關(guān)于新疆區(qū)域試點(diǎn)太陽(yáng)能熱發(fā)電的思考

國(guó)家能源局新疆監(jiān)管辦公室 ■ 于益雷

0 引言

新疆維吾爾族自治區(qū)的土地面積為166萬(wàn)km2，約占全國(guó)陸地面積的1/6，擁有除海洋外的多樣性地表地貌，并且擁有豐富的能源資源，是典型的能源資源行政區(qū)。清潔能源中最具前景的太陽(yáng)能的年輻射量、風(fēng)能資源的總儲(chǔ)量，新疆均居全國(guó)前列；同時(shí)，新疆適用于清潔能源建設(shè)的土地資源也十分豐富，其戈壁、沙漠面積達(dá)71萬(wàn)km2。由此可知，新疆區(qū)域發(fā)展清潔能源具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)[1]。

1 新疆區(qū)域太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，新疆區(qū)域的太陽(yáng)能年輻射總量為5430～6670 MJ/m2，全年日照小時(shí)數(shù)為2550～3500 h，僅次于西藏，居全國(guó)第2位。2017年，新疆區(qū)域共有光伏電站322座，總?cè)萘繛?32萬(wàn)kW；太陽(yáng)能發(fā)電量為103億kWh，同比增長(zhǎng)54%；太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備年平均利用小時(shí)數(shù)為1223 h，同比增加233 h。太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)已成為新疆重要的支柱產(chǎn)業(yè)。

在新能源裝機(jī)量高速增長(zhǎng)的同時(shí)，新疆區(qū)域的棄風(fēng)、棄光率(棄電比)多年居高不下，并在2016年達(dá)到歷史高點(diǎn)，棄電量達(dá)177.2億kWh，棄電比為37%。經(jīng)過(guò)全社會(huì)的共同努力，2017年新疆區(qū)域的棄電情況有所好轉(zhuǎn)，但棄電比仍達(dá)27.9%，與全國(guó)平均水平相比還有很大的改善空間[1]。

截至目前，新疆區(qū)域內(nèi)的太陽(yáng)能發(fā)電形式僅有光伏發(fā)電一種，消納途徑單一且自我調(diào)節(jié)能力差，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，需要探索新的太陽(yáng)能利用方式。隨著國(guó)家能源局示范項(xiàng)目的建設(shè)和投運(yùn)，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)已較為成熟，可供選擇。

2 國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目介紹

近年來(lái)，青海省海西州德令哈市致力于打造我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)“硅谷”，設(shè)立的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于距德令哈市7 km的戈壁灘上，海拔3000 m，常年干旱少雨，氣候干燥寒冷，不同技術(shù)路線的太陽(yáng)能熱發(fā)電示范(試點(diǎn))項(xiàng)目已紛紛在此落地。

新疆維吾爾自治區(qū)與青海省同處我國(guó)西北部，在自然環(huán)境、氣候特點(diǎn)及光照條件等方面一致性明顯，因此，青海省太陽(yáng)能熱發(fā)電站示范項(xiàng)目的建設(shè)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)于新疆區(qū)域太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有很強(qiáng)的借鑒意義。

2.1 中控德令哈10MW塔式熔鹽太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目

中控德令哈10 MW塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站于2013年7月正式投運(yùn)，當(dāng)時(shí)采用了直接蒸汽發(fā)生(DSG)技術(shù)，是我國(guó)首座、全球第6座成功投入商業(yè)化運(yùn)行的塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站。2014年9月，該電站獲得國(guó)家發(fā)展改革委批復(fù)的1.2元/kWh的上網(wǎng)電價(jià)，被譽(yù)為我國(guó)的“太陽(yáng)能熱發(fā)電第一價(jià)”。2016年8月，在該電站的熔鹽吸熱、儲(chǔ)熱、換熱系統(tǒng)投運(yùn)后，其成為我國(guó)首座、全球第3座具備規(guī)?；瘍?chǔ)能系統(tǒng)的商業(yè)化塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站。

