能仁谈|专家:西北煤电基地实施光煤互补构想

　　伊长涛 孙希强　　

　　2015年11月7日，在苏州举行的首届国际能源变革论坛上，煤炭巨头神华集团提出“把光热和燃煤电站放在一个系统里，实现化石能源和非化石能源耦合的智能能源系统”的清洁能源发展理念。

　　其主要模式是，依托西北部光资源富集区的煤电基地和特高压输电通道，在燃煤电厂站址周边广袤的沙漠或戈壁滩上规模发展太阳能热发电项目，利用燃煤电厂辅助汽源、已建的基础设施和管理队伍，实现统一运行的光煤互补智能能源系统。

　　无论是与传统的火电相比，还是与单纯的光伏发电相比，太阳能热发电都具有独特的优势。太阳能热发电利用热能便于存储的特点，可实现连续、稳定、高品质的电力输出，完全避免了传统间歇式新能源对电网的冲击，因而具备大规模发展、甚至承担电网基础负荷的潜力（见图1）。

　　我国太阳能热发电产业现状

　　截至2014年底，我国已建成、运营的太阳能热发电项目总装机规模为1.8万千瓦，其中，纯发电项目装机1.5万千瓦，除中控德令哈1万千瓦塔式电站具有商业化规模外，其他均为小型示范和试验性项目。

　　2013年7月，中控德令哈项目成功并网发电，成为国内第一座商业化运营的太阳能热发电电站。

　　我国具备发展太阳能热发电产业所必需的产业基础。太阳能热发电电站所需要的原材料主要为玻璃（镜面）、钢铁（支架、储罐）、混凝土（定日镜基座、设备基础、厂房）、化工材料（熔盐）等，在我国产能巨大。

　　大力发展太阳能热发电产业，不仅能帮助消化钢铁、水泥、玻璃等行业的过剩产能，而且也能够带动相关创新技术研发及高端制造业的发展。

　　近日，国家能源局组织开展了太阳能热发电示范电站的申报、评审，并明确表示将适时出台太阳能热发电上网标杆电价。

　　据悉，首批太阳能热发电示范项目总规模约100万千瓦。随着这批示范项目的建设完成，太阳能热发电技术将逐步成熟，其成本也将迅速下降。

　　太阳能热发电产业存在的问题

　　太阳能热发电具有光利用效率较高、单机规模较大、可连续运行等优势，是未来清洁能源发展和国家鼓励的电力发展方向，但目前太阳能热发电技术在逐步成熟、示范发展过程中，从技术、经济等方面考虑，还存在一些问题（见图2）。

　　太阳能热发电及光煤互补有关构想

　　鉴于太阳能热发电目前存在的问题，现阶段不宜大规模建设，应以示范建设为主。为加快验证、掌握核心技术，并尽可能降低投资，目前阶段可以从以下几个方面开展工作。

　　首先，依托西北部煤电基地大力发展光煤互补项目。

　　当前，为解决中东部地区用能需求，并缓解大气污染问题，国家在西北部地区加快了煤电基地和特高压输电通道的开发建设，同时这些地区风、光资源丰富且有大片的戈壁、荒漠等贫瘠土地可利用，具备实施光煤互补的综合条件，如新疆、内蒙古、甘肃、青海等地区。

　　所谓光煤互补，是指白天太阳能热发电机组满发，降低煤电机组负荷；夜间或白天的无光期从火电机组抽汽（主蒸汽管道或汽轮机抽汽口），维持太阳能热汽轮发电机组最低负荷运行不停机。

　　在西北部煤电基地实施光煤互补打捆外送，具有四大综合优势。

　　一是太阳能热发电项目可少建或不建储热系统，系统简单，容易实现。

　　二是可减少因储热系统运行不稳定引起的太阳能热汽轮发电机组的波动，可充分发挥煤电机组的调节功能，避免太阳能热汽轮发电机组的频繁启停，保护设备。

　　三是可降低太阳能热发电项目的初始投资和度电成本，增强市场竞价能力；可用较少的投资验证、掌握国外太阳能热发电　  的镜场及控制等部分核心技术。

　　四是整个光煤互补发电基地由一个公司管理，节省管理费用，并可统筹协调优先保障太阳能热发电，充分利用清洁的太阳能。

　　当然，实施光煤互补发电，也需要解决一些问题，如太阳能热发电和火电机组抽汽的参数匹配问题，太阳能热发电量计量问题，太阳能热电站和煤电机组距离较长、增加投资及损失问题。

　　综上，在煤电基地建设光煤互补发电项目是可行的。举例来说，哈密大南湖煤电基地可依托哈郑±800千伏特高压输电线路，配套建设1000万吨/年煤矿+4×66万千瓦火电+2×13.5万千瓦太阳能热发电项目。其基本模型为：光热项目拟选址于哈密电厂4×66万千瓦工程东侧约0.5公里戈壁滩上，一期建设单台13.5万千瓦塔式熔盐光热示范项目，通过优化镜场及机组布置实现煤电机组至光热机组辅汽管道及公共设施距离最短，运行中利用煤电机组辅汽维持无光期光热机组连续运行，可实现光热电站年等效利用小时数2820小时，并由一个公司统筹管理、运营，充分发挥清洁太阳能和煤炭化石能源的互补性。

　　其次，通过合理规范设计合资公司，实现太阳能热发电核心技术和设备的引进及国产化。

　　通过建设部分太阳能热发电示范项　  目，鼓励国内大公司与掌握太阳能热发电核心技术和设备的国外公司在国内成立合资公司，合资公司应由国内企业控股。合理规范设计合资公司管控模式，通过核心技术、核心设备引进、消化吸收，最终实现核心技术自主研发以及核心设备生产本地化，专利归合资公司所有，确保达到以市场换技术的目的。

　　再次，加强国家统一规划，避免无序、重复低效投资。

　　为避免太阳能热发电出现一哄而上的局面，应由国家主管部门牵头，组织国家电力规划咨询机构、行业协会、电网企业、大型发电企业以及科研设计院等规划研究力量，制定国内太阳能热发电中长期电力发展战略，对总量、结构及布局根据不同技术路线、不同外部条件分层次、分阶段进行总体安排，避免无序、重复低效投资。

　　最后，合理制定太阳能热发电上网电价和补贴标准。

　　国家应借鉴风电和光伏产业发展经验，根据太阳能热发电各示范项目经济效益情况，合理制定太阳能热发电上网电价和度电补贴标准，并根据项目造价水平定期优化形成联动机制，引导和鼓励企业投资积极性，并通过倒逼机制加快促进企业的技术进步和成本降低，缩短补贴时间，促进新能源产业的健康可持续发展。

　　（作者单位：神华国神集团）

赵雅君