电规总院孙锐:发展光热能有效减少储能电站的数量和规模
2018第三届德令哈光热大会主论坛于12日举行,论坛围绕“生态能源和谐发展”议题展开主题演讲与讨论,集中探讨生态能源和谐发展、新能源与生态环境、光热发电项目开发及成本下降等核心议题。
电力规划设计总院副院长孙锐出席大会并作“光热发电在未来能源体系中的定位和远期发展”主题演讲。
以下为发言摘要:
一、光热发电机组运行调节方式
光热发电机组在不同季节里,出力特性存在一定的差异,要根据这些差异,结合电力负荷需求,来调整机组的运行时段和出力水平,使它发挥更大的调节作用。
在春秋季节,光热发电机组的出力完全可以根据电力系统早高峰负荷和晚高峰负荷的需要进行出力调节,夜间停机,有利于系统接纳风电和光伏发电。
在夏季通常是日照时间最长、直接辐射量最高的季节,储热时间较长的机组可以连续24小时发电。在不发生弃光的前提下,在中午时段和晚高峰负荷后,光热发电机组可以降出力运行。
在纬度较高的地区,冬季日照时间短、直接辐射量低,光热发电机组的日发电量大约是夏季的一半。
为了满足电力系统晚高峰负荷的需要,白天大部分时间光热发电机组只进行储热,晚高峰时段发电。
冬季通常是风力发电场出力的高峰季节,电力系统低谷负荷时段是风电场弃风率最高的时段。光热发电可以利用弃风电力储热,在第二天白天发电。
在此种运行模式下,光热发电站相当于储能电站,但投资成本只有额外增加的电加热器,比任何储能电站的投资成本要低得多。
在没有日照的极端气象条件下,如果电力系统缺少发电功率,可利用天然气加热熔盐或导热油,光热发电机组仍然可以稳定发电。
如果需要光热发电机组具备这种发电模式,只需要装设一台备用的天然气加热炉,与其他备用发电方式相比,投资成本要低得多。
二、我国的能源发展现状及趋势
2017年全国能源消费总量44.9亿吨标煤,非化石能源占比 13.8%。非化石能源在一次能源消费中的比重计划到2020年达到 15%,2030年达到20%, 2050年达到50%。
2017年全国非化石能源供应中,非化石能源发电(水电、核电、风电、太阳能发电、生物质发电等)占比在90%以上,因此,提非化石能源发电的比重,是提高非化石能源比重的关键所在。
2017年全国电源总装机容量17.8亿kW,非化石能源发电装机容量占比约38.6%,其中太阳能发电占比为7.3%,
总发电量为6.418万亿kWh,非化石能源发电量占比约为31%,其中太阳能发电占比仅为1.8%(光伏发电设备利用小时数为1204小时)。
国家发改委、能源局发布了《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》(发改基础[2016]2795号),提出了非化石能源跨越发展行动,到2030年,非化石能源发电量占全部发电量的比重力争要达到50%。
中国电科院周孝信院士按照我国的能源发展战略目标,预估2030年太阳能发电量的占比近10%,发电量约0.86万亿kWh;2050年太阳能发电量占比将达到27%,发电量约3.236万亿kWh。
三、小结
光热发电机组的电力输出稳定可靠,调节性能优良。可以作为电力系统中的主力机组承担基本负荷,也可以作为电力系统中的调峰机组承担高峰负荷,在未来大比例接入风电和光伏的电力系统中,光热发电不仅能够提高可再生能源发电比重,还能够大幅度减少电力系统中储能电站的数量和规模。
光热发电是我国能源转型的一个重要途径,也是我国西部大开发的新引擎,是我国经济发展的新动能,还是实施一带一路战略、参与国际能源建设的一支重要力量。
第一批示范项目很好的带动了光热发电产业的快速发展,推进了各地区光热发电基地规划的编制工作,促进了国内外相关企业在技术及工程方面合作。这些方面为我国后续光热发电的发展奠定了很好的基础。
可以预见,随着第一批示范项目的部分机组投运,光热发电的技术优势将得到充分的展现,相关的政府部门和社会各界将会对光热发电给予更多的关注和支持,我国的光热发电行业必将迎来蓬勃发展的时代。