該電站的鏡場(chǎng)采光開(kāi)口面積為6.3萬(wàn)m2，包括21500臺(tái)尺寸為2 m2的定日鏡及1000臺(tái)尺寸為20 m2的定日鏡，設(shè)計(jì)點(diǎn)發(fā)電效率為15.7%。截至2018年8月，中控德令哈10 MW塔式熔鹽太陽(yáng)能熱發(fā)電站已穩(wěn)定運(yùn)行24個(gè)月，累計(jì)發(fā)電1200萬(wàn)kWh。

2.2 中廣核新能源德令哈50MW槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目

中廣核新能源德令哈50 MW太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首個(gè)大型商業(yè)化運(yùn)行的槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站。該項(xiàng)目共占地2.46 km2，上網(wǎng)電價(jià)為1.15元/kWh，主體工程于2015年8月開(kāi)工，是國(guó)內(nèi)第一批太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目中首個(gè)開(kāi)工的項(xiàng)目，也是其中第一個(gè)并網(wǎng)的示范項(xiàng)目，亦是首個(gè)獲得亞洲開(kāi)發(fā)銀行優(yōu)惠貸款支持的太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目。

2018年6月30日，該項(xiàng)目送電一次并網(wǎng)成功，填補(bǔ)了我國(guó)大規(guī)模槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的空白，使我國(guó)正式成為世界上第8個(gè)擁有大規(guī)模太陽(yáng)能熱發(fā)電站的國(guó)家。

3 影響項(xiàng)目收益的因素

提高項(xiàng)目收益是太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)以上2個(gè)項(xiàng)目的實(shí)地調(diào)研，總結(jié)出影響項(xiàng)目收益的因素主要有造價(jià)、電價(jià)、天氣、電網(wǎng)輸電斷面、工藝5個(gè)方面。

1)造價(jià)因素。中廣核新能源德令哈50 MW太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目的主要設(shè)備均采用國(guó)外技術(shù)，成本較高，達(dá)17億元；且該項(xiàng)目工期較長(zhǎng)，達(dá)24個(gè)月；與火電相比這兩項(xiàng)均不占優(yōu)勢(shì)。

2)電價(jià)因素。相對(duì)于高達(dá)數(shù)十億的工程投資與當(dāng)?shù)氐奶烊粴鈨r(jià)格而言，2個(gè)示范項(xiàng)目的上網(wǎng)電價(jià)仍顯偏低，投資收益較差。

3)天氣因素。多云、下雨、下雪、結(jié)霜、大風(fēng)等天氣會(huì)對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電站的發(fā)電量造成影響。但天氣因素是由我國(guó)西北地區(qū)特殊的自然環(huán)境決定的，與系統(tǒng)及設(shè)備本身無(wú)太大關(guān)系。

4)電網(wǎng)輸電斷面因素。在太陽(yáng)能熱發(fā)電站發(fā)電能力最大時(shí)段，電網(wǎng)斷面輸送能力有限，會(huì)直接影響太陽(yáng)能熱發(fā)電出力。

5)工藝因素。2個(gè)示范項(xiàng)目的系統(tǒng)較多，太陽(yáng)島、熔鹽島、常規(guī)島系統(tǒng)都很復(fù)雜，且成本很高。在設(shè)備方面，熔鹽設(shè)備在投運(yùn)之初故障較多，影響了項(xiàng)目的發(fā)電量；而定日鏡、常規(guī)島的故障率較低。

4 對(duì)新疆區(qū)域的借鑒意義

黨的十九大提出，要堅(jiān)持新發(fā)展理念，推進(jìn)綠色發(fā)展，壯大清潔能源產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)絕不能動(dòng)搖。發(fā)展清潔能源恰恰是推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的直接體現(xiàn)。盡管在新疆區(qū)域清潔能源發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了棄電率較高的問(wèn)題，但發(fā)展中的問(wèn)題必須在高質(zhì)量發(fā)展中解決，太陽(yáng)能熱發(fā)電是一條值得探索的新路徑。

