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近日，在由CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺、北京首航艾啟威節(jié)能技術(shù)股份有限公司、敦煌市人民政府聯(lián)合主辦的2019年中國光熱發(fā)電市場形勢與應(yīng)對策略峰會暨CSPPLAZA2019新年匯上，浙江中控太陽能技術(shù)有限公司董事長兼總工程師金建祥就中控德令哈10MW塔式光熱電站運行情況、50MW塔式光熱電站建設(shè)情況及光熱發(fā)電的定位與發(fā)展作了主題發(fā)言。
據(jù)金建祥介紹，中控10MW塔式光熱電站典型年設(shè)計發(fā)電量為1040萬kWh，2018年年總實測DNI為1961.47kWh/㎡，2018年總實際發(fā)電量為1051.4萬kWh，發(fā)電量達(dá)成率為96.75%，年總上網(wǎng)電量934.1萬kWh，總運行天數(shù)為261天，其中晴天73天，多云天為188天。
自2016年8月底中控10MW熔鹽塔式光熱電站并網(wǎng)發(fā)電以來，該電站發(fā)電量達(dá)成率迅速上升。在并網(wǎng)發(fā)電后三個多月的時間內(nèi)，該電站發(fā)電量達(dá)成率為76%。2017年全年發(fā)電量達(dá)成率為86.5%，2018年上半年發(fā)電量達(dá)成率上升到94.2%，2018年下半年發(fā)電量達(dá)成率達(dá)到了99%。
目前，中控德令哈50MW塔式光熱電站已于2018年12月30日20點18分一次并網(wǎng)成功。隨著示范項目的陸續(xù)建成，并網(wǎng)發(fā)電也備受矚目。對此，金建祥表示，一個項目建成并網(wǎng)發(fā)電并不是很難，而如何在短時間內(nèi)達(dá)到設(shè)計發(fā)電量是特別值得我們關(guān)注的，因為一座電站只有發(fā)電量達(dá)到設(shè)計值，其經(jīng)濟(jì)性才能得到保證。
▲ 中控德令哈50MW塔式光熱電站
在談及光熱發(fā)電的定位與發(fā)展時，金建祥指出，我們要先找準(zhǔn)光熱的定位，才能找到光熱的出路。光熱電站應(yīng)定位于靈活調(diào)節(jié)電源和基荷電源，尋求適應(yīng)于調(diào)峰需求的運行模式，配合光伏和風(fēng)力發(fā)電，并通過技術(shù)層面的努力和系統(tǒng)設(shè)計的調(diào)整，最大程度地發(fā)揮其儲能優(yōu)勢。
此外，金建祥認(rèn)為，在未來，通過光熱的標(biāo)準(zhǔn)化和批量復(fù)制推廣可以促進(jìn)成本的進(jìn)一步下降。與此同時，我們應(yīng)該埋頭苦干，練好內(nèi)功，在盡可能短的時間內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)發(fā)滿發(fā)，并通過不斷降低成本、提高效率，才能得到投資方的青睞和國家能源局后續(xù)政策的支持。
更多精彩內(nèi)容，請閱讀下面刊出的金建祥的發(fā)言全文：
各位上午好!會議組織方給我的題目是中控德令哈光熱電站的解讀，今天時間比較充裕，我想將中控德令哈10MW光熱電站運行情況及50MW光熱電站的建設(shè)情況向大家做個匯報。
首先，我先介紹一下中控10MW光熱電站。從工藝流程圖我們可以看出，其工藝流程較為復(fù)雜，既包括水工質(zhì)，也包括熔鹽工質(zhì)，儲能時長比較短，運行較為困難。
▲ 中控10MW光熱電站工藝流程圖
