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一場關於光熱發電的“新布局”

發布時間:2023-06-07 11:07:00來源: 青海日報


青海中控太陽能光熱發電場。殷之皓 攝


魯能新能源(集團)有限公司儲(chu) 能電站巡檢中。殷之皓 攝


魯能新能源(集團)有限公司定日鏡清潔維護中。殷之皓 攝


青海中控太陽能發電有限公司發電場定日鏡。殷之皓 攝

  在中國北緯37°附近,光熱充沛,氣候幹燥。以“光熱之都”——青海省海西蒙古族藏族自治州德令哈市為(wei) 起點,沿著315國道一路向西,一座200米高的吸熱塔與(yu) 四周環繞的27135麵光熱定日鏡一道,搭建出一個(ge) 壯觀的太陽能光熱發電“矩陣”。

  近年來,隨著我國加速構建“以新能源為(wei) 主體(ti) 的新型電力係統”,這其中,光熱發電(也稱“太陽能熱發電”)不僅(jin) 可以24小時持續產(chan) 出清潔能源,直接並網,還能有效解決(jue) 其他新能源發電所產(chan) 生的波動性等問題。

  正所謂,光熱發電“一箭多雕”!

  在中國追溯光熱發電曆程,不得不提及青海,這裏是我國首批開發新能源產(chan) 業(ye) 及光熱發電的地區之一,特別是海西州審時度勢,根據自身優(you) 勢,定位產(chan) 業(ye) 優(you) 勢,依托得天獨厚的光照及土地資源加大清潔能源產(chan) 業(ye) 布局。特別是德令哈市成功打造國內(nei) 首座規模化塔式熔鹽儲(chu) 能光熱發電項目和國內(nei) 首個(ge) 並網投運的大型商業(ye) 化槽式光熱發電項目,在光熱發電領域走在了全省前列;格爾木市以推進電力源網荷儲(chu) 一體(ti) 化和多能互補發展為(wei) 重點,大力發展清潔能源及其配套產(chan) 業(ye) ,加快了新能源規模化開發的步伐。

  有“光”的地方就有希望。今天,隨著“雙碳”目標的明確,清潔、綠色、低碳已成為(wei) 經濟社會(hui) 發展的大勢所趨,海西州突出重圍,開啟了一場關(guan) 於(yu) 光熱發電的戰略新“布局”。

  炙手可“熱”

  ——光熱發電緣何集聚於(yu) 此?

  5月的德令哈,光照耀眼!

  這裏年日照在3000小時以上,年太陽總輻射量達到每平方米6618.3—7356.9兆焦之間,新能源項目建設可利用土地近4.2萬(wan) 平方公裏……就是在這樣的資源優(you) 勢下,德令哈孕育了光伏與(yu) 光熱等清潔能源產(chan) 業(ye) 。

  “德令哈地處柴達木盆地東(dong) 北邊緣,土地麵積廣闊,日光透過率高、日照時間長、雲(yun) 層遮蔽率低,開發太陽能資源具有先天優(you) 勢,為(wei) 此集團選擇了青海。”中廣核太陽能德令哈公司副總經理蹇釗說。

  截至目前,中廣核在德令哈光熱領域已建5萬(wan) 千瓦光熱發電示範項目,同時,在這片土地繼續規劃建設200萬(wan) 千瓦光熱儲(chu) 一體(ti) 化項目,持續擴大光熱發電規模。

  當然,海西州對於(yu) 光熱發電的“吸引力”遠不止此。

  “我們(men) 企業(ye) 的光熱發電主要是利用大規模定日鏡場收集太陽光能加熱熔鹽,再通過熔鹽/蒸汽換熱係統產(chan) 生高溫蒸汽進入汽輪機發電,而這其中關(guan) 鍵的熔鹽來自海西本地的察爾汗鹽湖。”青海中控太陽能發電有限公司總工程師樊玉華說。

  青海中控太陽能是第一個(ge) 落地海西州的光熱發電公司,從(cong) 2013年7月10兆瓦塔式光熱電站並網發電,到2018年12月50兆瓦塔式熔鹽儲(chu) 能光熱電站項目投產(chan) ,短短5年間,在這裏不僅(jin) 實現了企業(ye) 自主光熱發電技術的成熟運用,還最大程度釋放了項目光熱發電產(chan) 能。

