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“光”彩夺目,炙手可“热”—— 承储能之风,竞逐光热储能新赛道
时间:2023-10-10 14:16

CCER(China Certified Emission Reduction)是中国核证自愿减排量的简称,是将温室气体减排项目所吸收的二氧化碳,进行量化、核证、出售。
7月7日,生态环境部编制形成《温室气体自愿减排交易管理办法(试行)》(以下简称《管理办法》),并面向全社会公开征求意见。该《管理办法》中明确指出温室气体自愿减排项目应当来自于可再生能源、林业碳汇、 甲烷减排、节能增效等有利于减碳增汇的领域。
要实现“双碳”目标,能源是主战场,电力是主力军,双碳背景下,新能源蓬勃发展,储能日益重要。国家积极推行储能支持政策,积极推进储能和可再生能源协同发展。
“风光热储”、“光热储能”等一体化项目成为未来重要的发展趋势,太阳能热利用应用范围广,碳减排贡献显著,是未来高耗能企业在纳入碳交易市场后,降低企业的额外支出,提升经济效益的有效手段。
本篇推文将为大家简单介绍光热行业的发展背景、技术原理与自身优势。

01承储能之风 光热迎来新生机

2022 年 3 月 22 日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《“十四五”现代能源体系规划》,阐明了我国能源发展方针、主要目标和任务举措,规划表明,十四五将推动光热发电与风电光伏融合发展、联合运行,因地制宜发展储热型太阳能热发电。
双碳背景下,新能源蓬勃发展,但在新能源大规模利用仍面临间歇性、波动性、不稳定的挑战,并由此催生调峰调频需求。储能可以平抑波动,减少弃风弃光,支撑光电风电大规模并网,有利于新能源消纳被视为新型电力系统的必要环节。再加之我国新能源发电装机规模快速增长,储能重要性日益突出


而光热发电是自带储能的太阳能热电利用形式,能够承担“基荷电源+调节电 源+同步电源”多重角色,能够与光伏、风电起到较好的协同、互补作用。该优势使其在诸多可再生能源行业中占据领先地位。

02政策利好与自身优势双重加码 光热迎来新热潮

2023年4月,国家能源局发布《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》,提出,结合沙漠、戈壁、荒漠地区新能源基地建设,尽快落地一批光热发电项目。力争“十四五”期间,全国光热发电每年新增开工规模达到300万千瓦左右。我国光热发电行业在“十四五”期间有望重新迎来规模化发展机遇。光热发电多用于集中式发电。光热发电产生的是和传统的火电一样的交流电,所以与传统 发电方式及现有电网能够更好契合,可直接上网。在储能方式上,光热发电由于自带储能而具备调峰的功能,对于弥补太阳能发电的间歇性有着非常重要的意义。

光热电站发电原理:
光热发电是一种利用太阳的直接辐射能聚集在吸热器上,加热吸热器中的传热介质;然 后产生高温高压蒸汽,驱动汽轮发电机组做功,输出电能。
换热+发电系统:热能→机械能→电能 在光热电站中,换热+发电系统实现热能向电能的转换。
储热系统:实现热能储存,是灵活调控发电的基础。

光热发电核心优势如下:
1)连续、稳定:太阳能热发电自带大容量、低成本的储能系统,可实现 24 小时连续、稳定发电,也可按需求满足早晚高峰、尖峰时段及夜间用电,替代部分火电机组承担电力系统的基础负荷。
光热发电承担基础负荷的能力已在多个项目中得到验证:西班牙有 18 个 太阳能热发电站不间断运行达 3 周,其中 20MW、15h 储能的 Gemasolar 电站实现连续 36 天全天候运行;我国 50MW 中广核德令哈太阳能热发电站连续运行 32 天。
2)储热系统可双向连接电网,灵活调节电力,调节力强:太阳能热发电的熔融盐储能系统,既可通过太阳能集热系统给其充热、储热,也可通过电加热系统将网上的峰值电力转化为热能存储发电。这样的使用方式非常有利于电力系统的电力平衡,也能很好地参与电力市场交易。
3)搭配光伏系统经济性更突出:与目前应用最多的电化学储能对比来看,光热储能的成本低于电化学储能,经济性更突出。以新疆为例,新建的新能源项目需要配置装机规模25%*4h的电化学储能,或配置装机规模1/9的光热储能,若新建900MW的光伏项目,则需要225MW/900MWh的锂电池储能系统或100MW/900MWh的光热系统。在电站25年的生命周期内大约锂电池需要更换1~2次电芯,更换成本大约为900元/kWh;而光热电站的生命周期一般可达25~30年,后期基本无需进行设备、材料的更换。第二,光热集发电与储能于一身,其发电能够带来一部分收入。详细测算情况如下:


