關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的建議

李仲開 闞昆鵬 李東庭

《國家能源局綜合司關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展有關(guān)事項的通知》明確：應(yīng)充分認(rèn)識光熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展的重要意義，充分發(fā)揮光熱發(fā)電在新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)中的作用，助力加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。截至2023年底，內(nèi)蒙古新能源裝機(jī)規(guī)模已經(jīng)突破9000萬千瓦，占全區(qū)電力總裝機(jī)的比重超過40%。新能源發(fā)電量超過1600億千瓦時，占全區(qū)總發(fā)電量的比重超過1/5。截至2024年3月，全區(qū)新能源裝機(jī)已超過1億千瓦，下半年占比將超過火電。但與此同時，受政策、技術(shù)等因素影響，電力外送通道建設(shè)相對滯后，儲能成本仍然較高，新能源消納亟待破題。在此背景下，需要發(fā)揮光熱發(fā)電的獨(dú)特優(yōu)勢，在規(guī)?；l(fā)展上大膽探索、先行先試，為在全國率先建成以新能源為主體的能源供給體系、率先構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)探索出有效路徑。

一、光熱發(fā)電具備技術(shù)優(yōu)勢

（一）調(diào)峰能力強(qiáng)

光熱發(fā)電機(jī)組可根據(jù)電網(wǎng)用電負(fù)荷的需要，快速調(diào)節(jié)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的出力，即參與電網(wǎng)的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。光熱發(fā)電綜合調(diào)峰能力是火電的2倍以上，儲能時長一般在10小時左右，而電化學(xué)儲能時長大約為1-4個小時，抽水蓄能儲能時長約為5-6個小時，飛輪儲能則主要適用于頻率調(diào)整。

（二）工作效率高

數(shù)據(jù)顯示，光熱發(fā)電機(jī)組最小技術(shù)出力為機(jī)組額定容量的5%，在機(jī)組額定容量10%情況下可長時間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，遠(yuǎn)低于火電靈活性改造后的25%。100萬千瓦光熱機(jī)組的最小技術(shù)出力，比同規(guī)?；痣姍C(jī)組可以少15萬千瓦。

（三）離、并網(wǎng)可操作性強(qiáng)

光熱發(fā)電蒸汽發(fā)生系統(tǒng)不同于火電，可以隨時停機(jī)離線，且啟動并網(wǎng)更快。溫態(tài)啟動時間1小時左右，而火電需要3小時；熱態(tài)啟動時間約20分鐘，而火電需要1小時。

（四）爬坡速度快

光熱機(jī)組升降負(fù)荷速率可達(dá)到10%/分鐘，遠(yuǎn)高于火電機(jī)組升降負(fù)荷速率（1.5%-2.5%/分鐘）。100萬千瓦光熱機(jī)組的升降負(fù)荷每分鐘可達(dá)到±10萬千瓦，而同規(guī)?；痣姍C(jī)組升降負(fù)荷每分鐘只能達(dá)到±2.5萬千瓦。因此，100萬千瓦光熱機(jī)組在功率型調(diào)峰上相當(dāng)于400萬千瓦的火電機(jī)組。

（五）應(yīng)用序時性強(qiáng)

光熱發(fā)電建設(shè)周期一般在2年內(nèi)，使用壽命最低35年；電化學(xué)儲能建設(shè)周期雖僅需1年，但電池使用壽命一般在8年左右；抽水蓄能電站使用年限較長，但建設(shè)周期長達(dá)6-7年。

（六）環(huán)境友好

光熱發(fā)電儲熱介質(zhì)為熔鹽，性質(zhì)穩(wěn)定安全，使用中以及后期處理不存在環(huán)境污染問題。電化學(xué)儲能材質(zhì)多為易燃易爆品，需要嚴(yán)格的防爆防火措施，且電池處理存在環(huán)境隱患。抽水蓄能對地形高差和水資源要求嚴(yán)格，建設(shè)和運(yùn)行對生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生一定影響。