4.1 因地制宜、因域施策

長(zhǎng)期以來(lái)，如何處理好南疆冬季取暖與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系是擺在我們面前的難題。從需求側(cè)來(lái)看，南疆四地州農(nóng)牧民的冬季傳統(tǒng)取暖方式低效、污染大，薪柴取暖來(lái)源單一且破壞生態(tài)環(huán)境；從供給側(cè)來(lái)看，南疆四地州煤炭資源普遍稀缺，而太陽(yáng)能資源卻十分豐富。因此，在地域廣袤、光照長(zhǎng)、降水少的南疆四地州，利用好國(guó)家已實(shí)施的南疆天然氣利民工程的同時(shí)，參照中廣核新能源德令哈50 MW太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目的模式，選擇缺煤富光的和田地區(qū)作為槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站的試點(diǎn)地區(qū)，利用國(guó)家支持南疆清潔取暖和“煤改電”工程的有利時(shí)機(jī)，積極向國(guó)家能源局爭(zhēng)取示范項(xiàng)目名額和項(xiàng)目資本金。

在哈密、吐魯番等東疆地區(qū)，可在哈密建設(shè)塔式熔鹽太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，借鑒中控德令哈10 MW塔式熔鹽太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，再建設(shè)一批類似項(xiàng)目，充分利用好當(dāng)?shù)刎S富的光照資源。

4.2 政策引導(dǎo)、試點(diǎn)先行

放開(kāi)市場(chǎng)準(zhǔn)入，充分調(diào)動(dòng)企業(yè)的積極性，自治區(qū)價(jià)格主管部門(mén)應(yīng)出臺(tái)差別化電價(jià)，以引導(dǎo)社會(huì)資本投向太陽(yáng)能熱發(fā)電新領(lǐng)域，支持有實(shí)力、有信譽(yù)的民營(yíng)企業(yè)進(jìn)入[2]。綜合考慮南疆能源資源稟賦、冬季平均氣溫范圍，結(jié)合新疆清潔能源尤其是太陽(yáng)能的發(fā)展現(xiàn)狀，采用電采暖形式，需實(shí)施“煤改電”工程；鼓勵(lì)企業(yè)開(kāi)發(fā)適合南疆實(shí)際的包括儲(chǔ)能儲(chǔ)熱、空氣源地源熱泵在內(nèi)的清潔供暖技術(shù)和設(shè)備。

按照50%國(guó)家補(bǔ)助資金用于南疆主網(wǎng)架和配電網(wǎng)建設(shè)，做好規(guī)劃，改造、補(bǔ)強(qiáng)農(nóng)村電網(wǎng)，確保輸送能力與太陽(yáng)能發(fā)電相匹配[3]。

4.3 跟蹤學(xué)習(xí)、總結(jié)推廣

中廣核新能源德令哈50 MW太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首個(gè)大型商業(yè)化槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站，截至2018年12月底僅運(yùn)行180天，諸多經(jīng)驗(yàn)尚在積累中，需要跟蹤學(xué)習(xí)；中控德令哈塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站已投運(yùn)的僅為10 MW，規(guī)模較小，50 MW項(xiàng)目剛剛建設(shè)完成，正在試運(yùn)行，其建設(shè)經(jīng)驗(yàn)也值得我們借鑒參考、總結(jié)提高。

5 結(jié)語(yǔ)

太陽(yáng)能熱發(fā)電作為新的可再生能源利用形式，技術(shù)水平正在不斷提升，能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)有必要早研究、早學(xué)習(xí)、早掌握、早規(guī)劃，提高監(jiān)管水平，走在清潔能源新技術(shù)的前列。