）。這種補(bǔ)貼僅限于發(fā)電容量不到12MW的太陽能發(fā)電裝置，并且一年內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間不到1 500 h。超過這個(gè)限制的補(bǔ)貼額為5歐分/kWh。修改后的上網(wǎng)電價(jià)在2009年開始實(shí)施。

政府正在竭力創(chuàng)造聚焦式太陽能電力的發(fā)展環(huán)境，2007年通過了一項(xiàng)關(guān)于在每個(gè)地區(qū)建立太陽能電廠的協(xié)定，這項(xiàng)協(xié)定在2009年就得到了實(shí)施。

目前正在開發(fā)的項(xiàng)目中包含有一個(gè)2MW的混合汽輪機(jī)，其中50%的電力由太陽能發(fā)電提供，它采用翻新的固定光片、一個(gè)小型PAGASE接收器和一個(gè)12MW的CSP電力設(shè)備組成，這個(gè)項(xiàng)目是由Solar Euromed SAS公司負(fù)責(zé)建立的，其中采用很多國際領(lǐng)先的太陽能發(fā)電的新技術(shù)。這種太陽能利用模式也已經(jīng)引起了很多國家的關(guān)注，應(yīng)該會(huì)有很大的商業(yè)市場。

6 意大利

2001年，為CSP項(xiàng)目的發(fā)展和示范性工程建設(shè)，意大利議會(huì)撥款1億歐元給能源和環(huán)境委員會(huì)（National Agency for New Technologies，Energy and the Environment，ENEA）。由于預(yù)算的限制，這些資金后來減少到5 000萬歐元，迄今為止，大部分資金已用完?，F(xiàn)在ENEA雖然手頭只有很有限的一小部分資金，但是仍然計(jì)劃著進(jìn)行雄心勃勃的CSP研究。首先是開發(fā)使用熔鹽作為傳熱流的新型高性能拋物面槽式系統(tǒng)，并使之實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，其次是開發(fā)太陽能驅(qū)動(dòng)的熱化學(xué)分解水來制取氫氣。

2004年初，ENEA與意大利國家電力公司簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，在西西里島開發(fā)阿基米德項(xiàng)目，并與現(xiàn)有的天然氣田相配合形成一個(gè)5MW的太陽能電廠，這也是意大利首個(gè)CSP電廠。這個(gè)太陽能電廠使用了拋物面槽和熔融鹽作為傳熱流體和存儲(chǔ)介質(zhì)，將于2010年底竣工。

2008年，意大利為CSP項(xiàng)目的發(fā)展頒布了稅收補(bǔ)貼計(jì)劃，對(duì)于太陽能電力每千瓦時(shí)提供22至28歐分的補(bǔ)貼，根據(jù)太陽能電站的百分比確定具體的補(bǔ)貼比例（最高補(bǔ)貼超過85%的太陽能電站）。該補(bǔ)貼計(jì)劃適用于電廠的運(yùn)行，自新法的實(shí)施直到2012年12月31日，之后，25年保持不變。該激勵(lì)計(jì)劃也是受到一定限制的，主要存在一些地域性差異、經(jīng)濟(jì)水平差異、開發(fā)程度差異等，其他條件還包括一些強(qiáng)制性的熱量儲(chǔ)存，而且以后使用合成石油也只有經(jīng)過一定的申請(qǐng)渠道才能得到承認(rèn)。

7 以色列

2002年，負(fù)責(zé)以色列能源事務(wù)的國家基礎(chǔ)設(shè)施部門，提出將聚焦式太陽能發(fā)電作為其國家電力市場的戰(zhàn)略組成部分，并給予優(yōu)惠的政策支持以促進(jìn)其發(fā)展。以色列從2006年9月引進(jìn)了太陽能發(fā)電公司的稅收補(bǔ)貼政策，并且20年內(nèi)均有效。這是以色列公共事業(yè)管理局（Public Utilities Authority，PUA）在2003年完成了CSP激勵(lì)的可行性研究評(píng)價(jià)之后開始制定的。此后，綠色和平組織發(fā)表了一份以色列太陽能成本效益的分析報(bào)告，表明到2025年該國可以使用高達(dá)2 000MW的太陽能電力。

以色列現(xiàn)在有一項(xiàng)關(guān)于太陽能電力的稅收補(bǔ)貼激勵(lì)政策。2006年11月對(duì)于超過20MW裝機(jī)容量的項(xiàng)目補(bǔ)貼約為16.3美分/kWh，同時(shí)也要求具有30%左右容量的化石能源作為備用。在2006年11月時(shí)，對(duì)于容量為100 kW至20MW的小型電站，頭20年的稅收補(bǔ)貼大約為20.4美分/kWh。

2007年2月，以色列政府要求在以色列南部的阿沙利姆（Ashalim）干河址興建CPS項(xiàng)目，該項(xiàng)目有2個(gè)太陽能發(fā)電廠，每個(gè)電廠的裝機(jī)容量為80MW到125MW之間，合計(jì)高達(dá)220MW，還附加一個(gè)裝機(jī)容量大約為15MW的光伏電站，并且還有15MW的裝機(jī)容量可供選擇。2008年，在政府部門的資格預(yù)審過程中，收到了7點(diǎn)關(guān)于建立太陽能熱電廠的建議和10點(diǎn)建立光伏電站的建議。在編寫報(bào)告時(shí)，政府對(duì)全部投標(biāo)商提出了明確的期限要求，中標(biāo)結(jié)果是在2009年年底公布的，各個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)時(shí)間在2010年至2012年之間。

8 土耳其

相對(duì)于歐洲的平均能源水平，土耳其擁有巨大潛力的水電、風(fēng)能、太陽能、地?zé)岷蜕锬艿瓤稍偕茉?。根?jù)土耳其的能源報(bào)告，其太陽能總的潛力是每年131億kWh，太陽能生產(chǎn)的目標(biāo)是2010年要達(dá)到2.2億kWh，2020年要達(dá)到4.2億kWh，土耳其在2005年5月頒布了第一部可再生能源特別法案，即利用可再生能源發(fā)電的法案，這部可再生能源法與可再生能源利用補(bǔ)貼證書同時(shí)生效。

該法案規(guī)定對(duì)由可再生能源生產(chǎn)的電力進(jìn)行固定稅收補(bǔ)貼，而且各地區(qū)持有零售許可證的配電公司有義務(wù)購買可再生能源電力，并在其各自地區(qū)推廣。在2007年，有關(guān)可再生能源發(fā)電設(shè)施前10年運(yùn)營的最初價(jià)格為9.13 Ykr/kWh（大約合5.2歐分/kWh）。

目前，相關(guān)部門正在對(duì)可再生能源法案進(jìn)行修正?？稍偕茉捶ò覆莅钢幸?guī)定了未來20年的前10年里，每千瓦時(shí)太陽能電力補(bǔ)貼24歐分，到第二個(gè)10年則下降為每千瓦時(shí)20歐分。如果至少有40%的設(shè)備是在土耳其制造的，相關(guān)法律也正在討論第一個(gè)5年的附加補(bǔ)貼問題，可能有進(jìn)一步修改的法律草案出臺(tái)，最后的結(jié)果將會(huì)在土耳其年終可再生能源報(bào)告中給出。

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