接下來，我想介紹一下中控10MW塔式光熱電站2018年的運行狀況。中控10MW塔式光熱電站典型年設(shè)計發(fā)電量為1040萬kWh，2018年年總實測DNI為1961.47kWh/㎡，相比2017年稍微差點(2017年為2002kWh/㎡);2018年總實際發(fā)電量為1051.4萬kWh，發(fā)電量達(dá)成率為96.75%，年總上網(wǎng)電量934.1萬kWh(2017年總上網(wǎng)電量為784.9萬度)，由此來看，2018年上網(wǎng)電量增長較多;電站運行天數(shù)方面：2018年總運行天數(shù)為261天，其中晴天只有73天，多云天為188天。
德令哈天氣比較特殊，晴天比較少，多云天比較多。光熱電站面臨最大的挑戰(zhàn)便是多云天氣，因為多云天對發(fā)電量的影響相當(dāng)大，相比之下，玉門或者敦煌的狀況都比德令哈好一些。
我認(rèn)為，一個項目建成并網(wǎng)發(fā)電并不是很難，而如何在短時間內(nèi)達(dá)到設(shè)計發(fā)電量是特別值得我們關(guān)注的，因為一座電站只有發(fā)電量達(dá)到設(shè)計值，其經(jīng)濟(jì)性才能得到保證。
下圖為中控10MW光熱電站2018年逐月的發(fā)電情況。其中，藍(lán)色柱是用當(dāng)月實測的DNI數(shù)據(jù)輸入模型之后計算出來的理論發(fā)電量，紅色柱是實際發(fā)電量。從圖中我們可以看到，1月、2月發(fā)電量達(dá)成率比較低(未達(dá)到90%)，11月份也偏低(因為下了三場大雪)，發(fā)電量達(dá)成率僅為93.7%。
▲ 中控10MW光熱電站2018年發(fā)電量達(dá)成情況
造成這三個月發(fā)電量達(dá)成率較低的原因有：1月份一些設(shè)備出現(xiàn)故障(主要是蒸發(fā)器);2月份對運行軟件做了較大的升級，影響了兩天發(fā)電;11月份德令哈下了三場大雪，鏡面化雪導(dǎo)致發(fā)電量明顯降低。
同時，我們對中控10MW光熱電站的發(fā)電量達(dá)成率也做了相應(yīng)的統(tǒng)計。2016年8月底，中控10MW熔鹽塔式光熱電站并網(wǎng)發(fā)電，在隨后三個多月的時間內(nèi)，該電站發(fā)電量達(dá)成率為76%。2017年全年發(fā)電量達(dá)成率為86.5%，2018年上半年發(fā)電量達(dá)成率上升到94.2%，2018年下半年發(fā)電量達(dá)成率達(dá)到了99%。
▲ 中控10MW光熱電站發(fā)電量達(dá)成率迅速提升
大家一般認(rèn)為熔鹽塔式光熱發(fā)電技術(shù)是一條比較好的技術(shù)路線，但覺得它還不夠不成熟。相比有20多年發(fā)展歷史的導(dǎo)熱油槽式技術(shù)，熔鹽塔式技術(shù)是最近幾年才發(fā)展起來的新技術(shù)，一般認(rèn)為其成熟度沒有槽式高。但是從中控10MW塔式光熱電站的運行情況來看，熔鹽塔式技術(shù)在很短的時間內(nèi)也可以達(dá)到槽式技術(shù)的成熟度。
此外，我們對影響發(fā)量達(dá)成率的因素進(jìn)行了分析。其中，影響2017年發(fā)電量達(dá)成率的情況如下：設(shè)備故障占8.9%，運營操作占3%，極端天氣占1.5%;影響2018年發(fā)電量達(dá)成率的數(shù)據(jù)為：運營操作占0.55%，極端天氣占0.75%，設(shè)備故障占1.2%(我相信明年可以下降到0.5%以內(nèi))。由于蒸發(fā)器的設(shè)計存在一些不合理的因素，當(dāng)時還未完成全部整改，目前，新的蒸發(fā)器正在設(shè)計中，我認(rèn)為采用設(shè)計更新后的蒸發(fā)器，這個數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)進(jìn)一步的降低。
其次，我向各位報告一下中控50MW塔式光熱電站的情況。
中控50MW塔式光熱電站實際投資不到10.5億元，比項目可研報告中的數(shù)據(jù)低一點。
