太陽能光熱發電是太陽能利用的重要新技術領域,同等裝機規模下,無論是發電效率還是電源的穩定性都比較高。隨著國家太陽能光熱發電示範項目建設的啟動,光伏之外另一種大規模的太陽能利用方式漸行漸近。
項目開發進入實質階段
太陽能光熱發電是太陽能利用的重要新技術領域,同等裝機規模下,無論是發電效率還是電源的穩定性都遠勝光伏。
在業界看來,一系列利好消息的到來,意味著我國太陽能光熱發電項目的開發進入實質階段,將促進光熱發電行業的全面發展。
「我們在光熱這個行業堅持了很多年,如果沒有這個示範機會,始終啟動不起來。」范多旺告訴《經濟日報》記者,多年來,由於光熱發電市場沒有啟動,單純製造裝備賣不出去,逼著企業既要做裝備製造,又要搞實驗電站集成建設和運營,「其實我們只想專心做好製造,我們的優勢在這塊」。
天津濱海光熱發電投資有限公司蘇堅健抱有同樣的感受。他透露,公司全力打造的中國首個光熱發電全產業鏈生產製造基地正在天津濱海新區緊張建設中,光熱產業發展可謂是萬事俱備,只等政策的春風。
據國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟調研結果顯示,國內光熱發電核心部件的國產化率已經達到90%,年供貨能力達到近1吉瓦,但由於市場沒有需求,企業生存艱難,產能無法發揮。
「光熱發電是未來的發展方向,目前我國產業鏈從材料、設備、系統到集成都有成熟的經驗,只要支持政策一出台,發展會很快,這次示範標誌著光熱產業化邁出了第一步。」國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟秘書長劉曉冰說。
新能源體系的重要支撐
而對於太陽能光熱技術,人們更多停留在太陽能熱水器等中低熱領域的應用。事實上,在太陽能發電領域,目前已實現產業化應用的,除了太陽能光伏發電,還有太陽能光熱發電。
太陽能光熱發電的原理簡單而言,就是通過聚光集熱系統加熱介質,再利用傳統蒸汽發電設備發電,其與光伏發電具有不同的技術特點,各具優勢。
「目前要大規模儲電不現實,但是儲熱技術已經很成熟。」范多旺的另一個身份是蘭州交通大學教授,他介紹,光熱發電不僅電源穩定性強,在熱能儲備完善的情況下,光熱發電通過前端聚光集熱與後端傳統熱電技術結合,可以實現24小時連續發電。「可以作為基礎電源、基礎熱源使用,甚至可以調峰,這是光伏發電無法比擬的。」
蘇堅健同樣表示,雖然目前來看,同樣裝機規模的光熱電站投資是光伏電站的3至4倍,但是發電量也是光伏電站的3至4倍,平均下來二者成本差別不是很大。
此外,光伏電池在生產過程中需要消耗大量能源,處理不當還可能產生污染。而光熱電站用的建築材料主要是可回收利用的鋼材和玻璃,儲熱用的是鹽,到期後經過處理可以生產化肥。
劉曉冰還指出,建設光熱電站,需要使用大量的鋼鐵和玻璃,可以有效化解這些行業的過剩產能。同時,太陽能光熱發電帶有儲熱功能,既能代替傳統能源調峰,化解「棄風」「棄光」問題,又能和其他可再生能源友好協同。
理清價格是關鍵
和光伏產業的高速增長不同,早在2010年「十二五」時期我國就安排了1吉瓦的太陽能光熱發電示範項目,但是由於各種原因,並沒有推動起來。
「新能源產業在發展初期需要依賴政府扶持,光熱電站前期投資大,只有定下一個合理的電價,企業才敢放開手腳干。」蘇堅健坦言,技術、產能問題都好解決,大家都在等待電價的落地。
此前,國家曾給出浙江中控德林哈10兆瓦太陽能塔式電站1.2元/千瓦時的電價,但此電價並沒有真正促動產業發展,各大企業仍然處於觀望狀態。
