2021年,在經歷了近兩年的市場沉寂期后,中國光熱發電行業迎來了承上啟下的新元年。
這一年,中國首批光熱示范項目全面收官,已投運項目的運行表現漸入佳境,各項指標不斷向設計值靠近,個別項目甚至已超越設計指標。
這一年,在雙碳目標的推動下,國家風光新能源大基地項目大規模啟動,一批包含超1GW光熱裝機的大基地項目得以上馬并正在向前推進。
1、一系列光熱發電相關支持政策相繼發布
2021年2月22日,國務院發布《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》,意見提出提升可再生能源利用比例,大力推動風電、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。
2021年3月1日,國家電網有限公司發布《國家電網公司發布“碳達峰、碳中和”行動方案》。《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。
2021年4月25日,國家能源局綜合司向各省市發改委及能源局印發《關于報送“十四五”電力源網荷儲一體化和多能互補工作方案的通知》。通知指出,鼓勵“風光水(儲)”“風光儲”一體化,充分發揮流域梯級水電站、具有較強調節性能水電站、儲熱型光熱電站、儲能設施的調節能力,匯集新能源電力,積極推動“風光水(儲)”“風光儲”一體化。
2021年7月23日,國家發展改革委、國家能源局正式印發《關于加快推動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。
2021年8月10日,國家發改委、國家能源局近日聯合印發了《關于鼓勵可再生能源發電企業自建或購買調峰能力增加并網規模的通知》,鼓勵發電企業通過自建或購買調峰儲能能力的方式,增加可再生能源發電裝機并網規模。文件指出,鼓勵多渠道增加調峰資源。承擔可再生能源消納對應的調峰資源,包括抽水蓄能電站、化學儲能等新型儲能、氣電、光熱電站、靈活性制造改造的煤電。
2021年10月份,國務院印發了《國務院關于印發2030年前碳達峰行動方案的通知》。《通知》在能源綠色低碳轉型行動方面指出,將積極發展太陽能光熱發電,推動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。在推進綠色低碳科技創新行動方面則明確,要加快先進適用技術研發和推廣應用。其中包含推進熔鹽儲能供熱和發電示范應用。
2021年11月10日,國家能源局綜合司發布《關于推進2021年度電力源網荷儲一體化和多能互補發展工作的通知》,文件提出:鼓勵重大創新示范,各省級能源主管部門應在確保安全前提下,以需求為導向,優先考慮含光熱發電、氫能制輸儲用、梯級電站儲能、抽氣蓄能、電化學儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等新型儲能示范的“一體化”項目。
2、含光熱的風光一體化新能源基地開發大幕開啟
2021年10月份以來,在青海、甘肅和吉林,一批包含超1GW光熱裝機的風光熱互補新能源項目已經陸續啟動建設。

2021年,國家發改委、國家能源局發布第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電、光伏基地建設項目清單,涉及19省份,規模總計97.05GW。同時啟動了第二批以沙漠,戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地項目申報,未來將有更多的風光大基地項目包含光熱裝機。
光熱發電市場由此將迎來新一波發展熱潮,相較于此前開發的若干個光熱發電項目,這批項目意味著光熱首次脫離電價補貼,開啟市場化。
3、首批光熱發電示范項目電價不退坡!統一1.15元/kWh
國家發展改革委在《關于落實好2021年新能源上網電價政策有關事項的函》中明確,首批光熱發電示范項目,于2021年底前全容量并網的,上網電價繼續按每千瓦時1.15元執行,之后并網的中央財政不再補貼。
4、玉門鑫能50MW光熱項目聚光集熱儲熱系統全面投運
該項目聚光集熱儲熱系統于2021年11月27日打通循環,經過一個多月的調試運行,于2021年12月30日全面投運。

這標志著二次反射塔式聚光集熱儲熱技術在商業化的道路上又前進了一大步,為我國光熱發電產業的發展增添了新動力。
5、首批光熱示范項目發電量穩步提升、運行表現漸入佳境
1)青海中控德令哈50MW光熱電站單日發電量與發電達成率屢創新高!

2021年9月8日0時—24時,青海中控德令哈50MW光熱電站單日發電量106.61萬kWh,創出投運以來截至該日的歷史最高值;兩日后(9月10日),該電站單日發電量再次突破記錄,高達112.86萬kWh!
2021年11月,該電站月度累計發電量1790.68萬kWh,創今年月度發電量新高;發電量達成率104.37%,創電站投運以來月度發電量達成率最高紀錄。
自9月份入秋以來至12月份,該電站一直處于良好運行狀態,4個月的發電量累計達6099.12萬kWh,平均發電量達成率102.3%。
2)中國能建哈密光熱項目順利實現240小時連續穩定運行
9月6日,中國能建哈密光熱50兆瓦熔鹽塔式光熱發電項目成功實現全容量并網。

