光熱“十四五”:破局發展的關鍵期

薩納斯 時間:2020-03-31 16:29:45 瀏覽:121

在歷經“十二五”和“十三五”十年的發展,我國的光熱發電產業從近乎零基礎發展到已經初步形成具有自主知識產權的產業鏈。但與飛快發展的光伏、風電產業相比,光熱發電產業的發展依舊任重道遠。


2020年1月22日,財政部、國家發展改革委、國家能源局正式下發《關于促進非水可再生能源發電健康發展的若干意見》,明確指出“新增海上風電和光熱項目不再納入中央財政補貼范圍,按規定完成核準(備案)并于2021年12月31日前全部機組完成并網的存量海上風力發電和太陽能光熱發電項目,按相應價格政策納入中央財政補貼范圍。”


光熱發電產業在尚未形成一定規模的情況下又要面臨即將斷奶,可謂是生不逢時,困難重重。“十四五”便成了是光熱發電產業突破困境而大力發展的關鍵期,為此,筆者通過 回顧光熱“十二五”和“十三五”的發展歷程,分析當前光熱發展的機遇與困境,并給出光熱“十四五”發展規劃的建議。


一、光熱“十二五”與“十三五”


2010年底,全球已實現并網運行的光熱電站總裝機容量為110萬千瓦,我國裝機容量為零;全球在建項目總裝機容量約1200萬千瓦。《太陽能發電發展“十二五”規劃》明確提出我國2015年底的裝機容量目標和產業發展目標。


其中,裝機容量目標為:以經濟性與光伏發電基本相當為前提,建成光熱發電總裝機容量100萬千瓦;產業發展目標為:太陽能光熱電站的整體設計與技術集成能力明顯提高,形成若干家技術先進的關鍵設備制造企業,具備光熱發電全產業鏈的設備及零部件供應能力。


“十二五”屬于我國光熱發電產業的起步發展期。在此期間,中國相繼建成了多個小型試驗示范性項目,國內的光熱發電裝備制造業獲得了長足發展,產業鏈逐步健全壯大趨于完整。


2014年8月,發改委批復了我國首個光熱發電示范項目(浙江中控青海德令哈10MW塔式電站)上網電價為1.2元/kWh(含稅),這是我國光熱發電項目首次獲得正式的上網電價,對國內光熱發電市場產生重大利好。


2015年9月30日,國家能源局下發《關于組織太陽能熱發電示范項目建設的通知》,示范項目申報工作隨即展開,此次示范項目申報的總裝機約為883.2萬千瓦,數量共計111個,至2015年11月16日,示范項目的評審工作結束。這批示范項目的開展標志著中國光熱發電市場開始步入規模化示范項目的密集開發期。


2015年底,我國累計建成光熱發電項目1.39萬千瓦,與“十二五”100萬千瓦的規劃目標相差甚遠,完成率僅為1.39%。


2015年底,全球已實現并網運行的光熱電站總裝機容量為494萬千瓦,我國裝機容量為1.39萬千瓦。《太陽能發電發展“十三五”規劃》明確提出我國2020年底的裝機容量目標和產業發展目標。


其中,裝機容量目標為:每年保持穩定的發展規模;太陽能熱發電裝機達到500萬千瓦;產業發展目標為:組織太陽能熱發電示范項目建設,發揮太陽能熱發電調峰作用和建立完善太陽能熱發電產業服務體系。


“十三五”屬于我國光熱發電產業的快速發展期。2016年,國家首批示范項目名單和電價政策落地,中國隨之迎來商業化示范項目的建設階段。2016年9月14日,國家能源局正式發布《國家能源局關于建設太陽能熱發電示范項目的通知》,共20個項目入選中國首批光熱發電示范項目名單,總裝機約1.35GW,包括9個塔式電站,7個槽式電站和4個菲涅爾電站,無碟式項目入圍。


除此之外,還有一個項目是參照首批光熱發電示范項目管理:魯能海西州多能互補集成優化國家示范工程(包含50MW光熱發電項目)。


“十三五”重點建設光熱發電示范項目主要有兩個目的:一個是擴大光熱發電產業規模,把光熱發電從基本上還處于示范性的技術和成本水平,逐漸發展至能滿足規模化發展的程度;另外一個是把國際的先進技術在國內進行應用,讓國內自主研發的技術也有一個應用和起步的環境。


截至2020年2月,我國光熱示范項目共有8個已投運或并網運行,共計50萬千瓦(如表2所示);全國累計已并網光熱發電54.43萬千瓦,其中“十三五”期間建成53.04萬千瓦,與“十三五”500萬千瓦的規劃目標相差甚遠,完成率僅為10.61%。


二、困境與機遇


經過“十二五”和“十三五”十年的發展,特別是依托首批光熱發電示范項目,我國已形成了初具規模光熱發電全產業鏈,設備和材料國產化率達90%以上,孕育出一批有國際競爭力的本土企業。但是從“十二五”和“十三五”規劃指標完成情況來看,光熱的發展是遠遠低于預期。2020年是“十三五”收官之年,也是“十四五”規劃發展的前瞻之年。


