光熱耀零碳!太陽能光熱發電的2021年

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2021年轉眼即逝,對於太陽能光熱人來說,這一年,我們共同見證了光熱發電的價值成為共識,電力系統對它的需求也逐漸變成了剛性需求;「風光熱儲互補,央企大舉進入,國家高度支持,太陽能光熱發電進入新時代……」

下面我們將其分拆成了五個關鍵字,從不同的維度來回顧太陽能光熱行業的2021年。

關鍵字一:技術創新力度空前

太陽能光熱與電網兩大行業重磅專家在《明確太陽能熱發電戰略定位促進技術發展》的文章中再次強調了光熱發電在新時代的價值。文章指出:太陽能熱發電技術具有安全性高、電力品質高、儲能規模大、可雙向連接電網的優勢,在「碳達峰、碳中和」戰略中具有不可替代的地位,在構建以新能源為主體的新型電力系統中將發揮中堅作用。通過近20年發展,我國太陽能熱發電產業成熟度高,產業鏈完整,國內已投運項目設備國產化率超過90%,具備大規模應用發展的條件。

這一年,光熱發電技術創新碩果累累。北京市科委和國家重點研發計劃支持的「超臨界CO2太陽能熱發電關鍵基礎問題研究」項目超取得了突破性進展,圓滿完成中期驗收;「光熱發電用耐高溫熔鹽特種合金研制與應用」列入國家重點研發計劃「先進結構與復合材料」重點專項2021年度項目。「變革性技術關鍵科學問題」重點專項「寬波段平面超表面太陽能聚光器及其集熱系統」順利啟動。領域內數位科研帶頭入選全球前2%頂尖科學家榜單,入列Elsevier2020年中國高被引學者……

創新主體精彩呈現。40餘家高校、科研院所和龍頭企業組成的「超臨界二氧化碳循環發電技術創新聯合體」成立;多家太陽能光熱聯盟理事單位研制的太陽能熱發電技術裝備入圍國家能源局首臺(套)名單;首臺100MW級塔式光熱電站熔鹽儲熱裝置技術被中國可再生能源學會認定為「總體水平達到國際領先的鑒定成果」。

在國際上話語權日漸權重。太陽能光熱發電技術多項國際標準獲批,更多標準通過IEC立項;中國海外光熱發電項目的參與度已成為影響全球光熱行業發展前景一個重要因素,「很大程度上,中國將決定著全球光熱發電發展的速度與規模。」

科學技術是第一生產力,創新是引領發展的第一動力。正如工程熱物理專家、中國科學院院士徐建中在在2021中國太陽能熱發電大會中致辭中表示,隨著「3060」目標的推進,太陽能光熱作為可再生能源重要的一種形式,也將重塑能源未來。太陽能光熱聯盟專家委員會主任委員、中國科學院何雅玲院士提出,儲能型聚光集熱發電技術是一種有序、可調度且碳排放量少的類常規能源發電技術,與波動的可再生能源結構,共同構建穩定可靠的高比例可再生能源系統光熱發電中還有許多科技問題需要我們去研究、揭示規律,開發新技術。但目前包括高能量密度、高功率密度的儲能基礎理論及低成本、高可靠性儲能技術門路等行業發展面臨的關鍵科學技術問題,仍需要組織力量在國家的支持下開展研究並進行廣泛應用。

而作為行業發展的第一梯隊,老中青三代光熱人不忘初心,積極奮發,新生代蓬勃生長!在「2021中國太陽能熱發電大會」「太陽能熱利用科學技術研究生論壇」上,榮獲中國首個太陽能熱利用獎學金「德芳太陽能熱利用獎學金」的研究生們成為中國力量代表與青年學子的榜樣。

中國共產黨成立一百周年之際,屹立在中國西北的儲能型太陽能光熱電站,以精密的控制技術,在瀚海戈壁上在追光逐日的鏡場中,拼出巨幅標語送上祝福。光熱科技「硬核」獻禮,大國重器驚喜炫目,各大主流媒體紛紛跟進報導,為慶賀黨生日一大盛景。

關鍵字二:國家高度支持

2月22日,《國務院關於加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》明確:提升可再生能源利用比例,大力推進風電、光伏發電發展,因地制宜發展水能、地熱能、海洋能、氫能、生物質能、光熱發電。加快大容量儲能技術研發推廣,提升電網匯集和外送能力。

6月11日,國家發展改革委相幹文件明確,2021年底前全容量並網的,首批太陽能熱發電示范項目上網電價繼續按1.15元/千瓦時執行。

7月23日,國家發展改革委、國家能源局印發《關於加快推進新型儲能發展的指導意見》提出,以需求為導向,探索開展儲氫、儲熱及其他創新儲能技術的研究和示范應用。

8月10日,國家發展改革委、國家能源局印發《關於鼓勵可再生能源發電企業自建或購買調峰能力增加並網規模的通知》指出,對於自建調峰資源方式掛鉤比例要求是,自建調峰資源指發電企業按全資比例建設抽水蓄能、化學儲能電站、氣電、光熱電站或開展煤電靈活性改造。為鼓勵發電企業市場化參與調峰資源建設,超過電網企業保障性並網以外的規模初期按照功率15%的掛鉤比例(時長4小時以上)配建調峰能力,按照20%以上掛鉤比例進行配建的優先並網。

10月26日,國務院發布《2030年前碳達峰行動方案》提出:大力發展新能源。積極發展太陽能光熱發電,推進建立光熱發電與光伏發電、風電互補調節的風光熱綜合可再生能源發電基地。加快建設新型電力系統。構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統,推進清潔電力資源大範圍優化配置。大力提升電力系統綜合調節能力,加快靈活調節電源建設;加快新型儲能示范推廣應用。

