近一段時(shí)間以來(lái),許多曾積極發(fā)展光熱發(fā)電的國(guó)家正在削減對(duì)其的支持力度。目前全球光熱發(fā)電情況如何?發(fā)展前景怎樣?全球光熱發(fā)電發(fā)展需要破解哪些問(wèn)題?帶著諸多問(wèn)題,記者專訪了致力于可再生能源研究的中國(guó)科學(xué)院電工研究所博士后Alina Gilmanova和國(guó)際可再生能源署項(xiàng)目主管陳勇。
中國(guó)影響力漸增
中國(guó)能源報(bào):目前全球光熱項(xiàng)目發(fā)展情況如何?您如何看待光熱行業(yè)前景?
Alina Gilmanova: 全球光熱發(fā)電裝機(jī)容量現(xiàn)已累計(jì)達(dá)到約700萬(wàn)千瓦,主要集中在美國(guó)、歐洲、中東、非洲(以北非為主)和中國(guó)。
美國(guó)早在30多年前就建成了世界上第一座35萬(wàn)千瓦光熱電站;西班牙在連續(xù)7年度電0.27歐分的標(biāo)桿電價(jià)的支持下,光熱發(fā)電裝機(jī)容量曾一度占全球的1/3,同時(shí)也建立起了生產(chǎn)能力,積累了大量的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)維等技術(shù)知識(shí),至今其相關(guān)產(chǎn)業(yè)仍在全球光熱發(fā)電行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。
隨后中國(guó)、阿聯(lián)酋、南非、摩洛哥、以色列和印度也積極發(fā)展光熱發(fā)電,擴(kuò)大裝機(jī)容量,又將光熱發(fā)電推到一個(gè)發(fā)展高潮。尤其是中國(guó),最近幾年在光熱發(fā)電領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展。2015年以來(lái),中國(guó)公司包攬幾乎所有產(chǎn)業(yè)鏈的新建產(chǎn)能;2016年,中國(guó)的光熱發(fā)電示范項(xiàng)目可享有度電0.16美分的標(biāo)桿電價(jià),大約是2013年西班牙的一半。
但是最近,上述國(guó)家支持發(fā)展光熱發(fā)電的力度正在逐漸減弱,這其中也包括中國(guó)。中國(guó)現(xiàn)有光熱發(fā)電總裝機(jī)容量為43.5萬(wàn)千瓦,如果在2020年末之前,在建的10個(gè)項(xiàng)目能夠并網(wǎng)發(fā)電,屆時(shí)總裝機(jī)可望達(dá)130萬(wàn)千瓦。但政府下一步如何繼續(xù)扶持示范項(xiàng)目及如何制定與執(zhí)行今后的標(biāo)桿電價(jià),仍懸而未決,這給中國(guó)乃至全球光熱發(fā)電的發(fā)展前景注入了不確定性。
中國(guó)能源報(bào):除了不確定性,對(duì)全球光熱行業(yè)會(huì)有其他影響嗎?
