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超级酷炫的光热电站可不止敦煌一家

发布时间:2023/11/30 来源:新闻资讯

  在建党百年庆典之际,甘肃敦煌光热电站的工作人员通过智能化编程,调动占地800公顷,超3700多面定日镜,拼组出了巨幅的党徽和生日祝福,场面又震撼又酷炫,能够说是真正的用爱发电。

  说敦煌光热电站硬核可不是嘎吹,它可是亚洲第一座、全球第三座可实现24小时连续发电的100兆瓦级熔盐塔式光热电站。

  这个电站于2014年开工,2018年并网发电,采用熔盐塔式技术路线小时,是国家首批光热发电示范电站之一,也是我国现阶段建成顶级规模(总反射面积140万平米)、吸热塔最高(高260米)的光热电站。

  光热发电又被叫做太阳能热发电,是一种原理古老但技术全新的太阳能利用方式。光热发电和光伏发电都是利用太阳能,但技术路线却完全不同。

  先使大型反射镜正对太阳收集直射的太阳光,然后利用抛物面反射镜将太阳光聚焦至中央吸热塔顶的吸热器,再利用太阳能加热介质并进行储存,最后利用高温介质加热水产生高温度高压力的蒸汽带动发电机发电。

  以敦煌光热电站为例,它利用12000多面定日镜组成一个大型的凹面镜,将太阳光聚焦到中间260米高的吸热塔,然后利用高温加热塔里的熔盐,被加热的熔岩以565度的高温储存在塔下部的保温罐里,通过蒸汽发电机将热能转换为电能。

  拿塔式光热发电器的核心装备吸热器来说,不仅要耐受600℃以上的高温条件、2MPa左右的工作所承受的压力,还需要抗熔盐腐蚀,而且吸热器本身包含数以千万计的吸热管和焊接端口,每个焊接端口的质量都会影响到吸热器的可靠性,所需的技术难度极大。

  吸热器技术在2020年“中国可再次生产的能源学会科技奖”评审会上荣获“科学技术进步奖”技术创新类一等奖

  从2003年第一个光热发电项目招标开始,不到20年内,我国的光热发电产业就已经从萌芽阶段进阶到了商业化示范阶段。

  2006年以国家“863” 计划为平台, 中科院电工所1MW塔式试验电站启动,并于2012年首次发电成功,成为亚洲首座“MW”级光热电站。

  2012年8月,中控德令哈10MW光热发电示范工程顺利产汽并实现连续稳定运行;

  同年9月,由多家单位共主导的中国第一座碟式斯特林光热电站投运,该电站共有10套碟式-斯特林发电机(共100kW);

  同年10月,华能清洁能源技术研究院和华能海南公司设计建设的菲涅尔光热发电示范项目正式投运,成为中国首个光热发电与燃气发电混合的发电系统。

  2013年6月,龙腾太阳能内蒙古600m槽式试验回路实现典型工况的稳定运行。

  2016年9月国家能源局发布了《国家能源局关于建设太阳能热发电示范项目的通知》,确定了我国首批太阳能热发电示范项目共20个,合计装机容量共134.9万千瓦,20个光热发电项目包含了4座菲涅尔式(熔盐/其它)、7座槽式(导热油/熔盐)和9座塔式(熔盐),分别分布在青海省、甘肃省、河北省、内蒙古自治区、新疆自治区。

  如今5年过去了,首批项目中已经有7座光热电站成功并网,加上鲁能海西州50MW光热发电项目,一共有8座大型光热电站投入运营。除此之外,首批项目中的中国三峡新能源金塔100MW熔盐塔式光热电站、国华玉门100MW熔盐塔式光热电站、玉门鑫能50MW塔式光热发电项目都计划于今年年底并网。

  根据6月18日国家能源局发布的1-5月份全国电力工业统计多个方面数据显示,截至5月底,全国发电装机容量总计22.4亿千瓦,其中,太阳能发电装机(光热加光伏)容量2.6亿千瓦,同比增长了24.7%。

  光热发电不仅贡献了大量的清洁能源,还为节能减排出了一份力。拿敦煌光热电站来说,自2018年12月实现并网发电以来,设计年发电量可达3.9亿度,电站每年可减排二氧化碳35万吨,相当于造林1万亩。

  相比于光伏和风电,光热发电能够持续稳定的提供电力,我国光热发电产业起步晚,整体都还处于工程示范阶段,作为一种新型产业,免不了面临一些挑战。

  起步晚:示范项目是中国第一批大型商业化的光热电站,在设计施工、调试、运营维护等方面都经验不足,虽然光热发电国产化率达到了 90%左右,但是在系统集成、关键设备制造等方面任旧存在不足。

  投入大:第一批光热示范项目开始五年完成度只有35%,其余的不是明确退出就是停止建设或延后发电。2018年,国家能源局在《关于推进太阳能热发电示范项目建设有关事项的通知》中规定了1.15元/kW·h上网电价,但是经济回报依旧低于光伏和风电。

  环境恶劣:光热电站一般规模较大,多位于高光照的少人地区,我国高光照强度的地区主要在西北,而西北普遍风沙大、水资源稀少、温差大。地理环境的恶劣使得对于设备的质量、设备正常运行效率、电站的建设、电站的运行维护都有更严格的要求。

  电力消纳送出体系尚不健全:同样的,电站建于西北地区就从另一方面代表着需要开展配套电网送出工程建设,中国西北地区就地消纳和送出能力目前相对有限,导致不少项目不得不自建送出线路。

  欧洲能源中心预测,到2050年,全球光热发电在能源构成中占20%~30%。

  对于我国来说,如果要将光热发电发展成主要基础能源来源,还有非常长的路要走。

  太阳能热发电示范项目现状及分析. 牛志愿.李丽君.能源与节能.2020 年第 12 期

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