高比例可再生能源系統(tǒng)中，除風(fēng)電、光伏外，光熱發(fā)電作為集發(fā)電和儲(chǔ)能于一身、調(diào)節(jié)特性良好的可再生能源，其價(jià)值體現(xiàn)如何呢？其經(jīng)濟(jì)性可行嗎？電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院原副院長(zhǎng)孫銳對(duì)此作了全面介紹，他表示：當(dāng)前光熱發(fā)電已形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，設(shè)備和材料等國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%以上，部分企業(yè)成功走出國(guó)門(mén)，參與到國(guó)際光熱發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)中。聚光儲(chǔ)熱發(fā)電是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的新途徑，在消化我國(guó)煤電產(chǎn)業(yè)的過(guò)剩產(chǎn)能、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展方面將發(fā)揮重要作用。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟” ID：nafste）

一、光熱發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

1、光熱發(fā)電機(jī)組的出力特性

通過(guò)配置儲(chǔ)熱系統(tǒng)，光熱發(fā)電機(jī)組能夠保持穩(wěn)定的電力輸出，如果儲(chǔ)熱系統(tǒng)的容量足夠，機(jī)組可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電；光熱發(fā)電機(jī)組可以作為電力系統(tǒng)中的主力機(jī)組承擔(dān)基本負(fù)荷；也可以作為電力系統(tǒng)中的調(diào)峰機(jī)組承擔(dān)高峰負(fù)荷；同時(shí)，為系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2、光熱發(fā)電與燃煤發(fā)電的對(duì)比

光熱發(fā)電機(jī)組具備良好的調(diào)節(jié)特性，可迅速響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷需求，快速調(diào)節(jié)機(jī)組的出力，具備參與電力系統(tǒng)調(diào)峰和調(diào)頻的能力，可參與電網(wǎng)一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。

由上表可見(jiàn)：與燃煤發(fā)電相比，光熱發(fā)電機(jī)組具有更優(yōu)異的調(diào)節(jié)性能。

3、光熱發(fā)電與光伏發(fā)電的對(duì)比

與光伏發(fā)電相比，光熱發(fā)電集發(fā)電和儲(chǔ)能為一身，出力穩(wěn)定、調(diào)節(jié)性能優(yōu)越。

光伏要成為系統(tǒng)中可靠的電力保障，則必須配置至少6h的儲(chǔ)能電站（滿(mǎn)足晚高峰電力需求），而同容量的光熱發(fā)電機(jī)組的年發(fā)電量約是光伏發(fā)電的2.5倍，同時(shí)，光熱發(fā)電可以提供可靠的電力保障，即100%參與電力平衡，不需要電力系統(tǒng)額外配套建設(shè)儲(chǔ)能電站。

4、光熱發(fā)電調(diào)峰調(diào)頻作用

以目前新疆電網(wǎng)為例進(jìn)行模擬計(jì)算，裝設(shè)光熱發(fā)電機(jī)組從100萬(wàn)千瓦至500萬(wàn)千瓦，可減少棄風(fēng)棄光電量10.2%-37.6%。

以目前西北電網(wǎng)為例，如果關(guān)停1200萬(wàn)千瓦常規(guī)火電機(jī)組，采用等容量新能源發(fā)電裝機(jī)替代，兩種方案：1）新增1200萬(wàn)千瓦光熱裝機(jī)；2）新增1200萬(wàn)千瓦風(fēng)電、光伏裝機(jī)。

當(dāng)某臺(tái)35萬(wàn)千瓦機(jī)組故障跳閘后，通過(guò)模擬計(jì)算可以看出：在光熱發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量支撐下，系統(tǒng)能夠維持頻率穩(wěn)定。

5、在電力外送方面的作用

在我國(guó)規(guī)劃的光熱發(fā)電基地區(qū)域，已投運(yùn)和規(guī)劃建設(shè)多個(gè)特高壓電力外送通道。有序建設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電基地，可充分利用這些電力外送通道，輸送可再生能源電力。

以±800kV的特高壓直流外送通道為例，選擇新疆哈密地區(qū)外送電力到江蘇，設(shè)計(jì)輸電功率800萬(wàn)千瓦，為保證受電地區(qū)的供電可靠性，可靠電源配置不低于600萬(wàn)千瓦，年輸電量約440億千瓦時(shí)。

采用煤電+風(fēng)電+光伏的電源配置方案，輸送新能源電力的比重僅為44.2%，難以進(jìn)一步提高。

方案三與方案二對(duì)比：在相同的煤電和風(fēng)電裝機(jī)容量條件下，配置光熱發(fā)電機(jī)組方案比配置光伏+電儲(chǔ)能方案的經(jīng)濟(jì)性更好。雖然光伏發(fā)電的成本低于光熱發(fā)電，但是為保障通道電力供應(yīng)的可靠性，需要配置較大規(guī)模的電儲(chǔ)能，而電儲(chǔ)能的造價(jià)高，壽命周期短，使光伏+電儲(chǔ)能方案的經(jīng)濟(jì)性下降。