Alina Gilmanova: 中國(guó)海外光熱發(fā)電項(xiàng)目的參與度已成為影響全球光熱行業(yè)發(fā)展前景一個(gè)重要因素。近幾年中國(guó)參與海外項(xiàng)目力度很大,例如迪拜的70萬(wàn)千瓦“Noor Energy”一期、希臘的5萬(wàn)千瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目以及摩洛哥的NOOR二期和三期共計(jì)35萬(wàn)千瓦的項(xiàng)目。如果能夠繼續(xù)保持這種很強(qiáng)的參與力度的話,很大程度上,中國(guó)將決定著全球光熱發(fā)電發(fā)展的速度與規(guī)模。
特別是迪拜的項(xiàng)目,其無(wú)論是在規(guī)模還是在技術(shù)上都具有開(kāi)創(chuàng)性的意義,而且發(fā)電成本也很低,35年購(gòu)電合同電價(jià)為度電7.3美分,與新建天燃?xì)獍l(fā)電成本不相上下。這也證明了光熱發(fā)電項(xiàng)目的成本可以降下來(lái),但這需要世界各國(guó)在其發(fā)展初期階段給予持續(xù)的政策支持。
影響全球光熱行業(yè)前景的一個(gè)長(zhǎng)期因素就是應(yīng)對(duì)氣候變化的需要。雖然光熱發(fā)電所實(shí)現(xiàn)的直接碳減排微不足道,但關(guān)鍵是其電源的連續(xù)、穩(wěn)定性、可調(diào)度等優(yōu)勢(shì)可以對(duì)如風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)這樣的電波動(dòng)性可再生能源電源進(jìn)行有效的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié),推進(jìn)全球能源體系向清潔低碳方向轉(zhuǎn)型。所以,從這個(gè)角度上來(lái)講,健康穩(wěn)定地支持光熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常關(guān)鍵。
國(guó)際能源署預(yù)測(cè),全球光熱發(fā)電在下個(gè)5年間預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)340萬(wàn)千瓦。但目前,全球光熱發(fā)電發(fā)展正處在一個(gè)十字路口的關(guān)鍵時(shí)期,世界各國(guó)的政策方向?qū)Q定其未來(lái),如果政策措施等制定執(zhí)行得當(dāng),光熱發(fā)電的前景應(yīng)是很美好的。
光伏和光熱不可同日而語(yǔ)
中國(guó)能源報(bào):有人認(rèn)為,未來(lái)“儲(chǔ)能+光伏發(fā)電”比光熱發(fā)電更具優(yōu)勢(shì),您怎么看這個(gè)觀點(diǎn)?
Alina Gilmanova: 首先,把光熱與光伏來(lái)比較,即使加上儲(chǔ)能的話,其意義也并不大,因?yàn)檫@兩種技術(shù)各有各自的優(yōu)勢(shì),并且都是未來(lái)低碳電力系統(tǒng)所需要的。光伏配以短時(shí)間儲(chǔ)能在成本上占優(yōu)勢(shì);但如果是長(zhǎng)時(shí)間大容量?jī)?chǔ)能,要實(shí)現(xiàn)24/7這樣的連續(xù)發(fā)電,或是為風(fēng)電在夜間做調(diào)節(jié)電源,光熱發(fā)電配以熱儲(chǔ)應(yīng)該更具有成本優(yōu)勢(shì)。
就目前的技術(shù)水平而言,熱儲(chǔ)要比電池儲(chǔ)能具有更大的成本優(yōu)勢(shì),尤其是在大規(guī)模項(xiàng)目上。即使電池儲(chǔ)能未來(lái)即使有較大的技術(shù)突破,但技術(shù)進(jìn)步僅僅是成本下降的一個(gè)因素,其他非技術(shù)性因素如對(duì)融資風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知,政策支持的力度以及規(guī)模化發(fā)展的速度都會(huì)影響成本下降的速度與幅度。
根據(jù)國(guó)際可再生能源署的數(shù)據(jù)與分析,2010-2018年間全球平均加權(quán)平準(zhǔn)發(fā)電成本下降了50%左右,在建與新建項(xiàng)目的成本將會(huì)進(jìn)一步下降,逐漸接近新建天然氣發(fā)電成本。在中國(guó),其平均加權(quán)平準(zhǔn)發(fā)電成本度電大約在10美分左右,仍高于風(fēng)電和光伏,但光熱發(fā)電配套熱儲(chǔ)的電源質(zhì)量比較穩(wěn)定,可以向電網(wǎng)提供可調(diào)度電力,這與風(fēng)電或光伏等波動(dòng)性電源有很大不同,所以不能同日而語(yǔ)。
