光热发电成本下降空间较大

通过示范项目实践与多种技术手段探索光热平价之路

鲁珈瑞

“目前最现实的策略是通过管理提升运行水平，对天气预测和运行方式等进行优化，可以大幅提高发电量、降低运行成本。”首航艾启威节能技术股份有限公司 （简称“首航节能”）总经理高峰在第九届CSPFocus光热发电中国聚焦大会上说，在项目的设计、建设和运行期间不断优化方案，都是降低光热发电项目成本的关键环节。

从国内外项目建设中汲取营养

近日，中国新能源海外发展联盟发布了《2018中国新能源国际发展报告》（简称《报告》）。报告指出，新能源产业走出去已全面开花，呈现出全品牌、全球化拓展，地域广、合作门类丰富等特点。

“我国正以全新状态，积极持续推动全球绿色能源转型和可持续发展，不断加快走出去的步伐，成绩可喜、前景广阔。”中国新能源海外发展联盟副理事长张世国表示，我国日益成为当今世界绿色能源解决方案的引领者。

《报告》指出，近年来我国光热产业走出去成绩喜人。我国参与的两大中东北非光热项目，摩洛哥努奥二、三期光热发电项目和阿联酋950兆瓦光热光伏项目均取得重要进展。与此同时，我国企业进入了南非光热发电市场。这意味着一些国内企业，已在中东、非洲光热市场站稳脚跟，进而带动光热设计、建设、施工等国际化发展。

目前，基于成本优势，全球太阳能发电行业仍以光伏发电为主流。而未来潜力更大的太阳能发电技术，则指向光热发电技术。然而，光热发电项目的投资成本、运维成本都较高，目前还没有大规模推广和应用，还需要产业政策的扶持。因此国内光热企业在示范项目部分完工并网后，也在考虑如何实现大幅降本，踏上类似光伏行业的高速发展之路。

从塔式示范项目中提炼经验

在国内光热企业中，首航节能拥有相对丰富的设计和建设经验。该公司承接了国家首批光热示范项目中的中广核德令哈50兆瓦槽式光热发电项目的太阳岛总包，并完成了我国首个百兆瓦级国家能源局光热发电示范项目——敦煌100兆瓦熔盐塔式光热发电项目。根据相关资料，敦煌100兆瓦塔式光热国家示范项目于去年12月28日并网后，正在进行紧张的消缺、试验工作。

“敦煌到了春夏之交，风沙天气较多。

去年春天有一次沙尘暴，把刚洗的一万多面镜子全部弄脏，又得花半个月时间重洗。”高峰指出，当地风沙条件对建设光热电站，尤其熔盐塔式电站是非常严峻的考验。优化镜子清洗的次数以及镜子清洗的频率和方式等，可以实现成本的显著下降。

另外，光热发电项目最终还是要通过高温高压的蒸汽推动汽轮机发电。由于光热发电对天气的依赖性，因此运行方式明显区别于火电。光热项目如果能优化汽轮机运行，也将实现成本下降。

“光热电站从技术角度来看，汽轮机是较为重要的一环。”高峰介绍，由于首航节能敦煌100兆瓦项目应用美国GE热机，有一次再热循环，因此热机效率较高，有45%左右。之所以这么选择，主要是因为光热项目与火电有很大区别，如果热机效率能够提高一个百分点，在镜场的建设和储热方面就可以节省大量的投资，因此首航节能选择了较高效的汽轮机。

此外，高峰表示，光热行业还可以通过规模化带动成本下降。将来在光热电站里包括镜场规模的扩大以及电站数量的增多，包括元器件大批量的生产和国产化率的提高等方面可以提供成本下降的通道。

技术进步是提高光热发电的重要途径，现在首航节能正在研究二氧化碳的布雷顿循环，进一步提高热机效率，把熔盐使用温度提高到将近700摄氏度，整个热机效率可以提高到50%到55%以上，这样，通过大幅提升热机效率以降低发电成本。

值得关注的是，5月15日，鲁能海西州多能互补集成优化示范工程光热项目完成了空冷岛钢结构及冷却管束吊装，同时完成定日镜单体调试500多面（共4400面）。该项目建设完成后，将为国内塔式光热技术发展提供新的参考样本。

将从实验室中走出的碟式技术

近年来，各国科学家及工程师，都在寻求降低光热发电成本，提高其发电效率的办法。一些专家学者认为，将光热发电和燃气轮机、联合循环发电系统结合起来，是一个有益的尝试。欧盟近些年开展了几项与此相关的科研示范项目，主要面向光热太阳能耦合大型燃气轮机联合循环发电系统以提供整体系统效率，与太阳能耦合微型燃机发电系统两个方向。

其中，优化的微型燃机太阳能电力系统项目为太阳能耦合微型燃机方向的重要项目。该项目的总体目标是使用聚光太阳能发电系统（CSP）和微型燃气轮机（MGT）发电提供和演示技术解决方案，预期提供模块化、能够产生3千瓦~10千瓦电力的系统。

根据相关资料，该项目是欧盟科研框架项目中最新完成的太阳能耦合微型燃机技术示范项目。项目始于2013年，并于2017年在意大利完成示范项目建设。该系统既可以为家庭和小型商业应用提供能源，也可以模块化堆叠系统单元，形成更大规模的能源供应系统；它可以与中长期储能和传统燃料共燃相结合，在光照不足的情况下，也可使用常规燃料或生物质燃料。

据了解，传统的碟式太阳能发电技术，是通过聚光器吸收热量供给斯特林发动机热端运转。尽管斯特林发动机的设计效率高、成本低，但它也有技术劣势。斯特林发动机的可靠性不如燃气轮机，斯特林发动机要使用氢气或氦气，一段时间后活塞环产生泄露，须经常填充新气体。所以有业内人士建议，新型碟式太阳能发电技术，应使用为光热太阳能发电系统量身定制的微型燃气轮机。

新型碟式技术虽然拥有较高的功率，但成本较高，而且体量很小，无法进行商业实装，目前该技术依旧在试验阶段。不过我们能够看到的是，现在碟式技术也有所突破，当技术达到商业化水准后，或许可以为光热行业提供一个新的思路。

责任编辑：高慧君