12月24日,國家能源局印發了《電力並網運行管理規定》和《電力輔助服務管理辦法》,明確光熱發電等為發電側並網主體,納入電力輔助服務管理。

關鍵字三:風光熱儲互補

中國將持續推進產業結構和能源結構調整,大力發展可再生能源。其中一項重要舉措就是在沙漠、戈壁、荒漠地區加快規劃建設大型風電光伏基地項目。

3月1日,國家電網公司發布《「碳達峰、碳中和」行動方案》提出:加快能源技術創新,提高新能源發電機組涉網性能,加快光熱發電技術推廣應用。提升靈活調節電源的比重,建設調峰電源,發展「新能源+儲能」、光熱發電,提高系統調節能力。

近期,青海、甘肅、吉林等地陸續啟動光熱與光伏風電一體化開發的項目,這些項目既能發揮光熱發電的儲能和調峰能力,體現光熱作為調峰電源支持新能源發展作用,充分利用近年來風電光伏成本快速下降的成果。隨著這些風光熱一體化項目的啟動,標誌著我國太陽能光熱發電+其他可再生能源電力項目的起步。光熱發電熔鹽儲罐中帶有可接納可再生能源電力的電加熱系統,光熱發電系統對電網形成雙向連接,達到靈活調節可再生能源電力的目的。熔鹽儲熱將在源網荷儲、風光熱儲一體化項目中可發揮重要作用,不但可在用電高峰期轉化為調峰電能,還在工農業應用、餘熱利用、采暖等不同領域也煥發光彩。

光熱耀零碳!太陽能光熱發電的2021年 科技 第1張

關鍵字四:央企大舉進入

「3060」雙碳目標是我國實現可持續發展、高質量發展的內在要求,也是推進構建人類命運共同體的必然選擇。企業是創新主體,中央企業是科技創新的國家隊。國有企業特別是中央所屬國有企業,一定要加強自主創新能力,研發和掌握更多的國之重器。

光熱發電資金和技術雙密集型的特點讓不少企業望而生畏。而對於國企和央企而言,其擁有雄厚的資金實力和資源優勢,在技術研發、裝備制造、項目融資、工程建設及電站運維方面都可布局。國家首批示范項目開發至今,諸多央企、國企已經參與進來,這其中不乏一流的發電集團、「三大動力」、中國能建、中國電建等知名央企、國企。

光熱發電行業也不乏央企、國企的深度參與,2021中國太陽能熱發電大會增加了不少來自中國大唐集團、國家電投集團、中國電建、中國能建、中國廣核、國家電網、東方電氣等央企集團企事業的代表;在風光大型基地建設中,央企、國企作為牽頭單位擔綱重擔,例如華能、國電投、國家能投、三峽、中國廣核等,與行業頭部企業,聯手打造光熱發電項目,創樹「央企+民企」新標桿,必將對項目的實施落地起到保障作用!

關鍵字五:太陽能光熱發電進入新時代

國家能源局新能源和可再生能源司新能源處處長邢翼騰、副處長孔濤在出席活動時表示,我國風電、光伏都將以更快速度發展,隨之而來的是日益嚴格的調峰能力不足問題,這也為光熱行業的發展帶來了新的機遇。國家能源局一直積極支持太陽能熱發電行業的發展,也積極協調相幹單位從多方面支持光熱行業發展。構建以新能源為主體的新型電力系統目標的提出為光熱發電行業的發展帶來了新的機遇,主要體現在,一是我國部分地區將光熱發電作為調峰電源有剛性需求;二是光熱參與電力市場,有利於在國家補貼退出後保證光熱產業的可持續發展;三是通過積累國家首批光熱發電示范項目建設運行經驗,有利於參與國際市場競爭。

新時代光熱發電如何發展?中國科學院電工研究所研究員、國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟理事長王志峰總結為,呈一個中心點、三個方向發展。一個中心的是太陽能熱發電將一直發揮以儲熱為中心的態勢;第一個方向是風光熱打捆說明光熱發電進入了剛性需求階段,也吸引了資本的興趣;第二個方向就是向高參數方向走,光熱發電就進入了800℃運行溫度的時代,在未來在800℃高溫支撐下的超臨界二氧化碳發電系統成為一個新的方案,可以把電價降低到每度電大概3~4毛錢的水平;第三個方向就是太陽能高溫熱能向工業利用發展,太陽能采暖也有很好的應用場景。

水之積也不厚,則其負大舟也無力。因此,光熱發電行業需「堅定信心,共同努力,進一步錘煉技術、降低成本,為未來五年、十年行業的快速發展做好紮實的準備。」

畫外音:

近年來,我國光熱發電行業一直在披荊斬棘中前行。2019年光熱發電產業經歷了2016年的熱情後陷入發展的低迷期。2020年光熱發電運行技術基本成熟,摸清成本下降空間和手段。2021年內部降低成本,外部多方爭取政策,蓄勢待發。2022年將是我國太陽能熱發電大規模產業化的起始年。

作為我國唯一一家致力於推進太陽能熱利用技術和產業發展的國家級產業技術創新戰略聯盟,太陽能光熱聯盟一直在積極呼籲,建議國家繼續出臺光熱發電的支持政策,加大光熱發電的科技投入,引導其成本快速降低,從而盡快發揮在構建以新能源為主體的新型電力系統中的重要作用,助力能源領域的碳中和目標實現。

一萬年太久,隻爭朝夕。奔向2022年,光熱同仁,心有目標,肩有擔當,學有榜樣,行有方向!

星光不問趕路人,光熱不負實幹家!2022年期許「幹就完了!」(作者:董清風)

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