需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是,我們比較成本的時(shí)候,應(yīng)該把“光伏+電池”和“光熱+熱儲(chǔ)”來(lái)進(jìn)行比較。據(jù)大致測(cè)算,如果兩套系統(tǒng)均配套6小時(shí)儲(chǔ)能來(lái)比較其平均加權(quán)平準(zhǔn)發(fā)電成本的話,光伏要比光熱發(fā)電度電成本高出大約15%左右。
另外,隨著波動(dòng)性可再生能源如光伏與風(fēng)電在電力系統(tǒng)中的比例快速上升,全球?qū)烧{(diào)節(jié)性電源的需求將會(huì)不斷增加。原則上,依賴單一電源的電力系統(tǒng),即使配以儲(chǔ)能,也是不安全的。退一步講,即使安全不是問(wèn)題,光伏配以電池儲(chǔ)能能否達(dá)到像預(yù)期那樣,大規(guī)模替代現(xiàn)有的常規(guī)電源,仍是一個(gè)未知數(shù),因?yàn)槿虻碾姵厣a(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈要到達(dá)滿足這樣的需求仍面臨諸多挑戰(zhàn)與不確定性因素。總之,未來(lái)能源體系應(yīng)該向多元化發(fā)展,光熱與光伏將都需要,令其各盡所長(zhǎng)。
市場(chǎng)規(guī)模制約全球光熱發(fā)展
中國(guó)能源報(bào):與光伏相比,光熱行業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后。您覺(jué)得全球光熱發(fā)電行業(yè)要快速發(fā)展,需要破解哪些障礙?
陳勇:全球光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后主要是受市場(chǎng)規(guī)模的限制。光熱發(fā)電沒(méi)有十分合適穩(wěn)定的扶持政策,更為重要的是,其發(fā)展規(guī)模反而受到限制,不準(zhǔn)許超出設(shè)定的上線。在中國(guó),盡管許多企業(yè)對(duì)光熱發(fā)電項(xiàng)目抱有濃厚的興趣,但只有少數(shù)入選示范項(xiàng)目才能得到政策支持,即享受標(biāo)桿電價(jià)補(bǔ)貼。
當(dāng)中國(guó)支持光熱發(fā)電政策一出臺(tái),行業(yè)內(nèi)對(duì)光熱發(fā)電前景十分看好,投資興趣很濃。如果能像發(fā)展光伏和發(fā)電那樣扶持光熱發(fā)電,在安裝總規(guī)模上放開(kāi)一些,可以推測(cè),具有發(fā)電出力穩(wěn)定可調(diào)等特性的低成本光熱發(fā)電將會(huì)迎來(lái)一個(gè)爆發(fā)式的發(fā)展,首先在中國(guó)然后會(huì)惠及世界其它國(guó)家。
中國(guó)能源報(bào):眾所周知,目前光熱發(fā)電技術(shù)主要是槽式、塔式、菲涅爾式和盤(pán)(碟)式,您覺(jué)得未來(lái)哪種技術(shù)會(huì)成為全球光熱發(fā)電的主流?
陳勇:槽式光熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)主導(dǎo)市場(chǎng)許多年了,大約占全球市場(chǎng)份額的90%左右。塔式由于可以獲得更高的溫度,轉(zhuǎn)換效率比較高,近幾年在中國(guó)發(fā)展很快。另外,塔式仍具有較大的技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新的潛力,其未來(lái)成本下降空間比槽式的要大。但由于其系統(tǒng)比較復(fù)雜,技術(shù)進(jìn)步與成本下降也需要更多的時(shí)間。
菲涅爾式和盤(pán)(碟)式更適合于小規(guī)模場(chǎng)景的應(yīng)用,尤其是工業(yè)蒸汽的生產(chǎn),集中供熱,以及制氫行業(yè)。這兩種技術(shù)可以以模塊單元式開(kāi)發(fā)利用與運(yùn)行(即可以分階段安裝運(yùn)行多個(gè)小規(guī)模單元的獨(dú)立系統(tǒng)),這樣可以減少投資風(fēng)險(xiǎn)。
這四種不同的光熱發(fā)電技術(shù)路線,各有所長(zhǎng),而且都在不同程度上繼續(xù)完善創(chuàng)新,但哪一種會(huì)在今后脫穎而出,恐怕還要看政策支持的傾斜度,扶植在未來(lái)電力系統(tǒng)中最適合不同地區(qū)和國(guó)情的光熱發(fā)電技術(shù)。
中國(guó)影響力漸增
中國(guó)能源報(bào):目前全球光熱項(xiàng)目發(fā)展情況如何?您如何看待光熱行業(yè)前景?
