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不久前，國家能源局發(fā)布《關(guān)于2021年風電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項的通知》。通知提到，建立保障性并網(wǎng)、市場化并網(wǎng)等多元化并網(wǎng)保障機制。

市場化并網(wǎng)是指保障性并網(wǎng)范圍以外仍有意愿并網(wǎng)的項目，可通過自建、合建共享或購買服務(wù)等市場化方式落實并網(wǎng)條件后，由電網(wǎng)企業(yè)予以并網(wǎng)。并網(wǎng)條件主要包括配套新增的抽水蓄能、儲熱型光熱發(fā)電、火電調(diào)峰、電化學儲能、可調(diào)節(jié)負荷等靈活調(diào)節(jié)能力。

現(xiàn)有大規(guī)模光伏和風電存在“極熱無風”和“極寒無光”的先天短板，導致其在冬夏季節(jié)的用電晚高峰時段都難以提供有效出力。

公開信息顯示，去年入冬以來，受極寒天氣影響和電取暖的增加，全國用電負荷超過夏季高峰，創(chuàng)歷史新高，特別是1月7日晚高峰的負荷比2020年夏季峰值增長了10%以上。

當日晚間全國光伏發(fā)電出力是零，且當天全國大部分地區(qū)無風，導致風力發(fā)電裝機出力只有正常情況下的10%，即1月7日的用電晚高峰時段，全國有5.3億千瓦風電和5億千瓦的光伏電力沒有出力。

另外，冬季枯水期使得我國3.7億千瓦水電裝機在當天晚高峰時段有2億千瓦沒有出力。而且，冬季也是天然氣的用氣高峰，當時我國的1億千瓦天然氣發(fā)電裝機中有一半左右沒有出力。再加上全國發(fā)電裝機的區(qū)域布局和停機檢修情況，于是出現(xiàn)了我國20多億千瓦電力裝機卻難以保障12億千瓦用電負荷的現(xiàn)象。

可以預見，隨著“雙碳”目標下光伏和風電裝機繼續(xù)迅猛增長，今后每年冬夏季的全國用電緊張類似局面只會不斷加劇，需馬上采取強力的應(yīng)對措施。

今年3月1日，國家電網(wǎng)發(fā)布《“碳達峰、碳中和”行動方案》，提出要加快能源技術(shù)創(chuàng)新，提高新能源發(fā)電機組涉網(wǎng)性能，加快光熱發(fā)電技術(shù)推廣應(yīng)用；提升靈活調(diào)節(jié)電源的比重，建設(shè)調(diào)峰電源，發(fā)展“新能源+儲能”、光熱發(fā)電，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。

光熱電站自帶長周期、大規(guī)模、安全可靠的熱儲能，可適當配置天然氣補燃以實現(xiàn)幾乎全年晝夜不間斷穩(wěn)定發(fā)電及為光伏、風電提供靈活調(diào)峰輔助服務(wù)。

光熱發(fā)電通過蒸汽推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，還能為系統(tǒng)提供可靠的轉(zhuǎn)動慣量，能在高比例光伏、風電滲透的電力系統(tǒng)中承擔類似燃煤和燃氣火電的“壓艙石”角色。


我國西部地區(qū)大多水資源匱乏，受枯水期及漫長冬季冰凍影響，并不適合大規(guī)模建設(shè)抽水蓄能電站，并且，抽水蓄能電站建設(shè)工期往往在5年以上，而光熱電站建設(shè)期平均只需18個月。

西部的火電廠很多都是“以熱定電”的熱電聯(lián)供機組，每年有近半年需保障民生供暖，可額外用于為光伏、風電調(diào)峰的空間并不大。另外，西部地區(qū)已幾乎不能再新建專門用于調(diào)峰輔助服務(wù)的燃煤火電廠。

場地布置靈活的電化學儲能響應(yīng)速度快，在分布式新能源領(lǐng)域的1~2小時儲能時長以內(nèi)調(diào)用具有一定優(yōu)勢，但最近國內(nèi)外連續(xù)發(fā)生了多起安全事故，及存在的電站30年壽命期內(nèi)因效率衰減而需批次更換的問題，使得業(yè)界短期內(nèi)對其在大型新能源電站中的長周期、規(guī)模化應(yīng)用存在顧慮。

電化學儲能在超過4小時以上的長周期儲能應(yīng)用時，會導致其度電成本成倍增加，目前離經(jīng)濟可行性有較大差距。而從電網(wǎng)的角度，真正能滿足實現(xiàn)“早晚高峰”及其它時段可隨時響應(yīng)調(diào)峰指令的儲能系統(tǒng)，一般需具備8~10小時左右的儲能時長。

光熱電站中，目前采用的物理熱儲能介質(zhì)熔鹽是硝酸鉀和硝酸鈉的混合物，工藝成熟，早已在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，在電站30年壽命周期內(nèi)都沒有損耗，也無需更換。硝酸鉀和硝酸鈉在位于我國西部地區(qū)的青海鹽湖和新疆吐魯番等地的礦山中都有巨大儲藏。因此，在西部地區(qū)大規(guī)模發(fā)展光熱發(fā)電，可實現(xiàn)熔鹽化工原料在西部就地生產(chǎn)及應(yīng)用，形成綠色低碳循環(huán)化工。

