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從“落戶條件”看光熱發電發展空間
發布日期:2022-06-14

近日,國家發布了兩個重量級的能源發展政策,其中多處涉及太陽能熱發電,體現出太陽能熱發電在未來能源體系中的重要作用。

5月30日,國務院辦公廳轉發國家發展改革委、國家能源局《關于促進新時代新能源高質量發展實施方案》。方案中指出,完善調峰調頻電源補償機制,加大煤電機組靈活性改造、水電擴機、抽水蓄能和太陽能熱發電項目建設力度,推動新型儲能快速發展。鼓勵西部等光照條件好的地區使用太陽能熱發電作為調峰電源。

6月1日,九部委聯合印發“十四五”可再生能源規劃。規劃中指出,提升可再生能源存儲能力方面,將有序推進長時儲熱型太陽能熱發電發展。推進關鍵核心技術攻關,推動太陽能熱發電成本明顯下降。在青海、甘肅、新疆、內蒙古、吉林等資源優質區域,發揮太陽能熱發電儲能調節能力和系統支撐能力,建設長時儲熱型太陽能熱發電項目,推動太陽能熱發電與風電、光伏發電基地一體化建設運行,提升新能源發電的穩定性可靠性。

那么究竟哪些條件、哪些地區適合建設光熱電站呢,小編趕緊帶您了解一下。

一、太陽能資源

太陽能資源豐富程度是光熱電站選址的首要依據。

到達地面的太陽輻射被稱為總輻射,由兩部分組成,即“直接輻射”和“散射輻射”。太陽以平行光的形式直接投射到地面上的那部分輻射被稱為直接輻射;太陽輻射被大氣散射后,向下到達地面的那部分輻射稱為散射輻射。

光伏電站中的太陽能光伏板既可以吸收直接輻射也可以吸收散射輻射,因此光伏電站的太陽能資源是通過總水平輻射(GHI)來評估的。而區別于光伏電站,光熱電站是通過定日鏡將太陽直接幅射光反射、聚集到吸熱器得到熱量,因此光熱電站的太陽能資源是通過法向直接輻照度(DNI)數據來評估的。

項目地的DNI值是影響光熱電站發電量及度電成本的重要因素,因此在光熱電站選址階段,首先要收集光資源數據作為分析基礎,并優選年DNI較高的場址。按照國家能源局發布的《關于組織太陽能熱發電示范項目建設的通知》,為保證光熱項目具有較好的經濟性,建設場址DNI值不應低于1600kWh/㎡。

我國太陽能輻射資源分布廣泛,適合建設光熱電站的地區主要集中在西部和北部地區,主要有西藏(DNI2400~2700kWh/)、青海(1900~2100kWh/㎡)、甘肅(1700~2100kWh/㎡)、新疆、內蒙古、東北及河北的部分區域。

我國的DNI分布如下圖:

二、地形地貌

光熱電站場址宜選擇戈壁、荒漠等廣闊的場地,該類地區太陽能資源豐富,建設條件好、受土地利用影響小。在此類地區建設光熱電站正符合我國在沙漠、戈壁、荒漠地區建設風光大基地項目的戰略規劃。

光熱電站的定日鏡可有效反射陽光,減少水汽蒸發,再加上日常定日鏡水洗后流入地面的水分,對于改善沙漠和戈壁的環境生態具有非常積極的作用。以青海中控德令哈50MW光熱項目為例,場地原始地貌為戈壁,土地沙化,電站投運后,植被生長情況得到明顯改善。

以青海中控德令哈50MW光熱項目為例,項目所在地德令哈市,地處青海省中部,場地原始地貌為戈壁,土地沙化,電站投運后,植被生長情況得到明顯改善。

三、其他因素

除太陽能資源、地形地貌外,風速、降雨量、極端天氣等氣象條件,以及供水條件、電網接入條件等也是需要綜合考慮的因素。

近期,國際能源領域學術期刊《Applied Energy》發表了一篇評估中國太陽能熱發電潛力的報告,該研究基于高分辨率地理信息系統的最新數據,綜合考慮包括太陽能輻射資源、坡度、土地利用類型、自然保護區和水資源在內的多要素來確定光熱發電項目在各地建設的適宜性,并計算出光熱發電的發展潛力。

研究結果表明,中國約有102萬km2的土地可用于支持光熱發電的建設,99%集中在新疆、內蒙古、青海、甘肅、西藏等西部五省。根據適宜土地上可利用的太陽能資源進行評估,光熱發電的地理潛力(適宜土地面積對應的太陽直接輻射總量)為2.13×1015kWh。綜合考慮四種光熱發電的技術路線,潛在裝機規模為2.45×107–5.40×107MW,對應的潛在年發電量為6.46×1013–1.85×1014 kWh。

上述研究數據是什么概念呢?我國2021年全社會總用電量約為8.3萬億kWh(8.3×1012kWh),這就意味著,我國的光熱發電年發電量潛力約為全社會年用電量的7~22倍,完全有能力滿足我國日益增長的用電需求。由此看來,光熱發電在我國的發展空間是十分巨大的。


參考文獻:http://:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261922004469

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