光熱發(fā)電是未來新能源領域的定海神針

:自2016年國家公布太陽能熱發(fā)電的標桿電價并確定首批示范項目名單后，2017年我國迎來了太陽能熱發(fā)電項目建設的高潮。然而，一方面是國家政策對太陽能熱發(fā)電行業(yè)開始支持，另一方面，“三北”地區(qū)棄風棄光現(xiàn)象凸顯。要如何解決這一矛盾呢？業(yè)內(nèi)人士認為：儲能是減少棄風棄光、保證包括太陽能熱發(fā)電在內(nèi)的可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的關鍵手段。太陽能熱發(fā)電由于配置了儲熱系統(tǒng)，對于電網(wǎng)來說應該是優(yōu)質(zhì)電力。

4月25日上午，由國家太陽能光熱聯(lián)盟、中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會和愛能森控股有限公司聯(lián)合主辦的“光熱發(fā)電與電網(wǎng)調(diào)峰”論壇在蘇州香格里拉大酒店隆重舉行。來自深圳市愛能森科技有限公司，水電水利規(guī)劃設計總院新能源部、國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所、中國電力科學研究院新能源研究中心，浙江大學能源工程學院、武漢理工大學材料學院、華北電力大學等單位的業(yè)內(nèi)知名專家學者共聚一堂，圍繞太陽能熱發(fā)電對電網(wǎng)的作用、太陽能熱發(fā)電在新一代能源體系中的定位、儲能技術等話題進行了交流。會議由深圳愛能森科技有限公司董事長陳明麗主持。

一、太陽能熱發(fā)電是真正有可能把我們的電網(wǎng)變成能源互聯(lián)網(wǎng)的技術

國家太陽能光熱聯(lián)盟常務副理事長王志峰和浙江大學博士生導師肖剛合作完成的《太陽能熱發(fā)電在新一代能源系統(tǒng)中的定位》報告指出：要定位好太陽能熱發(fā)電的作用，首先要定位好可再生能源在新一代能源系統(tǒng)中的核心地位。因為電網(wǎng)面臨波動的可再生能源電力這一新的挑戰(zhàn)，當大規(guī)模新能源電力為電力輸送的分配源端時，需要靈活高效地將可再生能源電力并網(wǎng)和傳輸融入到電力發(fā)展中。新的形勢要求電網(wǎng)能根據(jù)用電峰值不同，在不同可再生能源交替使用的情況下，在不同時間段可以滿足用戶側的使用需求，不會因為某一可再生資源的供給不穩(wěn)定而影響用戶側的使用。如何調(diào)節(jié)供給側和需求側在不同時間的需求矛盾呢？太陽能熱發(fā)電技術及其儲熱技術不僅可以保證供電的穩(wěn)定性、平滑性，還能降低發(fā)電成本，是保證新一代能源系統(tǒng)運作順暢的最優(yōu)選擇。

報告指出：當前來講，帶有儲熱的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)相較于帶有儲熱的光伏發(fā)電系統(tǒng)，是具備足夠的成本優(yōu)勢的。在未來的20年，即使儲熱技術不能產(chǎn)生突破性的、革命性的變化，帶有儲熱的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的成本也能是與帶儲熱的光伏系統(tǒng)成本相當。也就是說在未來的二、三十年，即使考慮到太陽能熱發(fā)電技術不產(chǎn)生革命性的變化，也能夠充分地與帶儲熱的光伏進行競爭。另外，從能源梯級利用的角度來考慮，太陽能熱發(fā)電還可以與供暖和供冷技術耦合使用。這樣，太陽能熱發(fā)電的系統(tǒng)能效會更高，總的經(jīng)濟成本應該會更低。所以說，太陽能熱發(fā)電是真正有可能把我們的電網(wǎng)變成一個能源網(wǎng)，變成一個能源互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡。

這是我們新一代的系統(tǒng)，對于整個太陽能熱發(fā)電有一個技術的要求，希望我們在未來的二三十年內(nèi)，能夠使它完全的成熟，并且使它的成本降到足夠低。所以，太陽能光熱發(fā)電在整個新能源領域的地位，應該是能夠起到一個定海神針的作用。雖然這個神針現(xiàn)在很小，我們希望它能夠越變越大。

二、太陽能熱發(fā)電確實能夠在電力規(guī)劃、電力平衡中發(fā)揮重要作用

國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所副所長謝國輝在《太陽能熱發(fā)電在電網(wǎng)中的定位》主題報告中指出：我本人對太陽能熱發(fā)電也是抱有非常好的一個信心。第一，太陽能熱發(fā)電是利用太陽能進行發(fā)電的另外一個利用技術，跟光伏發(fā)電是并列的。2016年光伏發(fā)電累計裝機容量已經(jīng)達到了7742萬千瓦，新增裝機容量首次超過了風電，這是一個標志性的事件。所以太陽能領域來說，光伏發(fā)電還是主導；太陽能熱發(fā)電剛剛起步，前途可期；第二，從新增電量來考量太陽能發(fā)電的地位。自2015年，太陽能發(fā)電在在能源結構已經(jīng)開始起到替代電源的作用。隨著趨勢的演變，在2025年期間，太陽能新增的發(fā)電量將超過煤電新增的發(fā)電量，這將也是一個非常具有標志性的事件，是太陽能發(fā)電在未來能源供應體系中的一個非常重要的角色描述。