  產(chan) 業(ye) 發展講求“天時地利人和”。為(wei) 了實現光熱發電產(chan) 業(ye) 及清潔能源產(chan) 業(ye) 的“倍數效應”,海西州理清產(chan) 業(ye) 發展脈絡,依托資源,高效複合熔鹽、儲(chu) 熱新材料的研發、生產(chan) 、銷售,全力做好服務企業(ye) “店小二”,特別是海西州德令哈市圍繞相關(guan) 產(chan) 業(ye) 招強商、引大商,為(wei) 中控等光熱企業(ye) 開辟注冊(ce) 、可研、環評等綠色通道。出台《德令哈市產(chan) 業(ye) 鏈鏈長製工作方案》,謀劃儲(chu) 能裝備製造等10條產(chan) 業(ye) 鏈,深化鏈長製招商引資模式,積極推動全產(chan) 業(ye) 鏈發展,不斷增強光熱產(chan) 業(ye) 高質量發展後勁。

  一邊是一體(ti) 化、準確精細的產(chan) 業(ye) 規劃發展,一邊是項目契合、有投資意願的企業(ye) ,一次“雙向奔赴”的合作就此達成……

  今天,一個(ge) 海西州,一條產(chan) 業(ye) 鏈,一輪紅日,一座鹽湖,給了世界光熱發電產(chan) 業(ye) 無限的可能,也給了全國光熱發電企業(ye) 無法拒絕海西州的理由。

  “光”彩奪目

  ——發展活力從(cong) 何而來?

  縱觀世界能源市場,清潔能源產(chan) 業(ye) 的發展毫不誇張地說是一部技術與(yu) 理念的進階史,而青海清潔能源產(chan) 業(ye) 的發展是對其最好的印證。

  近年來,隨著我國天然氣、海洋能、太陽能、風能等清潔能源生產(chan) 、利用率的不斷提升,清潔能源產(chan) 業(ye) 加速發展,能源結構正在持續優(you) 化發展。就太陽能資源來說,其中的光熱發電是真正具備了化石能源的類似優(you) 勢,具有低碳清潔、出力連續穩,可24小時發電、有可靠儲(chu) 能、電網調節能力強等特點,可較好應對高比例新能源電力係統麵臨(lin) 的發電挑戰。

  但是光熱發電同樣需要技術的變革與(yu) 引領,海西州作為(wei) 我國光熱發電的先行者,用一個(ge) 個(ge) “首次”“突破”推動了全國光熱發電產(chan) 業(ye) 的變革,更為(wei) 清潔能源產(chan) 業(ye) 增添了發展活力。

  “我們(men) 企業(ye) 50兆瓦的塔式熔鹽儲(chu) 能光熱電站項目采用塔式太陽能發電技術路線,可實現連續24小時發電,年發電1.46億(yi) 度,實現年減排二氧化碳氣體(ti) 11.9萬(wan) 噸,相當於(yu) 年節約標準煤4.8萬(wan) 噸以上,並為(wei) 當地約8萬(wan) 戶家庭提供綠色清潔能源。去年我們(men) 還在產(chan) 能發電量1.46億(yi) 千瓦時的基礎上,實現了發電量達到1.464億(yi) 千瓦時的發電新紀錄。”樊玉華說。

  不要小看這“0.04”,它突破的是企業(ye) 的計劃產(chan) 能,突破的是目前企業(ye) 的又一個(ge) 運維極限,更是為(wei) 整個(ge) 行業(ye) 提供了具有借鑒意義(yi) 的光熱發電建設及運維經驗。

  “曾經企業(ye) 眾(zhong) 多設備依賴國外進口,不僅(jin) 成本高,後期維修也存在諸多難題。現在,許多核心設備如用於(yu) 熱熔鹽上塔的冷鹽泵已實現國產(chan) 更替,維修周期短,維修費用也降了。”樊玉華說,為(wei) 了一一突破“卡脖子”難題,我們(men) 還不斷研究開發核心技術,包括塔式太陽能熱發電整體(ti) 解決(jue) 方案和能量效率設計;基於(yu) 分布式網絡通訊的鏡場大規模聚光控製;太陽能熱電站整體(ti) 係統集成及運營維護技術等多個(ge) 方麵。

  如今,整個(ge) 電站不僅(jin) 研發出具有自主知識產(chan) 權的光熱發電技術,還實現了光熱電站關(guan) 鍵裝備國產(chan) 化,同時,聚光精度、光熱轉化效率等技術指標均達到國際一流水平,提升了光熱在全國太陽能領域的應用水平,降低了光熱建設成本和發電成本。