12月26日19時，中控50MW塔式光熱電站汽輪機(jī)一次沖轉(zhuǎn)成功，汽機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到7676轉(zhuǎn)/分。在電站現(xiàn)場施工，尤其是土建施工方面，首航節(jié)能是值得我們學(xué)習(xí)的。2017年，由于50MW電站未在冬季到來之前完成吸熱塔結(jié)頂工作，致使項目的工期受到了較大影響。目前，項目場地內(nèi)的道路還沒有鋪設(shè)柏油，建筑物的外墻也沒有粉刷，若作為一個景點來看，可能會讓人感覺不舒服。到2019年3月底土地解凍可以重新施工的時候，我們大概還需要兩三個月的時間將這些涉及外觀的工作做得更加漂亮一些(當(dāng)然這些工作不會影響發(fā)電)。
第三，我想談?wù)剬鉄岚l(fā)電的思考。我非常贊成“干就是了”這個觀點，我們要耐得住寂寞，經(jīng)得起誘惑，要打持久戰(zhàn)。
光熱發(fā)電最大的優(yōu)勢在于儲能，與電池蓄電相比，其優(yōu)勢比較明顯。簡而言之，熔鹽儲熱的成本非常低，其成本只有電池儲能成本的十分之一到三十分之一，且其效率非常高，損耗很低。剛剛首航節(jié)能也提到，光熱電站兩個熔鹽儲罐每天溫度降低1度，就意味著千分之二的熱量損耗。目前，電池充放電效率可以達(dá)到90%，這已經(jīng)很了不起了。電池壽命不長，例如我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)，經(jīng)過兩三年使用會明顯感覺到“力不從心”了。相比之下，熔鹽的使用壽命較長且安全可靠，幾乎不涉及環(huán)保問題，也不存在爆炸隱患。
根據(jù)最新研究成果，采用鋰電池的度電儲存成本大致為0.45-0.65元/kWh，采用熔鹽的度電儲存成本為0.035-0.05元/kWh。我們相信，隨著產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，熔鹽儲能的成本還將不斷下降。
光熱發(fā)電作為一種清潔能源，現(xiàn)階段要達(dá)到和風(fēng)電、光伏同樣低的成本，目前來看是不太可能的。因此，我們要先找準(zhǔn)光熱的定位，再找到出路。與光伏和風(fēng)電相比，光熱電站的儲熱系統(tǒng)則是光熱電站成為靈活調(diào)節(jié)電源的重要保障。在未來，光熱發(fā)電可以作為一種靈活的調(diào)峰電源，實現(xiàn)平價上網(wǎng)，逐步取代煤電成為新的基荷電源和調(diào)峰電源。
針對光熱電站的運營場景，我們也做了相應(yīng)的研究。按照電網(wǎng)的需求，光熱電站在中午前后的2-6小時內(nèi)低負(fù)荷運行或者停機(jī)，為光伏讓路(光伏電站在中午前后的4-5個小時內(nèi)發(fā)電量占比最高，幾乎達(dá)到55%，在此時間段內(nèi)，光熱不應(yīng)該與光伏競爭上網(wǎng)，畢竟光伏發(fā)電的儲電成本很高);夜間是風(fēng)電出力的高峰期間，光熱應(yīng)該為風(fēng)電讓路。
如果按照上述定位做設(shè)計，光熱發(fā)電的成本是否會增長很多呢?經(jīng)過研究計算，相應(yīng)增加的成本還是可以接受的。在技術(shù)層面上可以利用大容量、低成本的儲熱系統(tǒng)以更好地進(jìn)行快速、深度的出力調(diào)節(jié)(在15分鐘以內(nèi)就可以實現(xiàn)20%-100%的電力調(diào)節(jié)，其速度比火電更快、深度更深;未進(jìn)行改造的火電的調(diào)節(jié)深度只能達(dá)到50%(完成改造后可達(dá)到70%)，每次深度調(diào)節(jié)大約需要花費一個小時)。
從經(jīng)濟(jì)性角度來看，為了滿足上述應(yīng)用場景的要求，我們在做設(shè)計的時候需要做一點調(diào)整。在此，我想提兩個方案：第一，在同等發(fā)電量的情況下，增加儲能時長;第二，在同等發(fā)電量的情況下，提高汽輪機(jī)功率。這樣，度電成本大約增長1-2分錢。總體而言，度電成本增加不多。