4)低碳、清洁、无污染:光热发电全生命周期度电碳排放仅为火电的 1/50、光伏发电的 1/6,具有良好的碳减排效益,可为企业高效积累大量碳资产。

03首批光热发电示范项目名单汇总

经过多年发展,目前我国已建立了具有完全自主知识产权的太阳能热发电行业全产业链,具备了支撑太阳能热发电大规模发展的产品供应能力。
2016年,国家能源局正式发布了《通知》,共20个项目入选中国首批光热发电示范项目名单,总装机1.349GW,包括9个塔式电站,7个槽式电站和4个菲涅尔电站,无碟式项目入围。
1)塔式9个
青海中控太阳能发电有限公司德令哈熔盐塔式5万千万光热发电项目
北京首航艾启威节能技术股份有限公司敦煌熔盐塔式10万千瓦光热发电示范项目
中国电建西北勘测设计研究院有限公司共和熔盐塔式5万千瓦光热发电项目
中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司哈密熔盐塔式5万千瓦光热发电项目
国电投黄河上游水电开发有限责任公司德令哈水工质塔式13.5万千瓦光热发电项目
中国三峡新能源有限公司金塔熔盐塔式10万千瓦光热发电项目
达华工程管理(集团)有限公司尚义水工质塔式5万千瓦光热发电项目
玉门鑫能光热第一电力有限公司熔盐塔式5万千瓦光热发电项目
北京国华电力有限责任公司玉门熔盐塔式10万千瓦光热发电项目


2)槽式7个
常州龙腾太阳能热电设备有限公司玉门东镇导热油槽式5万千瓦光热发电项目
深圳市金钒能源科技有限公司阿克塞5万千瓦熔盐槽式光热发电项目
中海阳能源集团股份有限公司玉门东镇导热油槽式5万千瓦光热发电项目
内蒙古中核龙腾新能源有限公司乌拉特中旗导热油槽式10万千瓦光热发电项目
中广核太阳能德令哈有限公司导热油槽式5万千瓦光热发电项目
中节能甘肃武威太阳能发电有限公司古浪导热油槽式10万千瓦光热发电项目
中阳张家口察北能源有限公司熔盐槽式6.4万千瓦光热发电项目


3)菲涅尔 4个
兰州大成科技股份有限公司敦煌熔盐线性菲涅尔式5万千瓦光热发电示范项目
北方联合电力有限责任公司乌拉特旗导热油菲涅尔式5万千瓦光热发电项目
中信张北新能源开发有限公司水工质类菲涅尔式5万千瓦光热发电项目
张北华强兆阳能源有限公司张家口水工质类菲涅尔式5万千瓦太阳能热发电项目

首批启动的20个光热发电示范项目,装机规模总量达134.9万千瓦,开启了我国光热发电的商业化进程。
通过首批示范项目,带动了相关企业自主创新,突破了多项核心技术,并形成了完整的产业链,目前设备国产化率超过90%,为后续光热发电技术大规模发展奠定了坚实基础。截至2022年底,我国并网发电光热发电示范项目共9个,总容量55万千瓦。光热发电规模有望迎来高速增长,其良好的碳减排效益,将为企业高效积累大量碳资产。

2023年7月,国家生态环境部发布了《温室气体自愿减排交易管理办法(试行)》,标志着CCER重启进入最后倒计时。这将有助于进一步完善全国碳市场体系。
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