方案四與方案三對(duì)比：煤電采用CCS后，燃煤發(fā)電成本大幅增加，采用光熱發(fā)電全部替代燃煤發(fā)電，外送新能源電力比重可達(dá)到100%，而且經(jīng)濟(jì)性更好。

二、光熱發(fā)電的市場(chǎng)價(jià)值

1、工程投資和上網(wǎng)電價(jià)

目前工程投資在2.5~3萬(wàn)元/kW，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，工程投資會(huì)有較大幅度的下降。預(yù)計(jì)到2030年會(huì)下降到1.6萬(wàn)元/kW。

目前，我國(guó)執(zhí)行的電源上網(wǎng)電價(jià)政策是：根據(jù)不同電源的發(fā)電成本，按照基準(zhǔn)的投資收益率確定其上網(wǎng)電價(jià)。

隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，光熱發(fā)電工程投資將會(huì)得到顯著的下降，發(fā)電成本會(huì)有較大幅度的下降。

按照我國(guó)目前非水可再生能源發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)政策，電網(wǎng)公司按照當(dāng)?shù)孛弘姍C(jī)組的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)收購(gòu)，超出部分由國(guó)家可再生能源電價(jià)附加補(bǔ)助資金補(bǔ)貼。

新疆煤電機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)0.25元/kWh（甘肅省0.3元/kWh)，按照此種方式確定上網(wǎng)電價(jià)，光熱發(fā)電難以擺脫對(duì)電價(jià)補(bǔ)貼的依賴(lài)。

按照投資收益確定電源的上網(wǎng)電價(jià)，僅僅體現(xiàn)了不同電源的發(fā)電的成本，并沒(méi)有如實(shí)體現(xiàn)電力品質(zhì)在電力市場(chǎng)上的價(jià)值。

根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷不同時(shí)段的需求，分時(shí)段上網(wǎng)電價(jià)模式可以體現(xiàn)出不同時(shí)段的市場(chǎng)供求關(guān)系以及市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)電力的需求。隨著我國(guó)電力市場(chǎng)機(jī)制的不斷完善，按照地區(qū)電力負(fù)荷的特性，制定分時(shí)段的上網(wǎng)電價(jià)是大勢(shì)所趨，也是國(guó)際上的普遍做法。

2、負(fù)荷側(cè)銷(xiāo)售電價(jià)情況

目前，很多省份已經(jīng)出臺(tái)了分時(shí)段的售電電價(jià)。江蘇省的普通工業(yè)用戶(hù)的低谷、平段、高峰電價(jià)為0.3351元、0.7054元、1.1757元，比值為1 : 2.1 : 3.5；廣東省一般工商業(yè)用戶(hù)的低谷、平段、高峰電價(jià)比值為1: 2 : 3.3。

3、光熱發(fā)電機(jī)組發(fā)電時(shí)段優(yōu)化

光熱發(fā)電機(jī)組可以根據(jù)電網(wǎng)的分時(shí)段電價(jià)模式，優(yōu)化機(jī)組的運(yùn)行時(shí)段和系統(tǒng)配置，更好的發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)并顯著提高其經(jīng)濟(jì)性。以江蘇電網(wǎng)的分時(shí)段電價(jià)模式為例，光熱發(fā)電機(jī)組在系統(tǒng)配置不變的情況下，僅僅優(yōu)化運(yùn)行時(shí)段，可將大部分發(fā)電量分配至高峰時(shí)段和平峰時(shí)段，年發(fā)電量在高峰、平段、低谷時(shí)段的占比分別為54.1%、39.7%、6.2%。這樣既滿(mǎn)足了電力系統(tǒng)調(diào)峰的需求，也使光熱發(fā)電機(jī)組的收益最大化。

4、外送通道電源上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算結(jié)果

以新疆哈密送電到江蘇±800kV輸電通道為例，設(shè)計(jì)輸電功率800萬(wàn)千瓦，輸送功率按照江蘇的高峰、平段、低谷時(shí)間段，高峰時(shí)段滿(mǎn)功率輸送，年輸電量約470億千瓦時(shí)。按照可靠電源功率不低于600萬(wàn)千瓦的原則，配置煤電200萬(wàn)千瓦+光熱發(fā)電400萬(wàn)千瓦+風(fēng)電800萬(wàn)千瓦+光伏150萬(wàn)千瓦。

