據(jù)金建祥介紹,中控10MW塔式光熱電站典型年設(shè)計(jì)發(fā)電量為1040萬(wàn)kWh,2018年年總實(shí)測(cè)DNI為1961.47kWh/㎡,2018年總實(shí)際發(fā)電量為1051.4萬(wàn)kWh,發(fā)電量達(dá)成率為96.75%, 年總上網(wǎng)電量934.1萬(wàn)kWh,總運(yùn)行天數(shù)為261天,其中晴天73天,多云天為188天。
自2016年8月底中控10MW熔鹽塔式光熱電站并網(wǎng)發(fā)電以來(lái),該電站發(fā)電量達(dá)成率迅速上升。在并網(wǎng)發(fā)電后三個(gè)多月的時(shí)間內(nèi),該電站發(fā)電量達(dá)成率為76%。2017年全年發(fā)電量達(dá)成率為86.5%,2018年上半年發(fā)電量達(dá)成率上升到94.2%,2018年下半年發(fā)電量達(dá)成率達(dá)到了99%。
目前,中控德令哈50MW塔式光熱電站已于2018年12月30日20點(diǎn)18分一次并網(wǎng)成功。 隨著示范項(xiàng)目的陸續(xù)建成,并網(wǎng)發(fā)電也備受矚目。對(duì)此,金建祥表示,一個(gè)項(xiàng)目建成并網(wǎng)發(fā)電并不是很難,而如何在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)電量是特別值得我們關(guān)注的,因?yàn)橐蛔娬局挥邪l(fā)電量達(dá)到設(shè)計(jì)值,其經(jīng)濟(jì)性才能得到保證。
▲ 中控德令哈50MW塔式光熱電站
在談及光熱發(fā)電的定位與發(fā)展時(shí),金建祥指出,我們要先找準(zhǔn)光熱的定位,才能找到光熱的出路。光熱電站應(yīng)定位于靈活調(diào)節(jié)電源和基荷電源,尋求適應(yīng)于調(diào)峰需求的運(yùn)行模式,配合光伏和風(fēng)力發(fā)電, 并通過(guò)技術(shù)層面的努力和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的調(diào)整,最大程度地發(fā)揮其儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)。
此外,金建祥認(rèn)為,在未來(lái),通過(guò)光熱的標(biāo)準(zhǔn)化和批量復(fù)制推廣可以促進(jìn)成本的進(jìn)一步下降。 與此同時(shí),我們應(yīng)該埋頭苦干,練好內(nèi)功,在盡可能短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)發(fā)滿發(fā),并通過(guò)不斷降低成本、提高效率,才能得到投資方的青睞和國(guó)家能源局后續(xù)政策的支持。
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各位上午好!會(huì)議組織方給我的題目是中控德令哈光熱電站的解讀,今天時(shí)間比較充裕,我想將中控德令哈10MW光熱電站運(yùn)行情況及50MW光熱電站的建設(shè)情況向大家做個(gè)匯報(bào)。
首先,我先介紹一下中控10MW光熱電站。從工藝流程圖我們可以看出,其工藝流程較為復(fù)雜,既包括水工質(zhì),也包括熔鹽工質(zhì),儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)比較短,運(yùn)行較為困難。
▲ 中控10MW光熱電站工藝流程圖
接下來(lái),我想介紹一下中控10MW塔式光熱電站2018年的運(yùn)行狀況。中控10MW塔式光熱電站典型年設(shè)計(jì)發(fā)電量為1040萬(wàn)kWh,2018年年總實(shí)測(cè)DNI為1961.47kWh/㎡,相比2017年稍微差點(diǎn)(2017年為2002kWh/㎡);2018年總實(shí)際發(fā)電量為1051.4萬(wàn)kWh,發(fā)電量達(dá)成率為96.75%,年總上網(wǎng)電量934.1萬(wàn)kWh(2017年總上網(wǎng)電量為784.9萬(wàn)度),由此來(lái)看,2018年上網(wǎng)電量增長(zhǎng)較多;電站運(yùn)行天數(shù)方面:2018年總運(yùn)行天數(shù)為261天,其中晴天只有73天,多云天為188天。