因此，目前看來，若選擇在西部地區(qū)能規(guī)?；瘽M足電網(wǎng)8~10小時儲能時長的調(diào)峰要求，且能在數(shù)年內(nèi)完成相當規(guī)模裝機的發(fā)展方式，光熱發(fā)電應(yīng)是重要發(fā)展方向。光熱電站的常規(guī)發(fā)電島裝備和技術(shù)與燃煤火電站基本相同，火電的全產(chǎn)業(yè)鏈裝備和技術(shù)基本都能應(yīng)用于光熱電站。

在筆者看來，為實現(xiàn)黨中央提出的“雙碳”目標及構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，我國在2060年碳中和前需新增幾十億千瓦新能源裝機。中東部地區(qū)受制于場地空間、風光資源等核心要素限制，新能源大發(fā)展的主戰(zhàn)場重歸西部已是大勢所趨。

西部有幾十萬平方公里戈壁、荒漠等地形，可滿足“雙碳”目標的幾十億千瓦新能源發(fā)電裝機，且西部地區(qū)的太陽能、風能資源條件都好于中東部地區(qū)，即使加上往中東部地區(qū)的輸電成本，其綜合度電成本依然低于中東部地區(qū)的太陽能和風能發(fā)電。

所以，筆者認為，能否以最低成本、最快速度、最大規(guī)模實現(xiàn)“雙碳”目標下的新能源發(fā)電裝機，關(guān)鍵是能否在合適配套政策支持下，盡快全面推進西部多個與特高壓外送通道配套的光熱、光伏和風電多能互補大型基地建設(shè)。發(fā)展光熱發(fā)電不僅能帶動傳統(tǒng)火電裝備產(chǎn)業(yè)鏈，替代節(jié)省寶貴的調(diào)峰電站用天然氣，且能協(xié)同促進更多光伏、風電裝機，可謂一舉多得。

經(jīng)過近20年的產(chǎn)學研結(jié)合和國家首批光熱示范項目政策的支持，國內(nèi)目前已建成10多座規(guī)?；鉄犭娬?，已實現(xiàn)95%以上關(guān)鍵技術(shù)裝備全國產(chǎn)化。

光熱電站是資金、技術(shù)和人才密集型的高精尖產(chǎn)業(yè)，在首批示范項目推進過程中，各方已積累了諸多寶貴經(jīng)驗和教訓，多項國產(chǎn)核心技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵指標已處于世界先進水平，部分中國企業(yè)已走向海外承接大型工程光熱電站工程。

海外中東北非及拉美智利等地的多個光熱項目開發(fā)商都已認可中國光熱企業(yè)的技術(shù)產(chǎn)品實力，邀請中國企業(yè)參與項目的實施，以推動海外光熱發(fā)電的成本下降并開發(fā)更大市場。

未來，隨著超臨界二氧化碳、高溫顆粒吸熱儲熱等創(chuàng)新技術(shù)的成熟應(yīng)用，光熱發(fā)電成本將大幅下降。但當前自帶長周期、規(guī)模化儲能的光熱發(fā)電度電成本仍顯著高于光伏、陸上風電等間歇性新能源，這就導致了對光熱發(fā)電的專項電價補貼目前看來難有持續(xù)性。

筆者建議盡快出臺政策細則，支持在西部建設(shè)大型光熱、光伏、風電多能互補基地，建議第一階段給予多能互補互補中的光熱發(fā)電不低于國內(nèi)天然氣發(fā)電價格的政策支持，促成千萬千瓦級互補基地建成并網(wǎng)，第二階段給予多能互補中的光熱發(fā)電不低于國內(nèi)火電調(diào)峰電價的政策支持，促成數(shù)千萬千瓦級互補基地建成并網(wǎng)。

在此基礎(chǔ)上，隨著更多先進光熱發(fā)電技術(shù)產(chǎn)品的成熟應(yīng)用，未來有望實現(xiàn)光熱發(fā)電的度電成本和靈活可調(diào)度性能都能與燃煤燃氣火電競爭，成為同時具備基礎(chǔ)電源和靈活調(diào)峰電源特性的重要新能源品種。整個傳統(tǒng)火電行業(yè)的裝備、技術(shù)和人員都可準確匹配到光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈，以最低代價實現(xiàn)傳統(tǒng)能源鏈的清潔轉(zhuǎn)型。

屆時，我國西部及海外高輻照地區(qū)完全可能實現(xiàn)新增10億千瓦級光熱電站，同時又可帶動幾十億千瓦光伏、風電的裝機消納，為全球?qū)崿F(xiàn)碳中和做出來自中國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的貢獻。

注：本文作者為恒基能脈新能源科技有限公司和首航節(jié)能光熱技術(shù)股份有限公司創(chuàng)始人姚志豪。 

原標題：西部光熱、光伏、風電多能互補基地將大有作為