在加速构建“以新能源为主体的新型电力系统”的背景下,作为清洁电力以及有助于解决新能源发电波动性问题的成熟路径,太阳能(000591,股吧)热发电(也称光热发电)将扮演什么角色?艰辛前行多年的光热发电,是否即将迎来一次巨大的发展机遇?
从内蒙古乌拉特中旗及青海德令哈市的两座商业化运营的太阳能热发电站的建设运营情况,或可一见端倪。
(乌拉特中旗太阳能热发电项目)
“要珍惜太阳能热发电资源”
内蒙古自治区巴彦淖尔市东北部的乌拉特中旗导热油槽式100MW太阳能热发电项目,是目前国内最大的光热电站。项目年发电量达到约3.92亿千瓦时,每年可节省标煤12万吨、减排二氧化碳30万吨。
项目业主方之一常州龙腾光热科技股份有限公司总经理俞科介绍,“蒙西电网每天下午6点到晚上10点左右会出现晚高峰结构性缺电,而内蒙古乌拉特中旗导热油槽式100MW太阳能热发电项目的投运为缓解地区结构性缺电发挥了很大作用。”
他表示,太阳能热发电机组配置储热系统,可实现24小时连续稳定发电,可替代燃煤电站作为基础负荷,提高风电、光伏等间歇性可再生能源消纳比例,并可作为离网系统的基础负荷电源;同时,机组启动时间、负荷调节范围等性能优于燃煤机组,可深度参与电网调峰,保证电网及电源的高效利用;此外,太阳能热发电还可根据电网用电负荷的需要,参与电力系统的一次调频和二次调频,确保电网频率稳定,保证电网安全。
“光热电站的负荷调节范围可以达到5%-100%”,中国船舶(600150,股吧)集团新能源有限公司专业人士介绍。该公司是乌拉特中旗项目设计、工程管理、调试、运维方。
构建以新能源为主体的新型电力系统,是实现碳达峰、碳中和的重要抓手,但同时也面临诸多挑战。电力规划设计总院(603357,股吧)高级顾问孙锐指出,光伏发电和风力发电受到气象条件制约,发电功率具有间歇性、波动性和随机性,对电力系统的安全性和供电可靠性造成了重大挑战。
他认为,要构建新型的电力系统,对储能容量的需求是巨大的,同时还需要更多的具有交流同步发电机特性的灵活调节电源。
“电力系统的运行,需要连续、稳定的电源作为支撑。”浙江中控太阳能技术有限公司董事长金建祥介绍,中控德令哈50MW塔式熔盐储能太阳能热发电项目为例(配置7小时储能),在2020年2月1日至2月13日期间,实现了机组292.8小时的连续、不间断稳定运行。光热电站通过配置更大容量的储能系统,还可进一步提高不间断运行的时长。
由于太阳能热发电与生俱来的“优势”,其对电网的“友好性”正逐渐得到认可。国网能源研究院副院长蒋莉萍日前指出,对于电力系统而言,太阳能热发电是一个非常好的技术,具有常规电源的可调度性,同时又是清洁能源,是构建以新能源为主的新型电力系统的一个重要支撑性技术,西部地区一定要珍惜当地太阳能热发电的资源。
对此,国家电网有限公司西北分部规划部副主任孙骁强指出,现代电力系统正逐步向高比例可再生能源和高比例电力电子设备趋势发展,在此背景下,新能源发电机组与传统同步发电机有重大区别,其出力的波动性及机组对电网的弱支撑性,对电网确保电力电量供应及电力系统的安全,都带来了挑战。
以新能源为主体的新型电力系统,其自身发展与重构需要围绕两大方面来解决一些关键问题,一方面是以高比例可再生能源确保电力电量供应,需要重点解决可靠替代火电、调峰能力提升、可再生电源发电量占比提高的问题;另一方面是电力系统安全,需要重点保障频率安全、电压安全、功角稳定。
孙骁强表示,“光热电站固有的特点,使其同时具备解决这两大方面问题的能力,在支撑新型电力系统安全稳定运行及确保供电方面大有可为。”