德令哈天氣比較特殊,晴天比較少,多云天比較多。光熱電站面臨最大的挑戰(zhàn)便是多云天氣,因?yàn)槎嘣铺鞂?duì)發(fā)電量的影響相當(dāng)大,相比之下,玉門或者敦煌的狀況都比德令哈好一些。
我認(rèn)為,一個(gè)項(xiàng)目建成并網(wǎng)發(fā)電并不是很難,而如何在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)電量是特別值得我們關(guān)注的,因?yàn)橐蛔娬局挥邪l(fā)電量達(dá)到設(shè)計(jì)值,其經(jīng)濟(jì)性才能得到保證。
下圖為中控10MW光熱電站2018年逐月的發(fā)電情況。其中,藍(lán)色柱是用當(dāng)月實(shí)測(cè)的DNI數(shù)據(jù)輸入模型之后計(jì)算出來(lái)的理論發(fā)電量,紅色柱是實(shí)際發(fā)電量。從圖中我們可以看到,1月、2月發(fā)電量達(dá)成率比較低(未達(dá)到90%),11月份也偏低(因?yàn)橄铝巳龍?chǎng)大雪),發(fā)電量達(dá)成率僅為93.7%。
▲ 中控10MW光熱電站2018年發(fā)電量達(dá)成情況
造成這三個(gè)月發(fā)電量達(dá)成率較低的原因有:1月份一些設(shè)備出現(xiàn)故障(主要是蒸發(fā)器);2月份對(duì)運(yùn)行軟件做了較大的升級(jí),影響了兩天發(fā)電;11月份德令哈下了三場(chǎng)大雪,鏡面化雪導(dǎo)致發(fā)電量明顯降低。
同時(shí),我們對(duì)中控10MW光熱電站的發(fā)電量達(dá)成率也做了相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)。2016年8月底,中控10MW熔鹽塔式光熱電站并網(wǎng)發(fā)電,在隨后三個(gè)多月的時(shí)間內(nèi),該電站發(fā)電量達(dá)成率為76%。2017年全年發(fā)電量達(dá)成率為86.5%,2018年上半年發(fā)電量達(dá)成率上升到94.2%,2018年下半年發(fā)電量達(dá)成率達(dá)到了99%。
▲ 中控10MW光熱電站發(fā)電量達(dá)成率迅速提升
大家一般認(rèn)為熔鹽塔式光熱發(fā)電技術(shù)是一條比較好的技術(shù)路線,但覺(jué)得它還不夠不成熟。相比有20多年發(fā)展歷史的導(dǎo)熱油槽式技術(shù),熔鹽塔式技術(shù)是最近幾年才發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),一般認(rèn)為其成熟度沒(méi)有槽式高。但是從中控10MW塔式光熱電站的運(yùn)行情況來(lái)看,熔鹽塔式技術(shù)在很短的時(shí)間內(nèi)也可以達(dá)到槽式技術(shù)的成熟度。
此外,我們對(duì)影響發(fā)量達(dá)成率的因素進(jìn)行了分析。其中,影響2017年發(fā)電量達(dá)成率的情況如下:設(shè)備故障占8.9%,運(yùn)營(yíng)操作占3%,極端天氣占1.5%;影響2018年發(fā)電量達(dá)成率的數(shù)據(jù)為:運(yùn)營(yíng)操作占0.55%,極端天氣占0.75%,設(shè)備故障占1.2%(我相信明年可以下降到0.5%以內(nèi))。由于蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)存在一些不合理的因素,當(dāng)時(shí)還未完成全部整改,目前,新的蒸發(fā)器正在設(shè)計(jì)中,我認(rèn)為采用設(shè)計(jì)更新后的蒸發(fā)器,這個(gè)數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的降低。
其次,我向各位報(bào)告一下中控50MW塔式光熱電站的情況。
中控50MW塔式光熱電站實(shí)際投資不到10.5億元,比項(xiàng)目可研報(bào)告中的數(shù)據(jù)低一點(diǎn)。
12月26日19時(shí),中控50MW塔式光熱電站汽輪機(jī)一次沖轉(zhuǎn)成功,汽機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到7676轉(zhuǎn)/分。在電站現(xiàn)場(chǎng)施工,尤其是土建施工方面,首航節(jié)能是值得我們學(xué)習(xí)的。2017年,由于50MW電站未在冬季到來(lái)之前完成吸熱塔結(jié)頂工作,致使項(xiàng)目的工期受到了較大影響。目前,項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)的道路還沒(méi)有鋪設(shè)柏油,建筑物的外墻也沒(méi)有粉刷,若作為一個(gè)景點(diǎn)來(lái)看,可能會(huì)讓人感覺(jué)不舒服。到2019年3月底土地解凍可以重新施工的時(shí)候,我們大概還需要兩三個(gè)月的時(shí)間將這些涉及外觀的工作做得更加漂亮一些(當(dāng)然這些工作不會(huì)影響發(fā)電)。
