关于新疆区域试点太阳能热发电的思考

2019-01-16国家能源局新疆监管办公室于益雷

太阳能 2019年6期

国家能源局新疆监管办公室 ■ 于益雷

0 引言

新疆维吾尔族自治区的土地面积为166万km2，约占全国陆地面积的1/6，拥有除海洋外的多样性地表地貌，并且拥有丰富的能源资源，是典型的能源资源行政区。清洁能源中最具前景的太阳能的年辐射量、风能资源的总储量，新疆均居全国前列；同时，新疆适用于清洁能源建设的土地资源也十分丰富，其戈壁、沙漠面积达71万km2。由此可知，新疆区域发展清洁能源具有得天独厚的优势[1]。

1 新疆区域太阳能产业发展现状

据统计，新疆区域的太阳能年辐射总量为5430～6670 MJ/m2，全年日照小时数为2550～3500 h，仅次于西藏，居全国第2位。2017年，新疆区域共有光伏电站322座，总容量为932万kW；太阳能发电量为103亿kWh，同比增长54%；太阳能发电设备年平均利用小时数为1223 h，同比增加233 h。太阳能产业已成为新疆重要的支柱产业。

在新能源装机量高速增长的同时，新疆区域的弃风、弃光率(弃电比)多年居高不下，并在2016年达到历史高点，弃电量达177.2亿kWh，弃电比为37%。经过全社会的共同努力，2017年新疆区域的弃电情况有所好转，但弃电比仍达27.9%，与全国平均水平相比还有很大的改善空间[1]。

截至目前，新疆区域内的太阳能发电形式仅有光伏发电一种，消纳途径单一且自我调节能力差，从长远来看，需要探索新的太阳能利用方式。随着国家能源局示范项目的建设和投运，太阳能热发电技术已较为成熟，可供选择。

2 国内太阳能热发电示范项目介绍

近年来，青海省海西州德令哈市致力于打造我国太阳能发电技术“硅谷”，设立的太阳能产业园区位于距德令哈市7 km的戈壁滩上，海拔3000 m，常年干旱少雨，气候干燥寒冷，不同技术路线的太阳能热发电示范(试点)项目已纷纷在此落地。

新疆维吾尔自治区与青海省同处我国西北部，在自然环境、气候特点及光照条件等方面一致性明显，因此，青海省太阳能热发电站示范项目的建设与运行经验对于新疆区域太阳能热发电产业的发展具有很强的借鉴意义。

2.1 中控德令哈10MW塔式熔盐太阳能热发电项目

中控德令哈10 MW塔式太阳能热发电站于2013年7月正式投运，当时采用了直接蒸汽发生(DSG)技术，是我国首座、全球第6座成功投入商业化运行的塔式太阳能热发电站。2014年9月，该电站获得国家发展改革委批复的1.2元/kWh的上网电价，被誉为我国的“太阳能热发电第一价”。2016年8月，在该电站的熔盐吸热、储热、换热系统投运后，其成为我国首座、全球第3座具备规模化储能系统的商业化塔式太阳能热发电站。

该电站的镜场采光开口面积为6.3万m2，包括21500台尺寸为2 m2的定日镜及1000台尺寸为20 m2的定日镜，设计点发电效率为15.7%。截至2018年8月，中控德令哈10 MW塔式熔盐太阳能热发电站已稳定运行24个月，累计发电1200万kWh。

2.2 中广核新能源德令哈50MW槽式太阳能热发电项目

中广核新能源德令哈50 MW太阳能热发电项目是国内首个大型商业化运行的槽式太阳能热发电站。该项目共占地2.46 km2，上网电价为1.15元/kWh，主体工程于2015年8月开工，是国内第一批太阳能热发电示范项目中首个开工的项目，也是其中第一个并网的示范项目，亦是首个获得亚洲开发银行优惠贷款支持的太阳能热发电项目。

2018年6月30日，该项目送电一次并网成功，填补了我国大规模槽式太阳能热发电技术的空白，使我国正式成为世界上第8个拥有大规模太阳能热发电站的国家。

3 影响项目收益的因素

提高项目收益是太阳能热发电产业可持续发展的关键。通过对以上2个项目的实地调研，总结出影响项目收益的因素主要有造价、电价、天气、电网输电断面、工艺5个方面。

1)造价因素。中广核新能源德令哈50 MW太阳能热发电项目的主要设备均采用国外技术，成本较高，达17亿元；且该项目工期较长，达24个月；与火电相比这两项均不占优势。

2)电价因素。相对于高达数十亿的工程投资与当地的天然气价格而言，2个示范项目的上网电价仍显偏低，投资收益较差。

3)天气因素。多云、下雨、下雪、结霜、大风等天气会对太阳能热发电站的发电量造成影响。但天气因素是由我国西北地区特殊的自然环境决定的，与系统及设备本身无太大关系。

4)电网输电断面因素。在太阳能热发电站发电能力最大时段，电网断面输送能力有限，会直接影响太阳能热发电出力。

5)工艺因素。2个示范项目的系统较多，太阳岛、熔盐岛、常规岛系统都很复杂，且成本很高。在设备方面，熔盐设备在投运之初故障较多，影响了项目的发电量；而定日镜、常规岛的故障率较低。

4 对新疆区域的借鉴意义

党的十九大提出，要坚持新发展理念，推进绿色发展，壮大清洁能源产业的目标绝不能动摇。发展清洁能源恰恰是推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效能源体系的直接体现。尽管在新疆区域清洁能源发展过程中出现了弃电率较高的问题，但发展中的问题必须在高质量发展中解决，太阳能热发电是一条值得探索的新路径。

4.1 因地制宜、因域施策

长期以来，如何处理好南疆冬季取暖与环境保护的关系是摆在我们面前的难题。从需求侧来看，南疆四地州农牧民的冬季传统取暖方式低效、污染大，薪柴取暖来源单一且破坏生态环境；从供给侧来看，南疆四地州煤炭资源普遍稀缺，而太阳能资源却十分丰富。因此，在地域广袤、光照长、降水少的南疆四地州，利用好国家已实施的南疆天然气利民工程的同时，参照中广核新能源德令哈50 MW太阳能热发电项目的模式，选择缺煤富光的和田地区作为槽式太阳能热发电站的试点地区，利用国家支持南疆清洁取暖和“煤改电”工程的有利时机，积极向国家能源局争取示范项目名额和项目资本金。

在哈密、吐鲁番等东疆地区，可在哈密建设塔式熔盐太阳能热发电示范项目的基础上，借鉴中控德令哈10 MW塔式熔盐太阳能热发电项目的经验，再建设一批类似项目，充分利用好当地丰富的光照资源。

4.2 政策引导、试点先行

放开市场准入，充分调动企业的积极性，自治区价格主管部门应出台差别化电价，以引导社会资本投向太阳能热发电新领域，支持有实力、有信誉的民营企业进入[2]。综合考虑南疆能源资源禀赋、冬季平均气温范围，结合新疆清洁能源尤其是太阳能的发展现状，采用电采暖形式，需实施“煤改电”工程；鼓励企业开发适合南疆实际的包括储能储热、空气源地源热泵在内的清洁供暖技术和设备。

按照50%国家补助资金用于南疆主网架和配电网建设，做好规划，改造、补强农村电网，确保输送能力与太阳能发电相匹配[3]。