（七）具有保供作用

內(nèi)蒙古風(fēng)、光資源在年出力中有明顯的差異，風(fēng)力資源在春季、冬季和秋季部分時段出力較好，夏季較差；光照資源在春季、夏季出力較好，秋季逐漸轉(zhuǎn)弱，冬季最差，而光熱系統(tǒng)可以為高比例可再生能源電力系統(tǒng)長周期電力平衡做出貢獻(xiàn)。光熱發(fā)電的熱量來自兩部分：一部分是集熱島提供的太陽能熱，是主要發(fā)電熱源；另一部分是天然氣輔助系統(tǒng)，通過大容量燃?xì)馊廴邴}加熱鍋爐替代過去的化鹽鍋爐，在缺風(fēng)少光的時段將天然氣輔助供熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)為主熱源發(fā)電系統(tǒng)，保證光熱機(jī)組在任何需要的時候都能滿負(fù)荷運(yùn)行，可替代火電作為保供機(jī)組。

二、國家政策支持

（一）已納入重大規(guī)劃

2022年6月，國家《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》（發(fā)布稿）明確：將有序推進(jìn)長時儲熱型太陽能熱發(fā)電發(fā)展。在青海、甘肅、新疆、內(nèi)蒙古、吉林等資源優(yōu)質(zhì)區(qū)域，發(fā)揮太陽能熱發(fā)電儲能調(diào)節(jié)能力和系統(tǒng)支撐能力，建設(shè)長時儲熱型太陽能熱發(fā)電項目，推動太陽能熱發(fā)電與風(fēng)電、光伏發(fā)電基地一體化建設(shè)運(yùn)行，提升新能源發(fā)電的穩(wěn)定性和可靠性。

（二）支持規(guī)?；l(fā)展

《國務(wù)院關(guān)于推動內(nèi)蒙古高質(zhì)量發(fā)展奮力書寫中國式現(xiàn)代化新篇章的意見》明確指出，堅持規(guī)?；c分布式開發(fā)相結(jié)合，同步配置高效儲能調(diào)峰裝置，積極發(fā)展光熱發(fā)電。2023年3月，國家能源局明確要求內(nèi)蒙古、甘肅、青海、新疆等光熱發(fā)電重點(diǎn)省份積極推進(jìn)光熱發(fā)電項目規(guī)劃建設(shè)，根據(jù)研究成果及時調(diào)整相關(guān)規(guī)劃或相關(guān)基地實(shí)施方案，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)光伏、光熱規(guī)劃布局，合理布局或預(yù)留光熱場址，在本地新能源基地建設(shè)中同步推動光熱發(fā)電項目規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，力爭“十四五”期間，全國光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模達(dá)到300萬千瓦左右。同時要求在“沙、戈、荒”大基地配套光熱發(fā)電項目，按照內(nèi)蒙古80萬千瓦、青海100萬千瓦、甘肅70萬千瓦、新疆20萬千瓦、寧夏10萬千瓦配置。

三、光熱發(fā)電項目建設(shè)情況

（一）基本情況

截至目前，新疆、青海、甘肅、吉林、西藏等省區(qū)共批復(fù)了38個光熱發(fā)電與風(fēng)電、光伏發(fā)電一體化項目，光熱發(fā)電裝機(jī)容量為436萬千瓦。而內(nèi)蒙古僅有1項光熱發(fā)電項目——內(nèi)蒙古中核龍騰新能源有限公司烏拉特中旗導(dǎo)熱油槽式10萬千瓦光熱發(fā)電項目。該項目是國家首批20個光熱發(fā)電示范項目之一，總投資30億元，2020年1月8日全容量并網(wǎng)投運(yùn)，是目前國內(nèi)裝機(jī)容量最大的槽式光熱發(fā)電項目，項目光熱轉(zhuǎn)化效率、汽輪發(fā)電機(jī)組熱效率均達(dá)到了國際最先進(jìn)水平，其中年均光到熱轉(zhuǎn)換效率為50%，最高可達(dá)到78%；年均熱到電轉(zhuǎn)換效率為38%，最高可達(dá)到41.47%；在可利用光照資源下年均光到電轉(zhuǎn)換效率為19%，發(fā)電時數(shù)在全國首批示范項目中排名第一，2023年全年實(shí)際利用小時數(shù)達(dá)3300小時。內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司評估認(rèn)為，烏拉特中旗光熱電站具備大規(guī)模、安全環(huán)保的儲能系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自身的平穩(wěn)發(fā)電，可替代火電成為電力系統(tǒng)的基準(zhǔn)電源。