第三,我想談?wù)剬?duì)光熱發(fā)電的思考。我非常贊成“干就是了”這個(gè)觀點(diǎn),我們要耐得住寂寞,經(jīng)得起誘惑,要打持久戰(zhàn)。
光熱發(fā)電最大的優(yōu)勢(shì)在于儲(chǔ)能,與電池蓄電相比,其優(yōu)勢(shì)比較明顯。簡(jiǎn)而言之,熔鹽儲(chǔ)熱的成本非常低,其成本只有電池儲(chǔ)能成本的十分之一到三十分之一,且其效率非常高,損耗很低。剛剛首航節(jié)能也提到,光熱電站兩個(gè)熔鹽儲(chǔ)罐每天溫度降低1度,就意味著千分之二的熱量損耗。目前,電池充放電效率可以達(dá)到90%,這已經(jīng)很了不起了。電池壽命不長(zhǎng),例如我們?nèi)粘J褂玫氖謾C(jī),經(jīng)過(guò)兩三年使用會(huì)明顯感覺(jué)到“力不從心”了。相比之下,熔鹽的使用壽命較長(zhǎng)且安全可靠,幾乎不涉及環(huán)保問(wèn)題,也不存在爆炸隱患。
根據(jù)最新研究成果,采用鋰電池的度電儲(chǔ)存成本大致為0.45-0.65元/kWh,采用熔鹽的度電儲(chǔ)存成本為0.035-0.05元/kWh。我們相信,隨著產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,熔鹽儲(chǔ)能的成本還將不斷下降。
光熱發(fā)電作為一種清潔能源,現(xiàn)階段要達(dá)到和風(fēng)電、光伏同樣低的成本,目前來(lái)看是不太可能的。因此,我們要先找準(zhǔn)光熱的定位,再找到出路。與光伏和風(fēng)電相比,光熱電站的儲(chǔ)熱系統(tǒng)則是光熱電站成為靈活調(diào)節(jié)電源的重要保障。在未來(lái),光熱發(fā)電可以作為一種靈活的調(diào)峰電源,實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng),逐步取代煤電成為新的基荷電源和調(diào)峰電源。
針對(duì)光熱電站的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景,我們也做了相應(yīng)的研究。按照電網(wǎng)的需求,光熱電站在中午前后的2-6小時(shí)內(nèi)低負(fù)荷運(yùn)行或者停機(jī),為光伏讓路(光伏電站在中午前后的4-5個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)電量占比最高,幾乎達(dá)到55%,在此時(shí)間段內(nèi),光熱不應(yīng)該與光伏競(jìng)爭(zhēng)上網(wǎng),畢竟光伏發(fā)電的儲(chǔ)電成本很高);夜間是風(fēng)電出力的高峰期間,光熱應(yīng)該為風(fēng)電讓路。
如果按照上述定位做設(shè)計(jì),光熱發(fā)電的成本是否會(huì)增長(zhǎng)很多呢?經(jīng)過(guò)研究計(jì)算,相應(yīng)增加的成本還是可以接受的。在技術(shù)層面上可以利用大容量、低成本的儲(chǔ)熱系統(tǒng)以更好地進(jìn)行快速、深度的出力調(diào)節(jié)(在15分鐘以內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)20%-100%的電力調(diào)節(jié),其速度比火電更快、深度更深;未進(jìn)行改造的火電的調(diào)節(jié)深度只能達(dá)到50%(完成改造后可達(dá)到70%),每次深度調(diào)節(jié)大約需要花費(fèi)一個(gè)小時(shí))。
從經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看,為了滿足上述應(yīng)用場(chǎng)景的要求,我們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)的時(shí)候需要做一點(diǎn)調(diào)整。在此,我想提兩個(gè)方案:第一,在同等發(fā)電量的情況下,增加儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng);第二,在同等發(fā)電量的情況下,提高汽輪機(jī)功率。這樣,度電成本大約增長(zhǎng)1-2分錢。總體而言,度電成本增加不多。