以江蘇電網(wǎng)普通工業(yè)用戶(hù)銷(xiāo)售電價(jià)模式為基礎(chǔ)，按照目前江蘇省內(nèi)電網(wǎng)的輸配電價(jià)和±800kV輸電通道的電價(jià)，并按照新疆煤電、風(fēng)電、光伏的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)，推算出各時(shí)段的上網(wǎng)電價(jià)如下表。

從表中的計(jì)算結(jié)果可以看出，光熱發(fā)電的平均上網(wǎng)電價(jià)為0.77元/kWh，高于按照投資收益預(yù)測(cè)的2025年光熱發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)0.759元/kWh，介時(shí)光熱發(fā)電不需要電價(jià)補(bǔ)貼，完全可以在市場(chǎng)中體現(xiàn)它的價(jià)值。

三、光熱發(fā)電發(fā)展前景

1、國(guó)內(nèi)資源條件

光資源：內(nèi)蒙古自治區(qū)西部的巴彥淖爾市西部及阿拉善盟、甘肅省酒泉市、青海省海西州和新疆自治區(qū)的哈密地區(qū)等區(qū)域年太陽(yáng)直接輻射量超過(guò)1800kWh/m2，非常適宜進(jìn)行光熱發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)。

土地資源：內(nèi)蒙古自治區(qū)西部、甘肅省、青海省和新疆維吾爾自治區(qū)適宜建設(shè)規(guī)?；鉄岚l(fā)電基地的國(guó)土面積合計(jì)約78萬(wàn)km2，可支撐光熱發(fā)電裝機(jī)約7800GW。

水資源：水資源是限制光熱開(kāi)發(fā)的重要因素。

我國(guó)西北地區(qū)水資源短缺，汽輪機(jī)均采用空冷技術(shù)，國(guó)內(nèi)空冷機(jī)組技術(shù)十分成熟。

2030年及以后，考慮采用超臨界CO2循環(huán)光熱發(fā)電技。經(jīng)測(cè)算可以支撐光熱發(fā)電基地發(fā)展的水資源情況如下表：

2、我國(guó)光熱發(fā)電裝機(jī)規(guī)模設(shè)想

根據(jù)光資源、土地資源和水資源情況，我國(guó)光熱發(fā)電裝機(jī)容量在2030、2035和2050年的可以分別實(shí)現(xiàn)1.2億千萬(wàn)、2.2億千瓦、5.2億千瓦。

3、目前我國(guó)地方政府已編制的光熱發(fā)電基地規(guī)劃情況

四、總結(jié)

伴隨著我國(guó)能源轉(zhuǎn)型步伐，風(fēng)電和光伏發(fā)電所占的比重會(huì)逐漸加大，煤電的比重會(huì)逐漸降低，電力系統(tǒng)迫切需要出力可靠、調(diào)節(jié)靈活的可再生能源電源和儲(chǔ)能電站。

聚光儲(chǔ)熱發(fā)電是集發(fā)電和儲(chǔ)能為一身的可再生能源發(fā)電方式，電力輸出穩(wěn)定可靠、調(diào)節(jié)性能優(yōu)越。可以作為電力系統(tǒng)中的主力機(jī)組承擔(dān)基本負(fù)荷，也可以承擔(dān)高峰負(fù)荷，可參與電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻，并能夠減少電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能電站容量的需求。

結(jié)合我國(guó)西電東送戰(zhàn)略，在西北的電力外送通道送出端配置聚光儲(chǔ)熱發(fā)電機(jī)組，替代煤電機(jī)組，可顯著提升輸電通道的可再生能源電力比重，與配置光伏+電池儲(chǔ)能電站相比，具有更好的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷的需求，采用峰谷分時(shí)銷(xiāo)售電價(jià)模式確定發(fā)電側(cè)的上網(wǎng)電價(jià)，聚光儲(chǔ)熱發(fā)電的價(jià)值將在市場(chǎng)中得到體現(xiàn)。采用此種方式，電網(wǎng)公司與發(fā)電項(xiàng)目公司簽訂具有法律約束力的長(zhǎng)期購(gòu)電協(xié)議，明確分時(shí)段的上網(wǎng)電價(jià)，是保障聚光儲(chǔ)熱發(fā)電項(xiàng)目投資收益的關(guān)鍵。

聚光儲(chǔ)熱發(fā)電是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的新途徑，也是西部的大開(kāi)發(fā)的新動(dòng)能，同時(shí)，還是“一帶一路”走出去的一個(gè)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)；它在消化我國(guó)煤電產(chǎn)業(yè)的過(guò)剩產(chǎn)能、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展方面也將發(fā)揮重要的作用。因此，在光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期階段，繼續(xù)由國(guó)家可再生能源電價(jià)附加補(bǔ)助資金支持是一舉多得的政策保障措施。

原標(biāo)題:電規(guī)總院孫銳：光熱發(fā)電為何需要國(guó)家電價(jià)政策支持？