當前光熱面臨的困境是全方位的。首批20個示范項目中有4個退出,8個停滯,究其原因,主要有資金問題、技術問題、股權問題、用地問題等。其中資金問題是最主要的,光熱產業尚未形成較大規模,造價成本居高不下。據國際能源署相關數據顯示,目前全球已投產光熱發電項目的單位造價為4~9美元/W,而光伏和風電的單位造價已降至0.8美元/W以內,面對如此高昂的投資費用,很多企業都是望而卻步。


另一個重要原因就是技術問題,根據聚光集熱的不同方式,衍生出不同的光熱發電技術。但對于每種發電技術,都缺少一定規模的同類技術項目去交叉驗證技術的可行性和探索改進升級技術的可能性。相反,大部分的光熱技術都是“孤軍奮戰”,大大的提高了光熱產業的技術試錯成本,降低了光熱產業的規模發展效應。


近年來,在新能源固定電價補貼政策的支持下,我國新能源發電行業飛速發展,截至2019年底,我國已開發的風能裝機為2.1億千瓦,光伏裝機為2.04億千瓦。當前,發電欠補貼問題卻成為了制約新能源快速發展的首要原因。


截至2018年底,全國可再生能源的欠補已超過2000億,預計2019年會超過3000億。《關于促進非水可再生能源發電健康發展的若干意見》,明確指出“新增光熱項目不再納入中央財政補貼范圍”。與光伏、風電相比,光熱可謂是生不逢時,還沒走上成熟的產業發展道路就將斷奶,不得不“提前”尋求自力更生。


盡管困難重重,但是在國家能源安全新戰略的大背景下,光熱也面臨著不可多得的發展機遇。


光熱與風電、光伏互補應用,一方面能夠保障出力的平滑性,為電網提供穩定的電源輸出,優化風電和光伏的電能質量;另一方面能夠減少棄風棄光,提高風光資源的利用小時數,降低風電和光伏的建設成本。探索光熱與風電、光伏互補應用是助力我國新能源轉型發展的新舉措,也是光熱發展的新機遇。


“一帶一路”倡議給光熱帶來重大發展機遇。從地域分布來看,陸上絲綢之路經濟帶向西北地區延伸,海上絲綢之路則途徑南亞、印度、中東、北非地區,這些區域大部分是發展中國家,經濟發展水平相對較低,電力供給不足,但是擁有得天獨厚的光熱資源。


光熱項目的合作建設可以作為重要的載體增進“一帶一路”沿線各國之間的經貿聯系與和平發展。各國的通力合作也能夠為光熱項目的建設提供充足資金、先進技術和優秀人才,有利于發揮各國在光熱產業鏈的比較優勢,實現互利共贏。


近年來,以上海電氣集團股份有限公司、中國葛洲壩集團股份有限公司和山東電力建設第三工程有限公司為代表的我國總承包工程企業在國際光熱發電市場屢有斬獲,將國內玻璃、鋼材、控制設備、機電裝備及基礎建設能力等優勢商品輸出國門,走向世界。


三、建言“十四五”


“十四五”是光熱發展的關鍵期,光熱能否行穩致遠,很大程度取決于未來五年光熱能否形成規模化和經濟性的產業。針對當前光熱發展的困境與機遇,結合我國能源行業的最新政策,筆者關于光熱發展“十四五”規劃提出以下六點建議。


1. 盤活存量光熱項目


盤活存量光熱項目是“十四五”規劃的一項重要任務。《關于促進非水可再生能源發電健康發展的若干意見》明確指出,新增光熱項目不再納入中央財政補貼范圍,按規定完成核準(備案)并于2021年12月31日前全部機組完成并網的存量光熱項目,納入補貼范圍。因此盤活首批光熱示范項目中尚未建成的存量項目是非常有必要和緊急的。截至2020年2月,全國范圍還有13個光熱項目處于建設中和停滯狀態,共計89.9萬千瓦。這13個項目若能順利推進,光熱產業鏈的穩步發展就能得到一定的保障。


針對存量項目推進不力的各種原因,監管部門應該允許存量項目變更技術方案、股權結構以及建造地點等,并在土地使用、稅收政策上給與合理的照顧。


2. 推進光熱與光伏、風電的互補協同


“十四五”規劃應該大力推進光熱與光伏、風電的互補協同發展。光熱的核心優勢是能夠通過儲能系統完成平滑出力。光熱與光伏、風電互補協同正是充分利用光熱這一比較優勢,也能克服光伏、風電的劣勢實現共贏。光熱正是以退為進,將自身獨立發電的“主角”轉換為協助發電的“配角”,尋求光熱裝機容量新的增長點。


