李琼慧阐述光热发电在高比例新能源供电情景下的重要价值
来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 5615查看 | 2015-07-04 20:10:00    
  CSPPLAZA光热发电网报道:中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA年会2015于6月25~26日在京盛大召开,国家电网能源研究院新能源研究所所长李琼慧出席本届大会并发表演讲,就光热发电在高比例新能源供电情景下的重要价值进行了详细阐述。

下面刊出的是李琼慧演讲的主要内容:(注:本文根据速记和录音资料整理,文章内容未经演讲者本人审阅。)

  李琼慧:各位嘉宾、各位来宾下午好,非常高兴有这样的机会和做光热的同行们有一个交流。其实非常不好意思,因为我是来自国家电网公司,所以并不是做光热电站本身的研究,而主要是做光热在电力系统中的应用和光热电站在未来电力系统工作位置方面的研究。

  实际上我接触光热发电是在2012年,当时可能因为金融危机,大量国外做光热的企业有一部分想把企业卖到国内来,想在国内做一些市场前景的分析,所以2012年我们司和许继包括欧洲的一些公司做了关于光热在中国电力市场的研究,后来和亮源公司有一些合作,研究了一下光热在我国西北电网中的工作位置和应用价值的研究。

图:李琼慧发表演讲


  最近在中美能源合作项目中,由国网能源院、电规总院、亮源公司和黄河上游公司在中美能源合作中有一个光热电站项目的研究,主要是研究光热电站在未来电力系统中的应用价值的研究。因为中美能源合作有将近五年研究的时间,我们和美国可再生能源实验室的专家也有很多很好的交流,我们也希望各位在做光热电站的同行们有机会也和我们进行更深入的交流。

  今天我主要从四个方面来讲,核心内容主要讲我研究过的,主要讲讲光热发电在电力系统应用方面的相关问题,和一些粗浅的研究结论和大家分享,最终的目标是希望大家形成合力,共同推动光热电站在中国乃至全球的应用。为什么这么说呢,因为大家做过光热电站,对光资源的讨论要求是比较多的,光热电站在中国能源系统中的定位、电力系统中的定位还没有定论。

  首先要先讲一些理念,里面有一些数字算得有的偏保守,有的偏冒,将来也会进行不断的更新。

  先来讲讲光热发电的现状,水规院每年有一本关于太阳能统计数据的分析,针对这些数据他们进行了非常详细的分析。截止到2014年底全球累计光热装机容量4533兆瓦,去年因为美国新投了几个电站,所以去年的增长率是非常高的。从增长速度来看,光热发电在全球的前景还算是不错的,因为绝对增长率还是很高,但是绝对量还是相对比较少。众所周知,光热电站最早发展于70年代,亮源的前身以色列公司做了很多年,中间有一些波折,它最大的问题目前一个是成本高,说到这里大家可能会说光伏其实成本也很高,光热为什么发展更难呢,这是因为单个光热电站规模很大,初始投资非常高,所以入门门槛比较高,不像光伏,所以它的应用还是受到一些限制。

  从当前的技术发展来看,从应用的角度来讲,主要是以槽式和塔式为主,我们国内塔式发展也是比较迅猛的,大家对塔式也是比较看好。

  从国家的角度来看,发展较快的主要是西班牙和美国。

  从发展趋势来看,王老师做了很多研究,实际上光资源比较好的主要是在北非,中国的光热资源的情况,现在水规院和电规院都在做研究,我们需要等待他们发布最终数据。目前光热建设对光资源的条件、对水、对地的要求来看,目前的资源量还不是那么可观。

  光热技术这几年进步也很快,刚才还有专家说到,可能还有新的类型,除了塔式和槽式以外。从当前的发展趋势来看,光热加蓄热的光热技术是主要趋势,如果光热电站没有蓄热的话,可能它的优势就不明显了。从现状来看,我国去年没什么新增的项目,截止目前建成的是示范电站有六座、总装机约13.8兆瓦,核准了十二座,总装机约493兆瓦。

