关于推动光热发电规模化发展的建议

李仲开 阚昆鹏 李东庭

《国家能源局综合司关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》明确：应充分认识光热发电规模化发展的重要意义，充分发挥光热发电在新能源占比逐渐提高的新型电力系统中的作用，助力加快规划建设新型能源体系。截至2023年底，内蒙古新能源装机规模已经突破9000万千瓦，占全区电力总装机的比重超过40%。新能源发电量超过1600亿千瓦时，占全区总发电量的比重超过1/5。截至2024年3月，全区新能源装机已超过1亿千瓦，下半年占比将超过火电。但与此同时，受政策、技术等因素影响，电力外送通道建设相对滞后，储能成本仍然较高，新能源消纳亟待破题。在此背景下，需要发挥光热发电的独特优势，在规模化发展上大胆探索、先行先试，为在全国率先建成以新能源为主体的能源供给体系、率先构建以新能源为主体的新型电力系统探索出有效路径。

一、光热发电具备技术优势

（一）调峰能力强

光热发电机组可根据电网用电负荷的需要，快速调节汽轮机发电机组的出力，即参与电网的一次调频和二次调频。光热发电综合调峰能力是火电的2倍以上，储能时长一般在10小时左右，而电化学储能时长大约为1-4个小时，抽水蓄能储能时长约为5-6个小时，飞轮储能则主要适用于频率调整。

（二）工作效率高

数据显示，光热发电机组最小技术出力为机组额定容量的5%，在机组额定容量10%情况下可长时间连续稳定运行，远低于火电灵活性改造后的25%。100万千瓦光热机组的最小技术出力，比同规模火电机组可以少15万千瓦。

（三）离、并网可操作性强

光热发电蒸汽发生系统不同于火电，可以随时停机离线，且启动并网更快。温态启动时间1小时左右，而火电需要3小时；热态启动时间约20分钟，而火电需要1小时。

（四）爬坡速度快

光热机组升降负荷速率可达到10%/分钟，远高于火电机组升降负荷速率（1.5%-2.5%/分钟）。100万千瓦光热机组的升降负荷每分钟可达到±10万千瓦，而同规模火电机组升降负荷每分钟只能达到±2.5万千瓦。因此，100万千瓦光热机组在功率型调峰上相当于400万千瓦的火电机组。

（五）应用序时性强

光热发电建设周期一般在2年内，使用寿命最低35年；电化学储能建设周期虽仅需1年，但电池使用寿命一般在8年左右；抽水蓄能电站使用年限较长，但建设周期长达6-7年。

（六）环境友好

光热发电储热介质为熔盐，性质稳定安全，使用中以及后期处理不存在环境污染问题。电化学储能材质多为易燃易爆品，需要严格的防爆防火措施，且电池处理存在环境隐患。抽水蓄能对地形高差和水资源要求严格，建设和运行对生态环境可能产生一定影响。

（七）具有保供作用

内蒙古风、光资源在年出力中有明显的差异，风力资源在春季、冬季和秋季部分时段出力较好，夏季较差；光照资源在春季、夏季出力较好，秋季逐渐转弱，冬季最差，而光热系统可以为高比例可再生能源电力系统长周期电力平衡做出贡献。光热发电的热量来自两部分：一部分是集热岛提供的太阳能热，是主要发电热源；另一部分是天然气辅助系统，通过大容量燃气熔融盐加热锅炉替代过去的化盐锅炉，在缺风少光的时段将天然气辅助供热系统转为主热源发电系统，保证光热机组在任何需要的时候都能满负荷运行，可替代火电作为保供机组。

二、国家政策支持

（一）已纳入重大规划

2022年6月，国家《“十四五”可再生能源发展规划》（发布稿）明确：将有序推进长时储热型太阳能热发电发展。在青海、甘肃、新疆、内蒙古、吉林等资源优质区域，发挥太阳能热发电储能调节能力和系统支撑能力，建设长时储热型太阳能热发电项目，推动太阳能热发电与风电、光伏发电基地一体化建设运行，提升新能源发电的稳定性和可靠性。