Alina Gilmanova: 全球光熱發(fā)電裝機(jī)容量現(xiàn)已累計(jì)達(dá)到約700萬(wàn)千瓦,主要集中在美國(guó)、歐洲、中東、非洲(以北非為主)和中國(guó)。
美國(guó)早在30多年前就建成了世界上第一座35萬(wàn)千瓦光熱電站;西班牙在連續(xù)7年度電0.27歐分的標(biāo)桿電價(jià)的支持下,光熱發(fā)電裝機(jī)容量曾一度占全球的1/3,同時(shí)也建立起了生產(chǎn)能力,積累了大量的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)維等技術(shù)知識(shí),至今其相關(guān)產(chǎn)業(yè)仍在全球光熱發(fā)電行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。
隨后中國(guó)、阿聯(lián)酋、南非、摩洛哥、以色列和印度也積極發(fā)展光熱發(fā)電,擴(kuò)大裝機(jī)容量,又將光熱發(fā)電推到一個(gè)發(fā)展高潮。尤其是中國(guó),最近幾年在光熱發(fā)電領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展。2015年以來(lái),中國(guó)公司包攬幾乎所有產(chǎn)業(yè)鏈的新建產(chǎn)能;2016年,中國(guó)的光熱發(fā)電示范項(xiàng)目可享有度電0.16美分的標(biāo)桿電價(jià),大約是2013年西班牙的一半。
但是最近,上述國(guó)家支持發(fā)展光熱發(fā)電的力度正在逐漸減弱,這其中也包括中國(guó)。中國(guó)現(xiàn)有光熱發(fā)電總裝機(jī)容量為43.5萬(wàn)千瓦,如果在2020年末之前,在建的10個(gè)項(xiàng)目能夠并網(wǎng)發(fā)電,屆時(shí)總裝機(jī)可望達(dá)130萬(wàn)千瓦。但政府下一步如何繼續(xù)扶持示范項(xiàng)目及如何制定與執(zhí)行今后的標(biāo)桿電價(jià),仍懸而未決,這給中國(guó)乃至全球光熱發(fā)電的發(fā)展前景注入了不確定性。
中國(guó)能源報(bào):除了不確定性,對(duì)全球光熱行業(yè)會(huì)有其他影響嗎?
Alina Gilmanova: 中國(guó)海外光熱發(fā)電項(xiàng)目的參與度已成為影響全球光熱行業(yè)發(fā)展前景一個(gè)重要因素。近幾年中國(guó)參與海外項(xiàng)目力度很大,例如迪拜的70萬(wàn)千瓦“Noor Energy”一期、希臘的5萬(wàn)千瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目以及摩洛哥的NOOR二期和三期共計(jì)35萬(wàn)千瓦的項(xiàng)目。如果能夠繼續(xù)保持這種很強(qiáng)的參與力度的話,很大程度上,中國(guó)將決定著全球光熱發(fā)電發(fā)展的速度與規(guī)模。
特別是迪拜的項(xiàng)目,其無(wú)論是在規(guī)模還是在技術(shù)上都具有開(kāi)創(chuàng)性的意義,而且發(fā)電成本也很低,35年購(gòu)電合同電價(jià)為度電7.3美分,與新建天燃?xì)獍l(fā)電成本不相上下。這也證明了光熱發(fā)電項(xiàng)目的成本可以降下來(lái),但這需要世界各國(guó)在其發(fā)展初期階段給予持續(xù)的政策支持。
影響全球光熱行業(yè)前景的一個(gè)長(zhǎng)期因素就是應(yīng)對(duì)氣候變化的需要。雖然光熱發(fā)電所實(shí)現(xiàn)的直接碳減排微不足道,但關(guān)鍵是其電源的連續(xù)、穩(wěn)定性、可調(diào)度等優(yōu)勢(shì)可以對(duì)如風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)這樣的電波動(dòng)性可再生能源電源進(jìn)行有效的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié),推進(jìn)全球能源體系向清潔低碳方向轉(zhuǎn)型。所以,從這個(gè)角度上來(lái)講,健康穩(wěn)定地支持光熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常關(guān)鍵。
