孫銳詳解光熱發電在電力系統中的重要性
發布者：本網記者Crystal | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 7725查看 | 2014-08-27 17:38:00
CSPPLAZA光熱發電網報道：8月23日，電力規劃設計總院副院長兼總工程師孫銳出席在京舉辦的中國光熱發電投融資峰會暨CSPPLAZA年會2014，發表題為《太陽能熱發電在電力系統中的作用》的主旨演講。在長達一個小時的演講中，孫銳從電力系統的運行特點出發，強調了可調的光熱發電在電力系統中的重要性。
社會對光熱發電技術須統一認識
孫銳認為，“當前社會上，無論是一些咨詢機構、專家還是政府部門，對太陽能熱發電的認識上還存在一些誤區，提到光熱發電，都習慣上拿它與光伏發電作對比，無論是造價還是上網電價，都要比。”
孫銳強調，“我們國家的光熱發電之所以一直沒有發展起來，和這樣的認識是密切相關的，如果我們對光熱發電的認識不夠正確，無法統一，光熱發電產業的發展就不會多順利。”
光熱發電和光伏發電本身屬于兩種不同質量的發電形式，在市場經濟環境下，不同質量的電不能在一個水平上去拼價格。否則就是不科學的。
間歇式發電對電力系統的影響
間歇性可再生能源發電對電力系統的運行有哪些影響？孫銳在本屆峰會上對此作了詳細闡述，他解釋稱，“電力系統是由發電廠、輸電線路、變電站和全部用電設備共同構成的整體。電力生產和消費在同一時刻完成，發電功率與用電負荷每時每刻保持都要平衡，如果不平衡，電能的質量就會下降，影響電力系統中的所有用電設備的正常工作，嚴重情況下會造成用電設備損壞，甚至整個電力系統的癱瘓。
圖：孫銳副院長發表演講
孫銳同時以”2012年4月20日內蒙古電網風電出力波動情況“、”蒙西電網典型日風電出力“和”光伏發電的出力波動情況“為例說明了間歇式可再生能源發電對電力系統可能造成的負面影響。孫銳強調，”可再生能源發電出力的波動意味著整個電網其它的電源就要增加出力來彌補可再生能源的波動。風力發電場和光伏發電站發出的電力都是隨著資源條件的改變而隨機變化的，這種變化是無法人為調解的。”
為了保持電力系統發電出力與用電負荷的平衡，電力系統中其他的電源不僅要跟隨用電負荷的變化進行調節，同時，要隨著系統內間歇式電源出力的變化進行調節。因此，在間歇式發電容量占比較大的電力系統中，必須增大旋轉備用容量，而這樣一來系統中燃煤機組的煤耗率就會因此而增高。當電力系統中其他電源的調節還不能滿足系統安全運行的條件時，則不得不棄風、棄光。
棄風、棄光問題在我國可再生能源產業發展中已成一大難題，對于電網而言，很多時候其并非不愿接納價格更高的可再生能源發電，而是出于電網安全的角度考慮，無法接納。
一個很好的例證是，光伏裝機占比全球領先的德國本應減少的煤炭發電量卻在2013年達到了自1990年以來的最高值。據德國能源和水工業協會公布的統計數據顯示，2013年德國的總發電量中，以褐煤等為燃料的燃煤火電比例達45.5%，同比上升了1.5個百分點。這一現象也被稱之為德國的“能源轉型悖論”。這一問題的根源即在于德國采用了大量的不穩定的光伏發電來滿足電力需求，過度依賴這種不穩定的可再生能源，對電網就會造成較大沖擊，在特定的天氣條件下，德國只能重啟煤電廠來維持電網穩定，滿足電力需求。
光熱發電的優勢
光熱發電則是一種可持續的電源。孫銳指出，光熱發電對電力系統來講的優勢在于：可根據電網用電負荷的需要，快速的調節汽輪發電機組的出力，即參與電網一次調頻和二次調頻；根據電網無功功率的平衡情況，參與電網無功功率調解；配置足夠容量的儲能系統，機組可實現24小時連續運行；穩定的電力輸出和良好的調節性能，適于集中大規模建設太陽能發電基地，同時，可替代燃煤機組調節電力系統中風電場造成的發電出力與用電負荷的不平衡，實現太陽能發電和風力發電的穩定外送。