9月27日17時,該項目順利完成240小時連續運行測試,機組各系統運行平穩、各項指標良好。
截至12月28日,該電站累計發電達千萬度,標志著該項目進入發電穩定期。
3)首航敦煌100MW塔式光熱電站第三季度發電量同期增長39.7%

今年第三季度(7、8、9三個月),首航高科敦煌100MW熔鹽塔式光熱示范電站實現總發電量為7838.3862萬度,在2020年同期發電量較2019年增長31.3%的基礎上,2021年同期再度增長39.7%,實現了發電量的按規劃有序增長。在此期間的92個自然日中,電站所在地天氣為晴天少云天氣40天,多云天氣38天,陰天14天。較2020年同期DNI略低,且在敦煌今年多風沙氣候,嚴重影響光熱電站中定日鏡的清潔度的情況下,依然取得了四成的發電量增長,標志著項目進入4年“學習曲線”的第三年,電站各項性能指標仍然在大幅度提升。
4)蘭州大成敦煌50兆瓦光熱電站單日發電量再創新高

自5月1日0點至5月31日24點,蘭州大成敦煌50MW熔鹽菲涅爾式光熱電站整月累計發電量863.35萬kWh,當月累計上網電量855.8萬kWh,取得了優異的成績。項目自4月中旬完成了汽輪機和發電機主機消缺并逐步進行了磨合運行后,5月上旬開始電站發電量連續創新高,并進入連續試運行狀態。根據天氣和運行記錄顯示,5月共有7天單日發電量超過50萬kWh,5月26日單日發電量再創新高,達到61.04萬kWh。
5)青海省海西州50MW塔式光熱電站再創單日發電新記錄

繼今年5月份完成國內首例光熱電站電氣涉網試驗項目后,6月4日,魯能海西州多能互補集成優化示范工程50MW熔鹽塔式光熱電站再創國內同類型光熱電站單日發電量新高,達到了109.62萬kWh。
6)中電建青海共和50MW塔式光熱發電項目通過國家示范性項目驗收

2021年4月22日,青海省能源局、水電水利規劃設計總院驗收專家組一行到共和現場開展中電建青海共和50MW光熱發電項目國家示范性驗收工作。在驗收末次會上,驗收專家組對本項目示范性驗收情況進行了通報,認為項目試運行各項主要指標達到示范性驗收條件,一致同意中電建青海共和50MW光熱發電項目通過國家示范性項目驗收。5月7日,中電建青海共和50MW光熱電站全天上網電量53.9萬kWh,創下投運以來最高紀錄。
6、通過國家示范性驗收!烏拉特中旗100MW槽式項目創造多項世界紀錄!
2021年,國家能源局指定的國家首批光熱發電示范項目技術路線和指標監測評價機構水電水利規劃設計總院全面完成對烏拉特中旗100兆瓦光熱發電項目的示范性驗收并出具示范性驗收報告。這標志著該項目滿足國家首批光熱發電示范項目技術和指標要求,具備了示范效果。

該項目是國內裝機容量最大、儲能時間最長的槽式光熱發電項目,項目建設過程中創造了光熱項目單日系統注油570噸的世界紀錄、單日注油38個集熱回路的世界紀錄、集熱場一次流量平衡調節精度的世界紀錄和全球化鹽速度最快、建設周期、調試周期最短的世界紀錄,項目最關鍵光學指標——攔截率經過歐洲第三方權威實驗室檢測,攔截率達到98%(目前國際水平為97%)。
該項目2021年7月熔鹽儲能系統全面投運,系統實現連續穩定、高負荷運行,截至10月24日數據,2021年已累計發電超過2.2億千瓦時,預計2022年該項目發電量將超過4億千瓦時,實際表現超出預期。
7、光熱發電等被列入輔助服務主體,國家能源局印發新版“兩個細則”
12月24日,國家能源局印發《電力并網運行管理規定》、《電力輔助服務管理辦法》兩大文件,這是在時隔十五年后“兩個細則”迎來的重新修訂。
《電力輔助服務管理辦法》稱,電力輔助服務是指為維持電力系統安全穩定運行,保證電能質量,促進清潔能源消納,除正常電能生產、輸送、使用外,由火電、水電、核電、風電、光伏發電、光熱發電、抽水蓄能、自備電廠等發電側并網主體,電化學、壓縮空氣、飛輪等新型儲能,傳統高載能工業負荷、工商業可中斷負荷、電動汽車充電網絡等能夠響應電力調度指令的可調節負荷(含通過聚合商、虛擬電廠等形式聚合)提供的服務。
《電力并網運行管理規定》稱,本規定適用于省級及以上電力調度機構直接調度的火電、水電、核電、風電、光伏發電、光熱發電、抽水蓄能、自備電廠等發電側并網主體,以及電化學、壓縮空氣、飛輪等新型儲能。傳統高載能工業負荷、工商業可中斷負荷、電動汽車充電網絡等能夠響應電力調度指令的可調節負荷(含通過聚合商、虛擬電廠等形式聚合)等負荷側并網主體,省級以下電力調度機構調度管轄范圍內的并網主體,視其對電力系統運行的影響參照本規定執行。
8、熔鹽儲熱技術應用于火電靈活性改造啟動首個商業化項目
7月8日,江蘇國信靖江發電有限公司基于儲熱技術的調頻/調峰/安全供熱整體解決方案項目發布招標公告。西安熱工研究院有限公司以4188.33萬元成功中標。這意味著熔鹽儲熱技術將首次用于火電,助力電廠側調峰調頻。目前,該項目正在積極建設中,預計明年上半年可正式投運。
9、我國超臨界二氧化碳發電技術獲重要突破,光熱有望迎來新技術革命
2021年12月,由我國自主研發建造的世界首座5MWe超臨界二氧化碳循環發電試驗機組完成72小時試運行,在西安華能試驗基地正式投運。