國產化和規模化將是未來光熱發電成本走低的主要路徑。蘇堅健說,目前企業從義大利進口設備,同樣的出廠價格在天津報關需要交關稅,占21%,增值稅占17%,還有從義大利到天津港的運費和保險費。如果設備實現在天津生產,出廠價格一樣的情況下,刨除關稅、運費,可以比從國外進口節省30%至40%的成本。此外,國內的人工、材料成本低還能降10%,也就意味著整體成本能下降50%。「預計5至10年光熱發電的成本就能降到一個極具競爭力的水準,但前期亟需政府扶持。」
除了價格因素,光熱產業發展的另一問題就是國家、國際標準缺失。「光熱發電系統集成複雜,產業發展初期更需要建立相關標準,避免走光伏產業無序競爭的老路。」劉曉冰透露,光熱聯盟正在主抓聯盟標準的編制工作。更多相關行業資訊請查閱由中國報告大廳發布的《2015-2020年中國太陽能熱發電系統行業市場發展現狀及投資前景預測報告》。
大力發展可再生能源以替代化石能源已成為眾多國家能源轉型的大勢所趨,節能環保的發電方式越來越受到各國的青睞。太陽能無疑是未來世界最理想的能源之一,在各國中長期能源戰略中占有重要地位。太陽能發電包括太陽能光伏發電和太陽能光熱發電。目前,太陽能光伏發電技術日趨成熟,達到了商業使用所要求的能級。2016年太陽能光熱發電產業政策及現狀分析詳情如下。
最近十年,光熱發電發展步伐迅速。首航節能日前公告稱,公司首座可24小時發電的10兆瓦熔鹽塔式光熱電站順利併網發電。首航節能這一動作,在順應國家發展潮流的同時,也意味著光熱電站建設技術逐步走向成熟,距離大規模的普及已經越來越近,行業前景已經可以預期。
該項目建成正值國內首批光熱發電示範項目招投標與建設之際。在太陽能光熱發電行業政策支持方面,國家能源局發布的《太陽能發展「十三五」規劃》也多次重點提及光熱發電,並首次明確500萬千瓦的光熱發電目標。顯然,「十三五」期間是光熱發電產業發展的關鍵時期。這些信號,為我國光熱發電行業發展指明了方向。
在業內人士看來,「十三五」光熱發展基本任務是產業升級、降本增效,實現不依賴於國家補貼的市場化自我持續發展之路。據機構預計,「十三五」時期,光熱發電產業對國內經濟產值的貢獻將突破6000億元,並同時帶動高端製造、新材料等產業的發展。不過,光熱發電產業化目前仍面臨資源不足、初始投資成本居高不下以及運營經驗缺乏等諸多挑戰。
光熱發電是指利用大規模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能,通過換熱裝置提供蒸汽,結合傳統汽輪發電機的工藝,從而達到發電的目的。根據《太陽能發展「十三五」規劃》,「十三五」期間,太陽能發電裝機達到1.1億千瓦以上。其中,光熱利用發電裝機達到500萬千瓦。
繼國家發改委下發通知,核定光熱發電標杆上網示範電價為每千瓦時1.15元之後,國家能源局公布了20個總計裝機容量為134.9萬千瓦的光熱發電示範項 目。業內人士表示,光熱發電產業成為「十三五」時期太陽能利用領域的一大亮點。《規劃》明確,「十三五」期間,光熱發電成本將低於0.8元/千瓦時,光熱 發電效率實現較大提高,形成全產業鏈集成能力。此外,光熱發電前景被看好的另一個重要原因是蓄能,即將白天多餘的熱量進行存儲,晚間再用存儲的熱量進行發 電,以保證發電的連續性。