  距離青海中控不遠處,是中廣核德令哈50兆瓦槽式光熱示範項目現場,占地2.46平方公裏,相當於(yu) 360多個(ge) 標準足球場的麵積,是國家能源局批準的首批20個(ge) 光熱示範項目中首個(ge) 開工建設、並網投入運行的槽式光熱發電項目。

  值得稱讚的是,該項目持續開展科技創新,掌握了光熱儲(chu) 能項目的標準化建設、運維流程,形成了獲得國際認證、國家認證的技術標準體(ti) 係,兩(liang) 項科研成果分別被認定為(wei) “國際領先、國際先進”。

  蹇釗介紹:“該項目配備了一套低成本、大容量、無汙染的儲(chu) 能係統,具備大容量儲(chu) 能和調峰能力,可實現年等效運行3950小時,年節約標煤6萬(wan) 噸,減少二氧化碳及其他有害氣體(ti) 排放10萬(wan) 噸,相當於(yu) 植樹造林280公頃,具有較高經濟效益和生態效益。”

  今天,一處瀚海,匯聚的不僅(jin) 僅(jin) 是光熱發電企業(ye) ,更是以技術創新集聚的產(chan) 業(ye) 發展向心力,並以此為(wei) 原點,正在將這一活力輻射全國。

  “風光”無限

  ——清潔能源發展難題何解?

  今天,擺在全國清潔能源產(chan) 業(ye) 發展麵前的有一道不得不解的“必答題”——風光發電的波動性與(yu) 間歇性。

  其實,通俗講風電、光伏都是“看天吃飯”,風大與(yu) 風小、夜間與(yu) 白天、晴天與(yu) 陰天都是製約這兩(liang) 種能源持續、穩定發電的原因。而這直接影響著大電網的穩定和阻礙著新能源大規模開發與(yu) 利用。

  但在海西州格爾木市,幾經探索給出了一個(ge) 較為(wei) 成熟的“解決(jue) 方案”。

  走進格爾木市中國綠發海西州多能互補集成優(you) 化示範工程基地,這裏和德令哈市一樣布局著光熱發電場,但不同的是這裏還配套了儲(chu) 能電站。檢修組組長李修林穿梭在一個(ge) 個(ge) 集裝箱外形的大型“充電寶”間,準確記錄著儲(chu) 能電站設備運行情況。

  “這裏是企業(ye) 的儲(chu) 能電站,這些‘充電寶’不僅(jin) 可以儲(chu) 存不能及時上網的清潔能源,還能對大電網進行必要的調峰。”李修林說,這裏是我國首批多能互補集成優(you) 化示範工程中第一個(ge) 正式開工建設的多能互補科技創新項目,該示範工程采用“新能源+”模式,以光伏、光熱、風電為(wei) 主要開發電源,以光熱儲(chu) 能係統、蓄電池儲(chu) 能電站為(wei) 調節電源,建成國際領先的“風、光、熱、蓄、調、荷”於(yu) 一體(ti) 的多能互補、智能調度的純清潔能源綜合利用創新基地。

  從(cong) 項目建設伊始,這裏的一舉(ju) 一動便受到整個(ge) 清潔能源行業(ye) 的關(guan) 注。相比傳(chuan) 統的新能源項目,該項目並不是幾種能源形式的簡單疊加,而是通過新技術和新模式的發展,使多種能源深度融合,達到“1+1>2”的效果。

  “示範工程能有效解決(jue) 用電高峰期和低穀期電力輸出不平衡問題,提高電網穩定性,提升電網對新能源的接納能力。同時,將促進新能源規模化開發和利用。”魯能新能源(集團)有限公司青海分公司檢修中心經理劉茁漢說,

  當然,新型儲(chu) 能電站不隻有這一種類型,隨著“源網荷儲(chu) ”一體(ti) 化發展,新型儲(chu) 能發展迎來新機遇,展現出更加寬廣的空間。

  2021年11月27日,中廣核與(yu) 青海省簽署《青海省人民政府、中國廣核集團有限公司深化戰略合作框架協議》,推動德令哈200萬(wan) 千瓦光熱儲(chu) 一體(ti) 化項目落地。該項目的實施將在青海省海西州打造儲(chu) 能、調峰實證基地,助力打造國家清潔能源產(chan) 業(ye) 高地建設貢獻力量。