（二）存在問題

光熱發(fā)電在我國發(fā)展時間較短，尚處于大規(guī)模推廣的初期階段，總體規(guī)模有限，前期投資運(yùn)營成本高、發(fā)電成本高，不具備成本優(yōu)勢，未實(shí)現(xiàn)成熟商業(yè)化發(fā)展，市場競爭力總體上還比較弱。目前內(nèi)蒙古光熱發(fā)電項目上網(wǎng)電價為1.15元/千瓦時，在蒙西電網(wǎng)燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價0.2829元/千瓦時基礎(chǔ)上，國家補(bǔ)貼0.8671元/千瓦時。國家已明確不再對光熱發(fā)電新上項目給予補(bǔ)貼，在沒有國家電價政策和補(bǔ)貼的情況下，光熱項目的投資積極性不足，相關(guān)設(shè)計、施工、設(shè)備等未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、集約化，沒有形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)，導(dǎo)致度電成本仍較高，只有推動形成更大規(guī)模應(yīng)用，才能實(shí)現(xiàn)成本明顯下降。

四、政策建議

（一）制定出臺擴(kuò)大光熱發(fā)電規(guī)模的政策措施

內(nèi)蒙古擁有全國57%的風(fēng)能資源、超過21%的太陽能資源。根據(jù)規(guī)劃，到2025年全區(qū)新能源發(fā)電裝機(jī)將達(dá)1.5億千瓦以上，發(fā)電量達(dá)3000億千瓦時；2030年新能源裝機(jī)規(guī)模將超過3億千瓦，發(fā)電量近6000億千瓦時，完全可依托風(fēng)光的綠色資源優(yōu)勢配套發(fā)展光熱項目。目前各地均采用“光熱+風(fēng)電、光伏”一體化模式攤薄光熱發(fā)電投資。新疆按照1∶6配置風(fēng)電、1∶9配置光伏；甘肅、吉林均按照1∶6配置風(fēng)電和光伏。經(jīng)前期初步測算，建議內(nèi)蒙古結(jié)合實(shí)際，按照1∶6左右為新上光熱項目配置風(fēng)電，確保其上網(wǎng)電價控制在0.5元/千瓦時以下，可通過市場交易實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)營，為擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模創(chuàng)造條件。

（二）提早布局光熱裝備制造產(chǎn)業(yè)

光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈長，其規(guī)?；_發(fā)利用將成為新能源產(chǎn)業(yè)新的增長點(diǎn)。初步測算，每萬千瓦光熱發(fā)電項目與鋼材消耗系數(shù)約1∶0.65萬噸，與水泥消耗系數(shù)約1∶0.8萬噸，與熔鹽消耗系數(shù)約1∶0.7萬噸，與玻璃消耗系數(shù)約1∶0.15萬噸。50萬千瓦光熱發(fā)電項目，可消耗鋼材32.5萬噸、水泥40萬噸、熔鹽35萬噸、玻璃7.5萬噸，產(chǎn)值合計42億元。建議將光熱發(fā)電及配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為內(nèi)蒙古培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要內(nèi)容，依托冶金、建材、新材料等產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢提早謀劃布局，形成系統(tǒng)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)桨l(fā)展。

（三）深度參與光熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)

建議依托內(nèi)蒙古廣泛的應(yīng)用場景，以項目為牽引積極對接?xùn)|方電氣、上海電氣、常州龍騰、首航高科、藍(lán)科高新等頭部企業(yè)，爭取在內(nèi)蒙古設(shè)立產(chǎn)用融合創(chuàng)新平臺，圍繞降低成本、提升集熱效能、新型導(dǎo)熱介質(zhì)應(yīng)用、新型大容量汽輪機(jī)研發(fā)等關(guān)鍵領(lǐng)域開展前瞻性研究，掌握產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)主動權(quán)和核心競爭力。

［作者1系內(nèi)蒙古自治區(qū)政府副秘書長、政府研究室（參事室）黨組書記、主任；作者2單位：內(nèi)蒙古自治區(qū)政府研究室（參事室）］

責(zé)任編輯：張莉莉