复聚视角 | 光热发电行业观察
2019.09.04 来自:复聚投资
01 行业历史
自1950年前苏联设计了世界上第一座太阳能塔式电站开始,光热发电在全球范围内已有近七十年的发展历史,截止目前全球光热发电总装机约6GW。
由于技术、成本、资源条件等多方面原因,光热发电目前仍尚未在全球范围内大规模部署,已建成的光热电站大部分位于西班牙和美国两个传统光热发电市场。但随着可再生能源不可逆转的发展趋势和光热发电技术的不断成熟,摩洛哥、中国、南非、阿联酋、以色列及沙特等新兴光热发电市场正在快速崛起。
太阳能光热发电是利用大规模阵列镜面等聚热装置收集太阳热能,通过对热传介质进行高温加热,介质经过换热器后产生高温蒸汽,再推动汽轮发电机工作,从而达到生产电能的目标。白天多余的热量可存储与储热介质中,在无日照情况下仍可以利用储热保持正常发电。
1.2 行业分类
光热发电根据聚光方式的不同主要分为:槽式、塔式、线性菲涅尔式和碟式。
塔式光热发电系统:利用定日镜将太阳光聚焦在中心吸热塔顶部的吸热器上,加热吸收工质使其直接产生蒸汽或换热后再产生蒸汽。
槽式光热发电系统:利用串并联排列的槽式抛物面聚光器将太阳光聚到中心焦线上,集热管中的流动热液体将热量连续不断地输送到高压蒸汽发生器中,通过换热器进行热量交换,产生热蒸气。
线性菲涅尔式光热系统:该系统是简化的槽式系统,主要区别在于用平面镜取代槽式中的曲面镜。用一组平板镜代替槽式系统里的抛物面型的曲面镜进行聚焦,通过调整控制平面镜的倾斜角度,将阳光反射到集热管中,实现聚焦加热。
蝶式光热发电系统:利用旋转抛物面反射镜聚焦入射太阳光到焦点上,放置于焦点处的太阳能接收器收集热能加热工质,再驱动斯特林发电机发电。
与光伏、风能发电相比,光热发电的核心竞争力在于并网容易,但如何使成本下行是关键。
1、光热发电的电能质量最好,热能转换这一特有的中间环节使得光热发电可通过储热系统来改善发电出力特性,而储热比储能更容易。储热系统储存白天的多余热量,等到晚上再利用其进行发电,从而实现光热电站24小时的连续供电。储热保证了光热发电输出电流的稳定性,避免了光伏和风力发电难以解决的并网调峰问题。
2、光热发电环保程度高,光热发电相比风能和光伏,在发电生命周期内CO2排放量最低。尤其是和光伏发电相比,光伏发电系统的核心组成太阳能电池的生产过程能耗高、污染大,太阳能电池在其生命周期内节约的能源和生产其本身消耗的资源相比其实并不经济。
目前国家正在大力发展各种储能技术,大容量熔盐储能系统再商业化太阳能热发电站中已经成功运行十余年。与电池蓄电相比,光热发电用大容量熔盐储能优势比较明显。原因如下:
1、熔盐储热的成本非常低,其成本只有电池储能成本的十分之一到三十分之一;
2、熔盐储热效率非常高,损耗低,充放热及储热效率超过98%;
3、熔盐的使用寿命较长且安全可靠,几乎不涉及环保问题,也不存在爆炸隐患。根据最新研究成果,采用锂电池的度电储存成本大致为0.45-0.65元/kWh,采用熔盐的度电储存成本为0.035-0.05元/kWh。
02 行业现状
从现阶段看,成本是影响现阶段太阳能光热发电发展的重要因素之一。很难达到和风电、光伏同样低的成本,但和光伏、风电相比,太阳能光热电站的显著优势是配置大容量、低成本的储能(热)系统。储能系统使得太阳能光热电站既可以作为灵活调节电源,同时也可以逐步取代煤电成为新的基荷电源和调峰电源,但由于目前总体装机容量较小,并未凸显出储能优势。如果光伏和风电配上大容量电池进行储能,那么其成本会比光热发电高出不少。当然,只有逐步降低成本,减少对补贴的依赖,才是光热发电行业的长久发展之计。
尽管地理条件相对复杂多样,中国拥有良好的光照资源,非常适宜发展光热发电产业。DNI资源较好的地区主要集中在内蒙古西部、西藏、青海、新疆、甘肃等西北地区。这些区域的年度平均DNI处于1700-2300 kWh/m2之间。