2019年9月19日,魯能海西州多能互補集成優化國家示范工程正式并網發電,自此,我國擁有了世界上首個集“風、光、熱、儲、調、荷”于一體的多能互補項目,依靠其50MW的光熱項目和儲能電池,該項目完全擺脫了火電調峰實現新能源的100%比例外送。在我國新能源發展史上具有里程碑意義,對推動光熱發電與其它可再生能源協同發展具有重要示范價值。光熱與光伏、風電的互補協同值得在全國范圍內推廣,特別是在三北地區的大型新能源基地。


3. 鼓勵光熱參與調峰市場


“十四五”規劃應該積極鼓勵光熱參與調峰市場。光熱發電機組因其配置儲熱系統可以作為電力系統中的主力機組承擔基本負荷,也可以作為電力系統中的調峰機組承擔調峰負荷。在火電裝機停批緩建的背景下,一些可再生能源特高壓外送通道沒有足夠的火電承擔調峰功能,無法實現設計外送能力。如果配置一定的光熱發電機組,就可以顯著提高電力系統接納風電和光伏發電的能力,提升清潔能源消納能力。


與常規電池相比,光熱電站的儲熱系統成本只有十分之一左右,且其運行效率更高,損耗更低。從調峰技術層面上看,大容量、低成本的儲熱系統能夠更快速、更深度地調節出力調節,在15分鐘以內就可以實現20%-100%的電力調節,其速度比火電更快、深度更深。如果有相關政策支持光熱參與調峰市場,相信光熱也會形成區域性競爭優勢。


4. 探索光熱的衍生應用


“十四五”規劃應該大力培育光熱的衍生應用。在光熱發電產業發展不及預期時,充分利用光熱技術的優勢,將其與煤電、海水淡化、水解制氫、石油開采等產業緊密結合起來,一方面能夠尋找光熱技術的發展新動能,促進光熱產業的規模化發展;另一方面能助力傳統的高耗能產業往清潔化、低碳化方向轉型。


太陽能光熱互補發電系統是光熱發電和化石燃料發電相結合的互補發電系統,在最早在20世紀80年代初就已試驗成功。是解決太陽能時間上不連續、促進太陽能發展應用、緩解化石能源緊張減少環境污染的有效途徑。相對于傳統的化石燃料電站,互補發電可以降低燃料消耗和減少污染物排放,同時相對于純光熱發電,混合發電又可降低投資。


太陽能光熱技術與海水淡化系統耦合實際上是利用太陽能的熱和海水淡化裝置相結合,利用太陽能替代化石能源供給海水淡化裝置所需熱能。光熱海水淡化技術宜采用槽式或者線性菲涅爾聚焦集熱方式。光熱海水淡化技術適用于太陽直射輻射充足,電力或蒸汽缺乏的海島或是偏遠的缺水區域。


太陽能熱分解水制氫技術是直接利用太陽能聚光器收集太陽能將水加熱到2200℃高溫下分解為氫氣和氧氣。光熱分解水制氫宜采用塔式或碟式聚焦集熱方式。隨材料科學技術的快速發展,光熱分解水制氫的成本也在快速下降。可以預見,光熱分解水制氫技術將會得到廣泛的推廣應用。


5. 推進光熱“走出去”


積極鼓勵光熱“走出去”應當是“十四五”規劃的重要內容,也是順應時代發展的必然舉措。在“一帶一路”倡議和《中國制造2025》戰略的指導下,我國光熱產業加快走出的步伐對推動全球光熱產業規模化發展,助力全球能源轉型和新工業革命的實施有著重要意義。


2019年年底,由中國電建所屬山東電建三公司EPC總承包建設、參與設計的摩洛哥努奧二期200MW槽式光熱電站項目經過多輪競爭,獲得國家優質工程金獎,成為首個榮獲國優金獎的光熱工程,也是2019年度電力行業唯一獲此殊榮的境外工程。摩洛哥努奧二期光熱電站裝機容量達200MW,是世界單機容量最大的槽式光熱電站,利用65萬面總面積達180萬平方米的反射鏡和總長達27萬米的集熱管聚熱發電,每年可為摩洛哥電網輸送5億千瓦時清潔綠色電力。隨著我國越來越多的光熱企業走出國門,并打造了一個又一個精品工程,未來,光熱有潛力成為我國在海外繼高鐵和特高壓又一張高科技名片。


6. 加快建立光熱標準化體系


加快建立光熱標準化體系必將是“十四五”規劃的又一重要內容。緊跟全球光熱先進技術創新和產業升級方向,建立和完善太陽能光熱產業標準體系和檢測認證體系。維護和升級各類光熱電站的設計、采購、施工、安裝和驗收標準體系。加強太陽能全產業鏈檢測技術及檢測裝備研發,整合檢測資源,建設太陽能光熱產業的公共檢測平臺。研究制定光熱取暖、光熱制汽、光熱建筑等各類光熱創新應用標準,促進光熱與其他產業的融合發展。


當下,光熱面臨新的困境與發展,“十四五”是光熱產業破局發展的關鍵期。期待“十四五”規劃能夠瞄準產業的痛點,切實為光熱的發展創造良好條件,助力光熱發電成為我國乃至全球電力結構中的重要組成部分。


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