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清华碳中和研究院:中国光热发电成本至少有一半下降空间

媒体:界面新闻  作者:郁娟
专业号:林森
2024/1/18 10:49:16

据中国科学院电工研究所研究员王志峰介绍,中国共有42个光热发电项目正在建设。

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敦煌光热发电站。图片来源:图虫创意

“预计到2030年,光热发电的度电成本可降至0.7元/度以下,2040-2050年下降到0.35-0.45元/度。”

日前,清华大学碳中和研究院发布的《中国碳中和目标下的风光技术展望》(下称报告)对“光热发电”这一小众可再生能源路线的发展作出了预测。这意味着,中国光热度电成本至少还有一半的下降空间。

光热技术又被称为“聚光太阳能发电 (CSP) ”,利用光学原理令大面积的太阳能集中,再由光热转换原理令太阳能换化为热能,热能通过热机驱动转换为电力。

“光热发电具有长周期、大容量储热的特点,可以提供24小时稳定电力,发挥煤电机组基本负荷的供热作用。”清华大学碳中和研究院院长助理、环境学院教授鲁玺在报告发布会上表示,光热电站可以利用储能系统双向连接电网,与风光互补发电,提高间歇性的可再生能源的消纳比例。

中国光热发电行业尚处于大规模推广的初期阶段,不具备成本优势,未实现成熟商业化发展,

据鲁玺介绍,目前新建光热电站的度电成本为0.7-1元/千瓦时。聚光吸热、储换热系统是决定光热发电电价的重要因素,占据了整个光热电站成本的77%。

中国科学院电工研究所研究员王志峰在上述会上表示,目前中国以槽式、塔式为主的光热发电技术迈入了可以商业化的阶段,接下来就是降低成本,完成产业链的商业化。

报告称,光热发电的成本降低主要有三大驱动因素:一是研发和示范项目所带来的技术创新和提升;二是工业化的大规模生产带来的产品组件成本的下降;三是更大规模电站的开发带来的规模化效应。

据王志峰介绍,截至2023年12月底,中国共有42个光热发电项目正在建设。

据CSPPLAZA光热发电网统计,截至2023年1月,中共有28个在建/推进中光热发电项目。这意味着,2023年中国增加的在建光热发电项目或达14个。

此前公开数据显示,截至2023年10月,中国在运的光热发电项目仅有8个,总装机规模588 MW。

上述报告建议,政府应为光热发电产业提供资金、电价等方面的支持性政策,以加速该行业的产业化和商业化。

对于目前的光伏技术趋势,鲁玺也在发布会上给出预测:“到2030年,TopCon和异质结电池技术的市场占比有望从2022年的11.8%提升到74%,成为主流的光伏技术产品。钙钛矿与硅电池结合形成的叠层电池,也是未来钙钛矿电池技术发展的一个方向,它的转换效率有望大幅提高到35%。”

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图表来源:《中国碳中和目标下的风光技术展望》

针对中国风光整体发展,报告预计,2024-2030年,中国风力、光伏(含光热)发电装机量将增长两倍。到2030年,风光总装机量将占所有电源的45%,发电量占总发电量的比重将提升至27%。

根据电力规划设计总院2023年8月底发布的报告,2022年,中国风电、光伏发电量分别为7624亿千瓦时和4251亿千瓦时,占总发电量的比重分别为8.8%和4.9%,合计占比13.7%。

报告称,到2060年,风光装机量将占所有电源装机规模的83%,发电占比超过65%。

报告表示:“2024-2030年这一阶段,迫切需要快速发展与风光相配套的制氢和储能技术,促进风光消纳,以降低相应成本,并逐步建立新型电力系统”。

对于风能、太阳能接下来的可持续发展问题,国网能源研究院国网三级顾问、原副院长蒋莉萍在会上表示,风能及太阳能是低碳新型电力系统的重要组成部分,相互之间是“我们”的关系,不能再是“你”“我”关系,需要共同以安全可靠供电和实现经济转型为目标,打造新的电力生态格局,包括构建适应未来发展及新格局的市场机制。

国网能源研究院新能源研究所正高级工程师李琼慧表示,除常规的电能量市场、调峰辅助服务市场外,还需建立容量市场和绿电市场,后者可以把一部分新能源的发电成本向用户侧疏导,提升新能源可持续发展能力。

上述报告还对不同地区的风光装机占比,作了预测。

报告预测,到2060年,东北地区将以风力发电为主,风电装机占该地区电源装机的60%以上,主要原因在于太阳辐射有限但风力资源丰富。华北、西北太阳能和陆上风能资源都丰富,届时预计60%的电源装机量将来自太阳能装机,30%来自风电装机。

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图表来源:《中国碳中和目标下的风光技术展望》

南方省份因海上风电资源丰富,预计风电(主要为陆上山地风电与海上风电)的装机量将达到该地区总装机量的30%。

华东除海上风电资源外,还有较多适合铺设分布式光伏的工商业和住宅建筑面积,届时该地风光装机量占比将达到七成,其中风电占30%、光伏占40%。

西南省份由于资源条件限制与充沛的水电资源,风光的装机量和发电量都将仅占20%左右。

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