  蹇釗說:“該項目采用光伏發電、光熱熔鹽儲(chu) 能相結合的可再生能源發電技術,通過塔式聚光集熱、區域內(nei) 棄風棄光餘(yu) 電利用,實現熔鹽熱能的高比率存儲(chu) ,並經鹽水換熱裝置產(chan) 生高溫蒸汽推動汽輪發電機組發電,建成投產(chan) 後年上網電量可達36.5億(yi) 千瓦時”。

  今天,在“雙碳”目標引領下,海西州的瀚海戈壁上光熱發電的定日鏡正在“追光逐日”,一場光熱發電的布局,開啟的不僅(jin) 是太陽能資源的高效利用,更是青海全清潔能源產(chan) 業(ye) 的攜手同行。青海對打造“國家清潔能源產(chan) 業(ye) 高地”充滿信心。

  手記:順勢而行 追“光”奔跑

  何為(wei) 塔式太陽能熱發電?通常來說,塔式太陽能熱發電就是通過多台跟蹤太陽運動的定日鏡,將太陽輻射反射到置於(yu) 高塔上的吸熱器,加熱傳(chuan) 導介質,進而產(chan) 生蒸汽催動汽輪機發電機組產(chan) 生電力。

  在海西蒙古族藏族自治州德令哈市郊,一座高塔矗立於(yu) 湛藍的天空之下,塔下數以萬(wan) 計的定日鏡組成一片“蔚藍海洋”,將熱量反射到塔頂端的儲(chu) 熱槽,吸熱塔在數百攝氏度高溫下發出璀璨光芒,宛若“白晝燈塔”。

  這是青海中控太陽能發電有限公司德令哈50兆瓦塔式熔鹽光熱電站項目,也是我們(men) 此行采訪的目的地之一。該項目采用塔式太陽能熱發電技術,與(yu) 其他清潔能源發電相比其最具競爭(zheng) 力的就是和熔鹽儲(chu) 熱係統的結合,借助熔鹽儲(chu) 熱係統,可以擺脫太陽光不穩定帶來的影響,向電網穩定輸送電能。

  而位於(yu) 格爾木市的中國綠發海西州多能互補集成優(you) 化示範工程則突破了新能源大規模開發利用的瓶頸,實現清潔能源完全供給,為(wei) 電網調峰調頻提供支撐,穩定電網輸送能力,讓“新能源+多能互補”的路子在青海越走越寬。

  多點突破、縱深推進。在光熱項目紛紛落地,整個(ge) 產(chan) 業(ye) 呈現良好發展格局之後,海西州太陽能光熱發電項目已經從(cong) 當初的示範試驗向規模化、集約化、集體(ti) 化轉變,高質量發展的脈絡已越發清晰。

  追“光”而行,向“陽”而生。這是海西州將資源與(yu) 科技融合發展的生動實踐,在采訪中,記者親(qin) 身感受著海西州光熱產(chan) 業(ye) 發展的一個(ge) 又一個(ge) 的突破,企業(ye) 在這裏紮根,從(cong) 這裏出發,賦予了海西源源不斷的動能,助推海西奔向遠方。

  順勢而行,依托柴達木盆地豐(feng) 富的風能、太陽能等新能源資源,海西州堅持資源優(you) 勢與(yu) 產(chan) 業(ye) 培育融合發展、創新驅動與(yu) 產(chan) 業(ye) 升級互促發展,加快推進新能源產(chan) 業(ye) 鏈供應鏈融合互促的生動探索,一批對高質量發展具有重大拉動作用的新能源示範項目逐一在海西落戶。這是海西州落實新發展理念,構建新發展格局生動實踐。

  如今的海西,已找準未來發展方向,以資源稟賦集聚發展新優(you) 勢,向外界遞上一張“金色名片”。

  未來,在“雙碳”目標的引領下,海西州還將做深、做細、做優(you) 全州清潔能源產(chan) 業(ye) ,狠抓傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 改造升級,加快培育壯大戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) ,加強關(guan) 鍵核心技術攻關(guan) ,讓能源優(you) 勢加快轉變為(wei) 經濟優(you) 勢,昂首闊步向著高質量打造“國家清潔能源產(chan) 業(ye) 高地”奮勇前行。

(責編:於超)

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