(b)发电达成率
建成一座光热电站并不难,但让光热电站在较短时间内快速达到设计发电量从而实现预期收益才是最难之处,也最能体现一家公司的综合实力。只有尽早达到发电量设计值后,投资人才有信心,政府有关部门才会下定决心来支持整个行业的发展。
发电量达成率是指的实际发电量与理论发电量之比,即:
中国所有的发电类型均设置标杆上网电价。2016年9月1日,国家发展改革委下发《关于太阳能热发电标杆上网电价政策的通知》,核定太阳能热发电标杆上网电价为每千瓦时1.15元,并明确上述电价仅适用于国家能源局2016年组织实施的示范项目。同时,国家鼓励地方政府相关部门对太阳能热发电企业采取税费减免、财政补贴、绿色信贷、土地优惠等措施。
2018年,全球光热发电建成装机容量新增936MW,实现大幅增长。展望2019年以及未来几年,更大规模的装机量增长可以期待。这一信心基础来自于,除沙特外,全球其它主要光热发电新兴市场的发展规划。
中国市场近几年来,一方面,国家和各地方政府相继出台光热发电装机规划,另一方面,各意向投资商在各地储备光热项目以备后续示范项目启动。但多停留在规划层面,如果要计算中国的光热装机规划容量,很难有一个统一标准,也没有太大意义。
同时,考虑到我国目前在建的光热电站主要集中于昼夜温差大且自然环境相对恶劣的西北地区,在DCS系统设计时要充分考虑各项因素。比如,DCS系统设计时要考虑网络搭建及各类防护措施,对于部分室外远端设备要设计好对应的防护等级,针对光热电站通讯数量大等特点应提前做好整体方案设计。
相关线下活动:
第三届光热发电创新大会(2019.10.24-25,中国北京)
更多光热发电行业资讯欢迎关注微信公众号(cspfocus):
相关阅读
换一批提交评论
报告(会员专享)
查看更多+-
玉门鑫能 50MW二次反射熔盐塔式光热发电项目报告(仅限会员)
玉门鑫能50MW熔盐塔式光热发电项目于2016年9月成功入选我国首批光热发电示范项目,项目总投资17.9亿元。该项目是世界上首个采用创新型二次反射熔盐塔式技术的商业化电站。
-
乌拉特中旗100MW导热油槽式光热发电项目(仅限会员)
更新时间:2022年7月报告长度:9页我国首批光热发电示范项目中装机规模最大的槽式光热发电项目。项目总投资约29亿元,共安装375条槽式集热回路,一套满足10小时发电储能装置,项目建成后预计年发电量3.5亿度。1. 项目概述(P2)2. 项目关键数据(P2-3)3. 项目特点(P3)4. 项目重要时间节点(P4-5)5. 项目表现(P5-6)6. 主要参与企业 6.1 开发商--内蒙古中核龙腾新能源(P6) 6.2 投资方/电站EPC--中国船舶重工新能源(P6
-
中电建青海共和 50MW熔盐塔式光热发电项目(仅限会员)
中电建青海共和50MW熔盐塔式光热发电项目是国家首批光热示范项目之一,配置6小时熔盐储热系统。
-
鲁能海西格尔木50MW熔盐塔式光热发电项目(仅限会员)
鲁能海西格尔木50MW塔式熔盐光热发电项目是鲁能海西格尔木多能互补示范工程项目的关键项目,该项目占地约6400亩,采用塔式熔盐太阳能热发电技术。
线下活动
查看更多+-
第十二届光热发电中国聚焦大会2022
2022年05月26-27日 北京
-
第十一届光热发电中国聚焦大会2021
2021年10月28-29日 北京
-
第十届光热发电中国聚焦大会2020
2020年10月22-23日 北京
项目信息
查看更多+-
玉门鑫能50MW二次反射熔盐塔式光热发电项目
中国,已运行,塔式
-
乌拉特中旗100MW槽式光热发电项目
中国,已运行,槽式
-
中电建青海共和50MW塔式光热发电项目
中国,已运行,塔式
-
鲁能海西格尔木50MW熔盐塔式光热发电项目
中国,已运行,塔式