孫銳在演講中指出，“在我國西部地區，有著豐富的太陽能直接輻射資源，絕大部分土地為戈壁、荒漠，具備建設大型太陽能熱發電基地的自然條件。”
同時配有儲熱系統的太陽能熱發電機組具有良好的調節性能，完全可以作為電力系統的主力機組使用，可以實現太陽能發電的穩定外送，并且可替代燃煤機組調節系統中風電場發電出力波動，提高系統中可再生能源發電的比重。
涉及的設備及材料制造水平和生產能力可以滿足建設大規模太陽能熱發電工程的需要，隨著工程項目的增多，會有效帶動產業的發展，設備和材料的技術水平會逐漸提高，價格會逐漸下降。
光熱發電與光伏發電是互補關系
對于光伏和光熱發電的對比問題，孫銳表示，“光伏發電的優點是可利用太陽光的全輻射，不受地域的限制；系統簡單、運行維護容易；可實現與建筑物的一體化；不需要水資源；宜于分散設置。缺點是發電功率、電壓都隨著光照強度改變而隨機變化。 若要使光伏發電能夠保證穩定的電力輸出，并在沒有光照的條件下仍然可以連續發電，則必須同步配套建設電池儲能系統。”
對于儲能型光伏發電和儲熱型光熱發電，哪種發電形式的性價比更高？孫銳給出了具體的答案，“目前階段，光伏電站的造價約為8600元/kW, 若同步配套儲能10小時的鐵鋰電池組儲能系統，儲能系統的造價約45000元/kW，則總造價高達53600元/kW，是現在光伏電站造價的6倍多，并且，鐵鋰電池的壽命只有8年，這顯然是不能接受的。”這與儲熱型光熱發電的造價相比，顯然也沒有競爭性。
孫銳強調，“太陽能熱發電與光伏發電都具有各自的優勢，只有選用得當，才能揚長避短。在我國西部太陽能直接輻射強度高的地區，建設太陽能發電基地，采用配置足夠容量儲能系統的太陽能熱發電技術具有明顯的優勢。在全國范圍內，利用建筑物屋頂、墻面、閑置的場地和水面，建設分布式太陽能發電項目，光伏發電技術成為首選。”
設備國產化率可達90%以上
孫銳認為，我國光熱發電設備的國產化水平已經可以與國際水平公平競爭，欠缺的只是實際運行經驗。2014年6月，受國家能源局委托，電規總院與相關單位共同對國內太陽能熱發電所需的設備和材料情況進行了調研，調研的結論如下：太陽能熱發電所需的設備和材料國產化率可達90%以上；國內生產的關鍵設備和材料的技術水平，與國際水平相差不大，僅缺少長期運行的檢驗；國內設備和材料的生產能力完全可以滿足需要。
開展示范工程的重要作用
孫銳還表示，“2013年國家能源局委托電規總院組織相關單位，編制了太陽能熱發電示范工程的實施方案和技術條件。示范工程的主要作用是：嘗試不同的技術路線，尋找出適合中國地理環境和氣象條件的最佳方案，積累建設和運行經驗，為推廣應用打下基礎；促進國內設備及材料的研發和批量生產，使產品走向國際市場；通過示范工程的建設和運營，摸清太陽能熱發電的成本，為制定標桿電價提供依據。”
促進光熱發電發展的幾點建議
孫銳最后對促進光熱發電產業發展提出了幾點建議：電價方面，目前階段，尚不具備出臺標桿電價的條件，但可以出臺上網電價的確定原則，建議按照還本付息加投資回報的方式，逐個項目分別確定上網電價。
同時，孫銳還建議設備及材料生產企業，加大研發力度，不斷提高產品的性價比，向國際先進水平邁進。建議金融投資機構，對太陽能熱發電項目及相關設備及材料制造企業，給予資金上的大力支持，發揮資本的力量。
附：了解關于本屆峰會的更多報道請關注峰會專題
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