此外，間歇性電源如果不配備儲能，在大規(guī)模接入電力系統(tǒng)的時候，對我們的電網(wǎng)規(guī)劃環(huán)節(jié)會帶來很大的影響。我們統(tǒng)計了一下，在用電高峰時期大概95%的置信水平下，太陽能光伏的置信容量也就是25%左右。也就是說，在高峰時段的時候，100萬容量的光伏電站也就只有25萬的容量能夠參與電力系統(tǒng)的規(guī)劃環(huán)節(jié)，因為需要電力平衡。而太陽能熱發(fā)電，若配備了6個小時的儲熱，在晚高峰的時候它是可以發(fā)電的。所以，從電力系統(tǒng)規(guī)劃和電力平衡的角度來看，太陽能熱發(fā)電確實能夠在電力規(guī)劃、電力平衡中發(fā)揮重要的作用。

總結來說，太陽能熱發(fā)電在電網(wǎng)運行中的作用可以定義為：在并網(wǎng)規(guī)模不大的時候，它完全可以作為系統(tǒng)的調(diào)峰電源，與光伏和風力發(fā)電配合運行，滿足系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻的需求；當太陽能熱發(fā)電的并網(wǎng)規(guī)模越來越大的時候，完全有可能替代電力系統(tǒng)中的核電，以及靜流式水電。對于太陽能熱發(fā)電的價值問題，美國國家可再生能源室做過一個研究實驗，對光伏、風電、無儲熱太陽能熱發(fā)電和帶有儲熱的太陽能熱發(fā)電進行對比。結果表明，太陽能熱發(fā)電不僅是替代了高成本的機組發(fā)電，還降低了機組啟停的次數(shù)和成本，減少有害氣體的排放，提供高峰時段容量效益等，降低了整個系統(tǒng)的邊際費用。它的整個價值還是比較高的，基本上高出光伏發(fā)電的20%左右。所以未來還是比較堅定地看好太陽能熱發(fā)電在電力系統(tǒng)里面的價值和作用。

三、太陽能熱發(fā)電的發(fā)展對于提高整體新能源的消納能力是很有幫助

中國電力科學研究院新能源研究中心副總工程師朱凌志針對《太陽能熱發(fā)電與電網(wǎng)調(diào)節(jié)》進行了發(fā)言。他指出，這幾年來，棄風、棄光（光伏）一直是我國新能源發(fā)電關注的熱點問題，為什么這么多的新能源都被扔掉了呢？而且電量還很可觀。技術層面的原因可能有三大類：一個是新能源消納空間，電網(wǎng)輸電能力的問題。新能源超常規(guī)發(fā)展，發(fā)展程度太快了，跟不上，局部占比過大，超出了市場曾在能力；另外是系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力問題。靈活調(diào)節(jié)電源，抽蓄和燃氣的比重比較低，火電的調(diào)節(jié)能力不足，“三北地區(qū)”的火電機組在供暖期只有20%的調(diào)節(jié)能力。而西班牙、丹麥等國家的火電機組都具備深度調(diào)峰能力，可調(diào)節(jié)出力達到80%；還有就是新能源的并網(wǎng)適應性問題。新能源、風電和光伏的并網(wǎng)和常規(guī)技術有很大的區(qū)別，它缺少慣性特性，頻率支撐能力弱，高占比導致電網(wǎng)抗擾動能力下降，由于新能源的接入，系統(tǒng)的頻率特性相比以前是惡化了很多。“棄風棄光”將是未來我國很長一段時間內(nèi)面臨的主要問題，尤其是在適宜太陽能熱發(fā)電開發(fā)的西部地區(qū)。

太陽能熱發(fā)電是新能源發(fā)電的新生力量。太陽能熱發(fā)電可以通過儲熱，實現(xiàn)0到12小時的儲存，光伏發(fā)電、風電本身不帶存儲功能。在輸出波動性方面，太陽能熱可以做到比較持續(xù)，比較穩(wěn)定的輸出，而光伏的波動性還是比較強的，風電更強。在太陽能熱發(fā)電與系統(tǒng)的穩(wěn)定控制方面，首先太陽能熱發(fā)電作為一個同步機電源是很有優(yōu)勢的，增加系統(tǒng)慣量，制成頻率穩(wěn)定，可以提高電網(wǎng)抗擾動能力。此外，太陽能熱發(fā)電還可以提高短路電流水平和耐受故障能力，增強送端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性，避免連鎖故障。第三，太陽能熱發(fā)電可以改善接入地區(qū)的電能質(zhì)量，抑制次同步振蕩。具備較長儲熱能力的太陽能熱發(fā)電可以有效提高系統(tǒng)調(diào)峰能力，緩解新能源限電問題。當然，儲熱能力不足的太陽能熱發(fā)電，自身也存在被限電的風險。

太陽能熱發(fā)電具有優(yōu)良的并網(wǎng)適應性，可改善新能源集中開發(fā)區(qū)域的系統(tǒng)穩(wěn)定性。這方面來講，太陽能熱發(fā)電的發(fā)展，除了電價政策以外，可能還需要爭取到一系列配套輔助服務政策的支持。比如，太陽能熱發(fā)電可以為風電調(diào)峰或者光伏調(diào)峰，增加局部地區(qū)的系統(tǒng)穩(wěn)定性，這樣能否從光伏企業(yè)、風電企業(yè)得到一些額外的補償，來提高太陽能熱發(fā)電本身的效益和競爭力水平，這可能是需要我們研究和討論的問題。

總結來說，太陽能熱發(fā)電不僅可以作為調(diào)峰電源，促進太陽能、風能與電網(wǎng)良好的兼容、協(xié)調(diào)的發(fā)展，提高新能源供給的靈活性和彈性，也可以作為基礎電力，在電力改革中起著舉足輕重的作用。太陽能熱發(fā)電的前景是非常明朗的，隨著時間的進行，太陽能熱發(fā)電的裝機比例定會越來越高。

原標題:太陽能熱發(fā)電是未來新能源領域的定海神針