這是超臨界二氧化碳循環發電技術的一大步,以此為新的起點,下一步的目標是邁向純綠色的超臨界二氧化碳循環商業化示范電站,而要實現100%的綠色發電,與光熱發電系統的結合則是最具可行性的現實路徑。
同月初,中國華能青海分公司與西安熱工院牽頭的超臨界二氧化碳發電技術創新聯合體在線上進行簽約儀式。青海分公司將以此次創新聯合體簽約為契機,積極爭取50兆瓦光熱超臨界二氧化碳發電示范項目落地,助力華能在青海千萬千瓦清潔能源基地戰略部署早日實現。
10、光熱發電標準體系不斷健全,中國在國際標準體系制定過程中參與度不斷提升!
今年以來,《太陽能熱發電廠儀表與控制及信息系統設計規范》(DL/T 5594-2021)、《太陽能熱發電廠可行性研究設計概算編制規定》(DL/T 5595-2021)、《太陽能熱發電廠預可行研究投資估算編制規定》(DL/T 5596-2021)、《太陽能熱發電工程經濟性評價導則》(DL/T 5597-2021)、《太陽能熱發電廠汽輪發電機組及其輔助系統設計規范》(DL/T 5603—2021)、《太陽能熱發電廠總圖運輸設計規范》(DL/T 5604—2021)、《太陽能熱發電廠蒸汽發生系統設計規范》(DL/T 5605—2021)、《太陽能光熱發電站代表年太陽輻射數據集的生成方法》GB/T 40099-2021、《太陽能熱發電站接入電力系統檢測規程》GB/T 40102-2021、《太陽能熱發電站接入電力系統技術規定》GB/T40103-2021、《太陽能光熱發電站術語》GB/T40104-2021、《槽式太陽能熱發電廠集熱系統設計規范》(DL/T 5621-2021)、《太陽能熱發電廠儲熱系統設計規范》(DL/T 5622-2021)等多項太陽能熱發電行業相關標準獲批準發布。
2021年4月,由中國電力企業聯合會、北京兆陽光熱技術有限公司主編的國家標準《菲涅耳式太陽能光熱發電站技術標準》通過送審稿審查。審查專家一致同意標準通過審查,并建議盡快完成報批、付諸實施應用。
在11月舉辦的國際電工委員會/太陽能熱發電站技術委員會(IEC/TC117)2021年年會中,中國能建工程研究院向IEC/TC117提交了一項新的IEC國際標準提案——《塔式太陽能熱發電站吸熱器技術規范》。此前,該提案已通過了中國國家標委會的審核;哈爾濱鍋爐廠有限責任公司提交了一項新的國際標準提案《太陽能熱發電廠-蒸汽發生系統的通用要求與測試方法》。目前,該提案已通過了中國國家標準化管理委員會的審核,正式進入國際標準審核階段。
12月17日,IEC官網發布了《槽式太陽能光熱發電站設計總體要求》批準階段稿(FDIS)投票結果。該標準以7個參與投票的P成員國100%贊成票,以及9個國家(包括P成員國和O成員國)無一反對票,順利通過了批準階段稿投票,進入出版發布階段。IEC62862-3-1是由中國企業主導的首個太陽能光熱發電領域IEC標準,也是首個由我國發電集團主導完成的IEC IS標準。
12月25日,IEC官網發布了《塔式光熱電站鏡場控制系統》投票結果,該國際標準順利通過了新工作項目提案(NP)投票。《塔式光熱電站鏡場控制系統》是中方在國際電工委員會/太陽能熱發電站技術委員會(IEC/TC117)中提出的第四個標準提案,由浙江可勝技術股份有限公司牽頭,可勝技術董事長兼總工程師金建祥召集成立工作組并擔任組長。
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展望2022年,十四五可再生能源發展規劃將正式出臺,擁有綠色、穩定、安全、可調等優勢的光熱發電在能源體系中的戰略定位將進一步明確。
在雙碳目標下,風光熱互補新能源基地將可望在不依賴國家補貼的前提下,實現完全市場化的建設和運營,這將開創光熱發電產業發展的新格局。讓我們共同期待2022!
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