國(guó)際能源署預(yù)測(cè),全球光熱發(fā)電在下個(gè)5年間預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)340萬(wàn)千瓦。但目前,全球光熱發(fā)電發(fā)展正處在一個(gè)十字路口的關(guān)鍵時(shí)期,世界各國(guó)的政策方向?qū)Q定其未來(lái),如果政策措施等制定執(zhí)行得當(dāng),光熱發(fā)電的前景應(yīng)是很美好的。
光伏和光熱不可同日而語(yǔ)
中國(guó)能源報(bào):有人認(rèn)為,未來(lái)“儲(chǔ)能+光伏發(fā)電”比光熱發(fā)電更具優(yōu)勢(shì),您怎么看這個(gè)觀點(diǎn)?
Alina Gilmanova: 首先,把光熱與光伏來(lái)比較,即使加上儲(chǔ)能的話,其意義也并不大,因?yàn)檫@兩種技術(shù)各有各自的優(yōu)勢(shì),并且都是未來(lái)低碳電力系統(tǒng)所需要的。光伏配以短時(shí)間儲(chǔ)能在成本上占優(yōu)勢(shì);但如果是長(zhǎng)時(shí)間大容量?jī)?chǔ)能,要實(shí)現(xiàn)24/7這樣的連續(xù)發(fā)電,或是為風(fēng)電在夜間做調(diào)節(jié)電源,光熱發(fā)電配以熱儲(chǔ)應(yīng)該更具有成本優(yōu)勢(shì)。
就目前的技術(shù)水平而言,熱儲(chǔ)要比電池儲(chǔ)能具有更大的成本優(yōu)勢(shì),尤其是在大規(guī)模項(xiàng)目上。即使電池儲(chǔ)能未來(lái)即使有較大的技術(shù)突破,但技術(shù)進(jìn)步僅僅是成本下降的一個(gè)因素,其他非技術(shù)性因素如對(duì)融資風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知,政策支持的力度以及規(guī)模化發(fā)展的速度都會(huì)影響成本下降的速度與幅度。
根據(jù)國(guó)際可再生能源署的數(shù)據(jù)與分析,2010-2018年間全球平均加權(quán)平準(zhǔn)發(fā)電成本下降了50%左右,在建與新建項(xiàng)目的成本將會(huì)進(jìn)一步下降,逐漸接近新建天然氣發(fā)電成本。在中國(guó),其平均加權(quán)平準(zhǔn)發(fā)電成本度電大約在10美分左右,仍高于風(fēng)電和光伏,但光熱發(fā)電配套熱儲(chǔ)的電源質(zhì)量比較穩(wěn)定,可以向電網(wǎng)提供可調(diào)度電力,這與風(fēng)電或光伏等波動(dòng)性電源有很大不同,所以不能同日而語(yǔ)。
需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是,我們比較成本的時(shí)候,應(yīng)該把“光伏+電池”和“光熱+熱儲(chǔ)”來(lái)進(jìn)行比較。據(jù)大致測(cè)算,如果兩套系統(tǒng)均配套6小時(shí)儲(chǔ)能來(lái)比較其平均加權(quán)平準(zhǔn)發(fā)電成本的話,光伏要比光熱發(fā)電度電成本高出大約15%左右。
另外,隨著波動(dòng)性可再生能源如光伏與風(fēng)電在電力系統(tǒng)中的比例快速上升,全球?qū)烧{(diào)節(jié)性電源的需求將會(huì)不斷增加。原則上,依賴單一電源的電力系統(tǒng),即使配以儲(chǔ)能,也是不安全的。退一步講,即使安全不是問(wèn)題,光伏配以電池儲(chǔ)能能否達(dá)到像預(yù)期那樣,大規(guī)模替代現(xiàn)有的常規(guī)電源,仍是一個(gè)未知數(shù),因?yàn)槿虻碾姵厣a(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈要到達(dá)滿足這樣的需求仍面臨諸多挑戰(zhàn)與不確定性因素。總之,未來(lái)能源體系應(yīng)該向多元化發(fā)展,光熱與光伏將都需要,令其各盡所長(zhǎng)。
市場(chǎng)規(guī)模制約全球光熱發(fā)展
中國(guó)能源報(bào):與光伏相比,光熱行業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后。您覺(jué)得全球光熱發(fā)電行業(yè)要快速發(fā)展,需要破解哪些障礙?