「此前國家能源局初步規劃的『十三五』期間光熱發電目標是1000萬千瓦。這意味著未來五年對光熱發電的直接投 資將達到5000億元,間接投資在1萬億元以上。但依據產業發展現狀,要實現到2020年併網目標很難,後來將併網目標修改為500萬千瓦。實際上要實現 500萬千瓦的推進難度依舊不小。」北京工業大學能源與環境工程學院馬重芳教授告訴中國證券報記者。
儘管推動難度不小,在光熱產業啟動之年,已有不少企業相繼啟動光熱電站的開工建設。以首航節能為例,公司出資承建的國內首座具備24小時發電能力的10兆瓦熔鹽塔式太陽能光熱電站於12月 26日順利併網發電。證券分析師指出,如能實現滿發上網,預計全年該項目發電量最高可達8500萬度左右。按照已公布的1.15元/千瓦時標 杆電價計算,全年可實現電費收入約1億元。
除塔式電站外,中海陽50兆瓦槽式光熱電站項目近日在甘肅玉門開工建設。此外,世界首個熔鹽菲涅爾式商業化光熱電站——蘭州大成敦煌熔鹽線性菲涅爾式50兆瓦光熱發電示範項目一期工程在甘肅敦煌開工。
在光熱電站密集啟動之際,上下游企業積極參與其中。天津百吉瑞新能源有限公司董事長薛凌雲說:「與傳統的槽式光熱發電系統相比,採用儲能技術的新型槽式發 電可使系統整體投資降低30%。通過對熔鹽配製的改善,極大降低了保溫成本,提升了熔鹽儲能力,公司看好光熱發展前景。」
「相比於光伏發電,光熱發電的熱存儲技術,可將太陽能集熱後通過換熱裝置加熱水產生蒸汽,然後驅動傳統的汽輪發電機產生電能,實現『光—熱—電』的轉化,彌補了光伏發電儲能的缺失,在併網友好性上遠優於光伏。」馬重芳稱。
不過,在馬重芳看來,中國光熱資源不足、光熱發電環境適應性差、選址受限制是行業發展必須面對的客觀問題。「眼下需要建立光熱資源相關的搜集機制,太陽能輻射值將直接影響發電成本,太陽能資料庫的建立完善將對企業拓展光熱業務將提供直接幫助。」
除光照資源、水資源缺乏等因素外,技術競爭、成本和可靠性壽命、運營經驗缺乏等問題,同樣對光熱產業能否大規模發展形成挑戰。
「光熱發電最致命的問題是初始投資費用高。」光熱發電資深學者張建城對中國證券報記者表示,「據了解,第一批光熱發電示範項目初始投資在每千瓦3萬至4萬 元,而光伏發電初始投資目前已步入每千瓦萬元以下,風力發電初始投資大概也在每千瓦1萬元以內。燃煤電站的初始投資則更低,每千瓦僅為4000至5000 元,經濟性差異一定程度上將影響投資熱情。」
尚處於起步階段的光熱發電除了面臨成本高企的困難外,「國產化率不高、電力市場改革、競價上網等因素也是產業發展必須面對的問題。」張建城說,「鏡場關鍵技術中的集熱管、集熱器、控制系統國內的產能基本滿足當前的需求,但國產化率普遍較低。這也加大了發電成本。」
他舉例指出,「以壁壘較高集熱管技術為例,買一根進口集熱管一般要1.4萬元人民幣。如果在國內建廠生產只要3000元人民幣;而一片國產反射鏡的價格只有進口反射鏡的三分之一。」
國家能源局新能源和可再生能源司副處長邢翼騰表示,未來應從科技創新的角度來降低光熱成本。首批示範項目1.15元/千瓦時的電價,國家平均補貼超過 0.9元。也就是說現在的電價多數都是依靠國家補貼的支撐。值得注意的是,三類地區光伏競標電價已經達到了0.61元/千瓦時,風電則更低。「光熱短期內 要和光伏等清潔能源競爭,長期來看須與火電等傳統能源競爭,因此產業發展需要從科技創新方面來降低成本。」
「未來光熱發電產業發展可能出現顛覆性的新技術。目前國外的技術多不適應於中國產業自身狀況,所以開展光熱發電實驗項目迫在眉睫。據了解,葛洲壩集團下屬的新能源公司在組織相關的光熱實驗基地,這對產業進步十分重要。」馬重芳對中國證券報記者表示。