目前，很多人都認(rèn)為光伏電價很低，光熱上網(wǎng)電價很貴，實際情況如何?根據(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)，2017年全國光伏的平均上網(wǎng)電價為0.94元/kWh，如此說來光伏的上網(wǎng)電價并不低，例如東部沿海地區(qū)光伏并網(wǎng)電價要達(dá)到1.05元/kWh以上。
從本質(zhì)上來看，光伏和光熱是有差別的，光伏更像是電子系統(tǒng)，光熱則具備了機(jī)械行業(yè)的特征。所以，光伏容易通過大批量生產(chǎn)實現(xiàn)大幅度的成本降低，而光熱項目中的相關(guān)設(shè)備一般需要定制，相對而言，價格難以降低。我認(rèn)為，光熱電站只有通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和大批量復(fù)制推廣，才可以明顯地降低裝備的造價，同時還可以縮短工期和建設(shè)期。因為針對供貨周期長的設(shè)備，我們可以早點下訂單，這樣來縮短交貨期。
那么，大批量復(fù)制到底能對光熱電站成本下降產(chǎn)生多大影響呢?我們知道，光熱電站的建設(shè)要耗費大量的玻璃、鋼材、熔鹽和水泥等原材料，這些大宗貨物的價格約占電站總投資的18%，他們是不可能實現(xiàn)大幅度降價的。但是，除此之外的82%的投資都和批量生產(chǎn)有關(guān)系，因此，其成本下降空間較大。
我認(rèn)為，光熱發(fā)電成本下降可能分為如下四個階段：1)未來兩三年上網(wǎng)電價達(dá)到0.95元/kWh;2)5-6年后，上網(wǎng)電價達(dá)到0.8元/kWh;3)7-9年后，上網(wǎng)電價達(dá)到0.65元/kWh;4)10年后，通過超臨界二氧化碳等新技術(shù)的成功應(yīng)用與推廣，光熱并網(wǎng)電價達(dá)到0.35-0.45元/kWh(屆時熱電轉(zhuǎn)換效率可以提高50%以上)。
2019年，首批示范項目中中電工程哈密50MW項目、中電建青海共和50MW項目以及玉門鑫能50MW項目等都將并網(wǎng)發(fā)電。當(dāng)下，并網(wǎng)發(fā)電是萬眾矚目的事情，但是我認(rèn)為這只是萬里長征邁出的第一步，我們面臨的最大的挑戰(zhàn)是如何實現(xiàn)電站穩(wěn)定發(fā)電、盡早達(dá)到設(shè)計發(fā)電量。因為，只有達(dá)到了設(shè)計發(fā)電量，才能夠?qū)崿F(xiàn)可研報告當(dāng)中承諾的經(jīng)濟(jì)效益。
在接下來的工作中，我們只有埋頭苦干、練好內(nèi)功，盡可能在短的時間內(nèi)實現(xiàn)電站的穩(wěn)發(fā)滿發(fā)，同時不斷降低成本、提高發(fā)電效率，這樣才能夠得到投資方的青睞，得到國家能源局等相關(guān)部門的政策支持。
最后，我總結(jié)一下，通過前面幾個電站的建成與并網(wǎng)發(fā)電，我們中國人已經(jīng)完全掌握了光熱發(fā)電技術(shù)。同時，光熱電站應(yīng)定位于靈活調(diào)節(jié)電源和基荷電源，這樣才有利于發(fā)揮光熱電站的比較優(yōu)勢。2019年將會有更多的示范項目并網(wǎng)發(fā)電，發(fā)電量達(dá)成率將成為各方關(guān)注的重點和影響后續(xù)政策的主要指標(biāo)之一。謝謝各位!
原標(biāo)題：金建祥：光熱應(yīng)定位于靈活調(diào)節(jié)電源，配合光伏風(fēng)電發(fā)揮儲能優(yōu)勢
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