目前,很多人都認(rèn)為光伏電價(jià)很低,光熱上網(wǎng)電價(jià)很貴,實(shí)際情況如何?根據(jù)國(guó)家能源局公布的數(shù)據(jù),2017年全國(guó)光伏的平均上網(wǎng)電價(jià)為0.94元/kWh,如此說(shuō)來(lái)光伏的上網(wǎng)電價(jià)并不低,例如東部沿海地區(qū)光伏并網(wǎng)電價(jià)要達(dá)到1.05元/kWh以上。
從本質(zhì)上來(lái)看,光伏和光熱是有差別的,光伏更像是電子系統(tǒng),光熱則具備了機(jī)械行業(yè)的特征。所以,光伏容易通過(guò)大批量生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)大幅度的成本降低,而光熱項(xiàng)目中的相關(guān)設(shè)備一般需要定制,相對(duì)而言,價(jià)格難以降低。我認(rèn)為,光熱電站只有通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和大批量復(fù)制推廣,才可以明顯地降低裝備的造價(jià),同時(shí)還可以縮短工期和建設(shè)期。因?yàn)獒槍?duì)供貨周期長(zhǎng)的設(shè)備,我們可以早點(diǎn)下訂單,這樣來(lái)縮短交貨期。
那么,大批量復(fù)制到底能對(duì)光熱電站成本下降產(chǎn)生多大影響呢?我們知道,光熱電站的建設(shè)要耗費(fèi)大量的玻璃、鋼材、熔鹽和水泥等原材料,這些大宗貨物的價(jià)格約占電站總投資的18%,他們是不可能實(shí)現(xiàn)大幅度降價(jià)的。但是,除此之外的82%的投資都和批量生產(chǎn)有關(guān)系,因此,其成本下降空間較大。
我認(rèn)為,光熱發(fā)電成本下降可能分為如下四個(gè)階段:1)未來(lái)兩三年上網(wǎng)電價(jià)達(dá)到0.95元/kWh;2)5-6年后,上網(wǎng)電價(jià)達(dá)到0.8元/kWh;3)7-9年后,上網(wǎng)電價(jià)達(dá)到0.65元/kWh;4)10年后,通過(guò)超臨界二氧化碳等新技術(shù)的成功應(yīng)用與推廣,光熱并網(wǎng)電價(jià)達(dá)到0.35-0.45元/kWh(屆時(shí)熱電轉(zhuǎn)換效率可以提高50%以上)。
2019年,首批示范項(xiàng)目中中電工程哈密50MW項(xiàng)目、中電建青海共和50MW項(xiàng)目以及玉門鑫能50MW項(xiàng)目等都將并網(wǎng)發(fā)電。當(dāng)下,并網(wǎng)發(fā)電是萬(wàn)眾矚目的事情,但是我認(rèn)為這只是萬(wàn)里長(zhǎng)征邁出的第一步,我們面臨的最大的挑戰(zhàn)是如何實(shí)現(xiàn)電站穩(wěn)定發(fā)電、盡早達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)電量。因?yàn)椋挥羞_(dá)到了設(shè)計(jì)發(fā)電量,才能夠?qū)崿F(xiàn)可研報(bào)告當(dāng)中承諾的經(jīng)濟(jì)效益。
在接下來(lái)的工作中,我們只有埋頭苦干、練好內(nèi)功,盡可能在短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)電站的穩(wěn)發(fā)滿發(fā),同時(shí)不斷降低成本、提高發(fā)電效率,這樣才能夠得到投資方的青睞,得到國(guó)家能源局等相關(guān)部門的政策支持。
最后,我總結(jié)一下,通過(guò)前面幾個(gè)電站的建成與并網(wǎng)發(fā)電,我們中國(guó)人已經(jīng)完全掌握了光熱發(fā)電技術(shù)。同時(shí),光熱電站應(yīng)定位于靈活調(diào)節(jié)電源和基荷電源,這樣才有利于發(fā)揮光熱電站的比較優(yōu)勢(shì)。2019年將會(huì)有更多的示范項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電,發(fā)電量達(dá)成率將成為各方關(guān)注的重點(diǎn)和影響后續(xù)政策的主要指標(biāo)之一。