上周,國家能源局發(fā)布了《國家能源局綜合司關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)?;l(fā)展有關(guān)事項的通知》提出力爭“十四五”期間,全國光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模達(dá)到300萬千瓦(3GW)左右。
受政策的指引,光熱發(fā)電未來預(yù)期會迎來裝機速度的加快,畢竟截至去年底,我國光熱發(fā)電累積裝機容量只有588MW,即不到0.6GW。
現(xiàn)狀
光熱發(fā)電,也叫做聚光型太陽能熱發(fā)電,通過大量反射鏡把太陽光聚焦起來加熱工質(zhì),轉(zhuǎn)化成熱能儲存起來,需要發(fā)電時再利用高溫工質(zhì)產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽,把機械能轉(zhuǎn)換為電能。
正因為本身特有的光熱轉(zhuǎn)化過程,也讓光熱發(fā)電自帶了儲能的作用,可以為電力系統(tǒng)提供更好的長周期調(diào)峰能力和轉(zhuǎn)動慣量,尤其適用于沙漠、戈壁、荒漠這類光線充足的地理環(huán)境。
除了儲能,光熱發(fā)熱相比僅靠太陽能發(fā)電有著一些優(yōu)勢,光伏發(fā)電依賴晶硅吸收光子再轉(zhuǎn)換成電能,目前轉(zhuǎn)換效率一般在20%-30%之間,而光熱發(fā)電利用熱傳導(dǎo)產(chǎn)生電動勢,較高的工作溫度使其具有較高的熱轉(zhuǎn)換效率,可達(dá)40%-50%。
我國區(qū)域光熱資源比較豐富,一方面需要在抽水蓄能、電化學(xué)儲能等方式外繼續(xù)豐富新型儲能方式,實現(xiàn)多能互補,完善新型電力系統(tǒng)。
另一方面,加速上規(guī)模有利于單位度電成本下降,提高經(jīng)濟性。
政策引導(dǎo)下,預(yù)期裝機空間有著明顯的增幅。
如果“十四五”期間每年新增開工3個GW,那么單年新增規(guī)模已經(jīng)是光熱已建裝機總量的5倍,比去年新增裝機容量多了60倍。
目前第一、二批風(fēng)光大基地項目明確了約150萬千瓦光熱項目,政策要求盡快落地一批光熱發(fā)電項目。
目前新疆、青海、甘肅、西藏、吉林都很支持光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
根據(jù)國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟梳理統(tǒng)計,目前已公布的待建/在建光熱發(fā)電項目尚有29個,總裝機容量約330萬千瓦,預(yù)計將在2023/2024年投產(chǎn)。
裝機目標(biāo)驅(qū)動之下,已批光熱項目建設(shè)進程預(yù)期提速,如何持續(xù)降本成為下一階段的重點。
雖然近十年里,光熱發(fā)電通過提高轉(zhuǎn)換效率、擴大單站容量、延長儲熱時長等技術(shù)路徑及產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)平均降本超50%,但國內(nèi)平均LCOE仍然接近0.55元/KWh,相比之下,0.3元/Kwh的光伏發(fā)電更具優(yōu)勢。
從去年1月1日后并網(wǎng)的光熱項目,中央財政已經(jīng)不再補貼。退補背景下,部分項目由于資金短缺陷入了停滯,之后經(jīng)濟性仍有待提升。
裝機加速,產(chǎn)業(yè)鏈新契機
一套光熱發(fā)電系統(tǒng)通常由太陽能集熱器、集熱管道、光熱轉(zhuǎn)換器、高溫泵、高溫?zé)嵋后w等材料及裝置結(jié)合而成,主要器件的壽命較長,平均在15-30年。
太陽能集熱器利用反射鏡或折疊機構(gòu)對太陽光進行聚集,加熱存放在集熱器內(nèi)的作用液體。根據(jù)集熱形式不同又可分為塔式、槽式、菲涅爾式、碟式四種類型。
光熱轉(zhuǎn)換器包含熱電轉(zhuǎn)換元件,例如硅鍺熱電聯(lián)接器,用以將熱能轉(zhuǎn)換為電動勢而產(chǎn)生電流。高溫?zé)嵋后w具有極高的熱容量和較高的蒸點,可確保在光熱系統(tǒng)較高溫度下的安全運作,常用的有機過冷劑、植物油、鉀鹽或者鈉鹽。
以往國內(nèi)的光熱發(fā)電項目以塔式為主,容量在50MW-100MW之間,電站每單位千瓦的投資成本是光伏電站的4-5倍,其中集熱系統(tǒng)占了50%以上。
由于熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)難以達(dá)到光伏電池那樣的高功率密度,光熱發(fā)電需要較大的空間來安裝同樣規(guī)模的發(fā)電裝置。
定日鏡成本占了75%,隨著電站規(guī)模變大,鏡片需求也會相應(yīng)增加。
《通知》同時提出了光熱電站單機規(guī)模和鏡場/儲能等配置,每10萬千瓦電站的鏡場面積不應(yīng)該少于80萬平方千米。
對于產(chǎn)業(yè)鏈,意味著定日鏡、光熱支架、跟蹤驅(qū)動裝置、吸熱器面積、儲熱罐、熔鹽等材料和零部件的需求量全面提升。在上游材料端,光熱發(fā)電還可以帶動特種玻璃、鋼鐵、水泥、熔融鹽等材料需求。
裝機目標(biāo)倍增對于材料商、設(shè)備商和系統(tǒng)集成商,EPC環(huán)節(jié)的企業(yè)是一次重要契機。
兩天兩板的西子潔能、首航高科在電站投資、總承包都不乏成功的項目經(jīng)驗;
吸熱器是實現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備,與鏡片一齊占總成本的40%-50%??紤]熔鹽的腐蝕特性,吸熱口普遍采用進口鎳基合金材料,考慮承受溫差,設(shè)計壁壘較高。久立特材生產(chǎn)的集熱管已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)外多個光熱項目。
鏡片方面,安彩高科目前具備600t/d超白玻璃產(chǎn)能;
根據(jù)國海證券測算,2022年現(xiàn)有國內(nèi)規(guī)劃/在建配套光熱儲能的“光伏+光熱”項目帶來的熔鹽需求增量在116萬噸左右,其中硝酸鈉69萬噸、硝酸鉀46萬噸??紤]未來每年更高的增量需求,一旦集中釋放,該環(huán)節(jié)的產(chǎn)能供應(yīng)或許會面臨緊張。