此外,運營經驗缺乏也是目前國內光熱產業面臨的一大困難。由於缺乏成熟的配套體系和實際的運營經驗,為避免拖延完工等問題,國家發改委要求享受示範電價的首批光熱發電項目要在2018年12月31日前全部投入運行。
據中國報告大廳發布的2016-2021年中國太陽能光熱發電行業發展分析及投資潛力研究報告預計,「十三五」時期,光熱產業對經濟產值的貢獻將突破萬億元。其中,光熱發電產業對經濟產值的貢獻將達到6000億元,平均每年拉動經濟需求1200億元,同時帶動高端製造、新材料、電子工業、網際網路等相關產業發展。
根據太陽能光熱發電產業政策及現狀分析形勢顯示,儘管光熱發電產業有更高的資金和技術門檻,將使得進入的玩家更少、更加理性。但在2-3年以後,光熱發電產業仍或將迎來一波洗牌期,設備供應商和大量拿地的項目運營商或將經歷一次整合。
截至今年7月份,我國正在建設、規劃中和在開發的大型商業化光熱發電項目的數量已將近40個左右,總裝機已超過3GW,我國太陽能光熱發電行業可謂是一塊巨大的蛋糕。以下是2015年我國太陽能光熱發電行業市場分析:
在國務院近期發布的《關於積極推進「網際網路+」行動的指導意見》提出,由國家能源局牽頭,國家發展改革委、工業和信息化部等負責,通過網際網路促進能源系統扁平化,推進能源生產與消費模式革命,提高能源利用效率,推動節能減排。加強分布式能源網絡建設,提高可再生能源占比,促進能源利用結構優化。
對此,中海陽董事長薛黎明強調:2014年我國碳排放占全球總量的29%,位居第一,使用化石能源帶來嚴重霧霾,急需大規模、高比例開發利用可再生能源。只有加大清潔能源送出容量促進其快速發展,從而推進能源生產與消費模式革命,才能帶動社會經濟實體的生命力。
在2014年政府推出了《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》(以下簡稱《行動計劃》中,圍繞經濟低碳轉型和霧霾治理,以及目前能源行業的現狀和問題,提出了相應的目標和解決方案。為了降低煤炭在一次能源中的比例,滿足煤炭替代,政府承諾到2020年清潔能源占一次能源比例為15%。風電和太陽能顯然需要鼓勵,特別是分布式發展。
據悉,光熱發電在全球已經是非常成熟的技術。近年來,美國、德國、丹麥等都提出了目標,丹麥甚至提出到2030年光熱等可再生能源占比要達到100%。我國光熱發電起步較晚,隨著國家對可再生能源日漸重視以及能源消費結構的日益優化,光熱發電近年來呈快速發展趨勢。
中海陽董事長薛黎明表示,2014年底全球光熱發電運行裝機容量從2013年3430MW增至4533MW,增幅達32%。按照《太陽能發電發展「十二五」規劃》提出的目標,到2015年底我國將建成光熱發電總裝機容量100萬千瓦。
國泰君安則認為,在電價預期逐漸清晰以及國產化深化的背景下,「十三五」光熱千億市場一觸即發。按照2014年12月發布的《中國可再生能源發展路線圖2050》中2020年實現5GW光熱發電裝機的最低目標計算,則從「十三五」期間,我國光熱發電的市場規模可達約1300億元,中海陽等一批重點企業將得到迅猛發展,有望將中國光熱電行業帶上一個全新高度。更多相關太陽能光熱發電行業市場分析請查閱由中國報告大廳發布的《2015-2020年光伏光熱行業市場價格專題深度調研及未來發展趨勢研究預測報告》。