（二）支持规模化发展

《国务院关于推动内蒙古高质量发展奋力书写中国式现代化新篇章的意见》明确指出，坚持规模化与分布式开发相结合，同步配置高效储能调峰装置，积极发展光热发电。2023年3月，国家能源局明确要求内蒙古、甘肃、青海、新疆等光热发电重点省份积极推进光热发电项目规划建设，根据研究成果及时调整相关规划或相关基地实施方案，统筹协调光伏、光热规划布局，合理布局或预留光热场址，在本地新能源基地建设中同步推动光热发电项目规模化、产业化发展，力争“十四五”期间，全国光热发电每年新增开工规模达到300万千瓦左右。同时要求在“沙、戈、荒”大基地配套光热发电项目，按照内蒙古80万千瓦、青海100万千瓦、甘肃70万千瓦、新疆20万千瓦、宁夏10万千瓦配置。

三、光热发电项目建设情况

（一）基本情况

截至目前，新疆、青海、甘肃、吉林、西藏等省区共批复了38个光热发电与风电、光伏发电一体化项目，光热发电装机容量为436万千瓦。而内蒙古仅有1项光热发电项目——内蒙古中核龙腾新能源有限公司乌拉特中旗导热油槽式10万千瓦光热发电项目。该项目是国家首批20个光热发电示范项目之一，总投资30亿元，2020年1月8日全容量并网投运，是目前国内装机容量最大的槽式光热发电项目，项目光热转化效率、汽轮发电机组热效率均达到了国际最先进水平，其中年均光到热转换效率为50%，最高可达到78%；年均热到电转换效率为38%，最高可达到41.47%；在可利用光照资源下年均光到电转换效率为19%，发电时数在全国首批示范项目中排名第一，2023年全年实际利用小时数达3300小时。内蒙古电力（集团）有限责任公司评估认为，乌拉特中旗光热电站具备大规模、安全环保的储能系统，能够实现自身的平稳发电，可替代火电成为电力系统的基准电源。

（二）存在问题

光热发电在我国发展时间较短，尚处于大规模推广的初期阶段，总体规模有限，前期投资运营成本高、发电成本高，不具备成本优势，未实现成熟商业化发展，市场竞争力总体上还比较弱。目前内蒙古光热发电项目上网电价为1.15元/千瓦时，在蒙西电网燃煤标杆上网电价0.2829元/千瓦时基础上，国家补贴0.8671元/千瓦时。国家已明确不再对光热发电新上项目给予补贴，在没有国家电价政策和补贴的情况下，光热项目的投资积极性不足，相关设计、施工、设备等未实现标准化、集约化，没有形成产业规模效应，导致度电成本仍较高，只有推动形成更大规模应用，才能实现成本明显下降。

四、政策建议

（一）制定出台扩大光热发电规模的政策措施

内蒙古拥有全国57%的风能资源、超过21%的太阳能资源。根据规划，到2025年全区新能源发电装机将达1.5亿千瓦以上，发电量达3000亿千瓦时；2030年新能源装机规模将超过3亿千瓦，发电量近6000亿千瓦时，完全可依托风光的绿色资源优势配套发展光热项目。目前各地均采用“光热+风电、光伏”一体化模式摊薄光热发电投资。新疆按照1∶6配置风电、1∶9配置光伏；甘肃、吉林均按照1∶6配置风电和光伏。经前期初步测算，建议内蒙古结合实际，按照1∶6左右为新上光热项目配置风电，确保其上网电价控制在0.5元/千瓦时以下，可通过市场交易实现独立运营，为扩大应用规模创造条件。

（二）提早布局光热装备制造产业

光热发电产业链长，其规模化开发利用将成为新能源产业新的增长点。初步测算，每万千瓦光热发电项目与钢材消耗系数约1∶0.65万吨，与水泥消耗系数约1∶0.8万吨，与熔盐消耗系数约1∶0.7万吨，与玻璃消耗系数约1∶0.15万吨。50万千瓦光热发电项目，可消耗钢材32.5万吨、水泥40万吨、熔盐35万吨、玻璃7.5万吨，产值合计42亿元。建议将光热发电及配套产业发展作为内蒙古培育发展新质生产力的重要内容，依托冶金、建材、新材料等产业基础优势提早谋划布局，形成系统优势，实现链式发展。

（三）深度参与光热发电技术研发

建议依托内蒙古广泛的应用场景，以项目为牵引积极对接东方电气、上海电气、常州龙腾、首航高科、蓝科高新等头部企业，争取在内蒙古设立产用融合创新平台，围绕降低成本、提升集热效能、新型导热介质应用、新型大容量汽轮机研发等关键领域开展前瞻性研究，掌握产业发展的技术主动权和核心竞争力。

［作者1系内蒙古自治区政府副秘书长、政府研究室（参事室）党组书记、主任；作者2单位：内蒙古自治区政府研究室（参事室）］

责任编辑：张莉莉