  中国光热电站目前位置分布,延庆和海南都是属于示范,德令哈算是规模比较大一些的,在光热行业推动方面目前主要是电规总院在推一些示范项目。

  下面我要讲一下今天演讲的主要内容,即光热发电在高比例新能源系统里的价值和在电力系统中的价值,我国非化石能源的发展目标,2020年要达到15%。去年刚和美国签了气侯变化协议,2030年是20%(非化石能源发展目标),现在说清洁煤说得很厉害,是不是将来发展清洁煤了可再生能源就没有优势了呢?实际上从碳排放的目标来看,清洁能源再清洁,但二氧化碳排放问题仍是解决不了的,所以从这个角度来看,发展新能源和非化石能源是非常非常具有前景的,不仅仅因为我们是做新能源的,如果从减碳的角度来说,即使煤炭再清洁,但碳排放的问题依然会是比较大的麻烦。

  去年中美气侯变化联合声明承诺,2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右(2009年规划目标为15%)。有关太阳能热发电在电力系统中的价值,这方面研究国际上比较权威的是IEA,他们去年发了太阳能发电路线图,他们给出的数据显示,到2050年光热发电可以满足全球11%的电力需求量。到底它给出的数据是偏保守还是偏乐观呢?一般来说,做新能源的人认为偏饱受,做传统能源的人认为是偏乐观,这就见仁见智了。但我们做新能源的人一般认为IEA做新能源的预测一般是作为第一方案的,但是2050年是比较遥远的。

  从中国未来发展来看,我国刚刚开始。我国第一轮的能源战略是在08年左右国家能源局做的,现在正在做新一轮能源战略,去年是可再生能源中心发布了2050年中国可再生能源发展路线图,当时提的目标是可再生能源占60%,电力系统中规划目标为91%、清洁能源86%,2020年比较近,一般分析的时候未来能源结构是三足鼎立,非化石能源也是这样的,非化石能源一般讲核、水、非水可再生,这两年核电第一次做完能源战略以后因为福岛危机出现了低谷,但是这两年核电发展的势头有所回升。但是中国这么大的国家,我们认为将来核电一定是有位置的,但是比三分之一多还是少,可能也差不太多,未来非化石能源也是各占三分之一,水电、核电、非水可再生。非水可再生中风和太阳能各占一半,因为将来风资源的条件是受到一定的限制,太阳能的价格优势、成本的下降,发展的潜力可能会大一些。

  大家可以粗算一下,按照规划未来中国2050年光热发电量占全部发电量的比重大概是6.5%;占清洁能源发电量的比重9.3;占可再生能源发电量的比重20%,但是这个数据应该说比较乐观的。光热从非化石能源的目标,从未来非水可再生能源的目标,从未来太阳能的目标再落到光热,单纯从能量价值来看,我们认为可能它的优势还不纯粹是在能量本身,尤其是在以化石能源为主的中国,我们的能源结构中可以选的没有气的国家,它的比重从能量的角度来看可能会略低于世界平均水平。

  我们的研究认为将来光热发电在能源系统中的利用,它一定会有它的优势,就是在电力系统中出力可调它的容量价值,我们认为它的容量价值可能是在近期是大家更要关注的,而不是纯粹的电量价值,也不是将来有了储能,设计7.5小时或者更高小时数的储能的电量,如果是做光热一开始按照这个路线做对光热发展本身也不是太有利。

  我们的研究它在系统中的位置更重要的是在于容量价值,调峰对储热容量要求比较大,这就存在经济性的比较,最佳储热的配比。电规院研究,现在做光热电站必须要考虑储热,未来电力系统中,随着电力市场改革,随着进入新常态,我们可以看到电力需求增长要想回到两位数应该是比较困难了。我们认为将来从应用角度来讲,光热在系统中的容量价值更值得关注,特别是借助现在电改有利条件,我们现在正在研究电力市场、辅助服务市场、容量价值,所以我们认为初期在光热电站的成本很难很快下降的情况下,借助电力市场改革,借助容量价值提升光热发电在系统中的价值,可能是发展光热电站比较好的途径。

  应用前景方面,IEA之前也做过一些研究,他们认为:

  2015-2020年:承担腰荷和峰荷。储热技术进一步发展,但是只能承担腰荷和峰荷。需要建设专用输电线路,将光热发电输送至负荷中心。到2020年,全球光热发电平均容量因子为32%。
  2025-2030年
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