陳勇:全球光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后主要是受市場(chǎng)規(guī)模的限制。光熱發(fā)電沒(méi)有十分合適穩(wěn)定的扶持政策,更為重要的是,其發(fā)展規(guī)模反而受到限制,不準(zhǔn)許超出設(shè)定的上線。在中國(guó),盡管許多企業(yè)對(duì)光熱發(fā)電項(xiàng)目抱有濃厚的興趣,但只有少數(shù)入選示范項(xiàng)目才能得到政策支持,即享受標(biāo)桿電價(jià)補(bǔ)貼。
當(dāng)中國(guó)支持光熱發(fā)電政策一出臺(tái),行業(yè)內(nèi)對(duì)光熱發(fā)電前景十分看好,投資興趣很濃。如果能像發(fā)展光伏和發(fā)電那樣扶持光熱發(fā)電,在安裝總規(guī)模上放開(kāi)一些,可以推測(cè),具有發(fā)電出力穩(wěn)定可調(diào)等特性的低成本光熱發(fā)電將會(huì)迎來(lái)一個(gè)爆發(fā)式的發(fā)展,首先在中國(guó)然后會(huì)惠及世界其它國(guó)家。
中國(guó)能源報(bào):眾所周知,目前光熱發(fā)電技術(shù)主要是槽式、塔式、菲涅爾式和盤(pán)(碟)式,您覺(jué)得未來(lái)哪種技術(shù)會(huì)成為全球光熱發(fā)電的主流?
陳勇:槽式光熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)主導(dǎo)市場(chǎng)許多年了,大約占全球市場(chǎng)份額的90%左右。塔式由于可以獲得更高的溫度,轉(zhuǎn)換效率比較高,近幾年在中國(guó)發(fā)展很快。另外,塔式仍具有較大的技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新的潛力,其未來(lái)成本下降空間比槽式的要大。但由于其系統(tǒng)比較復(fù)雜,技術(shù)進(jìn)步與成本下降也需要更多的時(shí)間。
菲涅爾式和盤(pán)(碟)式更適合于小規(guī)模場(chǎng)景的應(yīng)用,尤其是工業(yè)蒸汽的生產(chǎn),集中供熱,以及制氫行業(yè)。這兩種技術(shù)可以以模塊單元式開(kāi)發(fā)利用與運(yùn)行(即可以分階段安裝運(yùn)行多個(gè)小規(guī)模單元的獨(dú)立系統(tǒng)),這樣可以減少投資風(fēng)險(xiǎn)。
這四種不同的光熱發(fā)電技術(shù)路線,各有所長(zhǎng),而且都在不同程度上繼續(xù)完善創(chuàng)新,但哪一種會(huì)在今后脫穎而出,恐怕還要看政策支持的傾斜度,扶植在未來(lái)電力系統(tǒng)中最適合不同地區(qū)和國(guó)情的光熱發(fā)電技術(shù)。