太阳能热发电对电网的价值

2016年8月10日下午，第二届中国太阳能热发电大会开展了以“太阳能热发电对电网的价值”为主题的专家面对面对话。对话主持人为中国电力科学研究院新能源研究所所长王伟胜。参加对话的嘉宾包括国家发改委能源研究所可再生能源中心副主任高虎、国网能源研究院新能源与统计研究所所长李琼慧、中国能源建设集团有限公司工程研究院副院长许继刚、西安交通大学教授魏进家和中国科学院电工研究所研究员徐二树。

各位专家分别结合自身的研究领域和专业经验，围绕太阳能热发电与电网之间的关系向大会代表分享了真知灼见。

太阳能热发电是电网友好型的新能源发电技术

高虎副主任谈到国家已经提出2020和2030发展目标，十三五规划也基本上很快要颁布，可再生能源规划的战略体系到2020年、2030年如何才能满足国家战略规划的要求?他指出，从国家发展要求来看，到2030年全国将有约60亿吨标准煤的能源消费量，以20%的占比计算，意味着将有12亿的非化石能源供应量，包括风电、太阳能发电。如果其中的太阳能发电有相当一部分来自于太阳能热发电，它的出力可以像火力发电一样易于调控，那么到2030年这个战略目标就能够很好得以实现。

李琼慧所长指出，这两年大家对太阳能热发电在电网系统中的定位有很多不同的认识和研究。太阳能热发电目前处于发展的初期，有不同的认识和看法是不可避免的。国网能源研究院现在也在研究太阳能热发电在电网中的定位问题，是一开始就把它定位为一个调峰电源呢，还是一开始就侧重于作为一个发电的电源?李所长认为太阳能热发电产业处于发展初期，成本还比较高，如果急于将太阳能热发电站定位为调峰电源，则要配备7个小时乃至10个小时的储热系统，可能会进一步增加太阳能热发电的成本，而成本增高对太阳能热发电产业化应用可能会有一些不利影响。所以在发展初期，太阳能热发电还是要着眼于降低成本，推进产业化。过于追求它的调峰，迎合电网的需求，提高蓄热配置可能会影响初期的市场化和商业化的应用。因此，建议太阳能热发电在电网的定位采取不同阶段划分，在初期作为电网友好型的发电技术，侧重于技术的应用，成本的下降;到了一定规模以后，随着技术提升，发电成本的下降以及电力市场化改革，届时可以择时发电，在电价高的时候发电，可以充分体现能量的价值。

许继刚副院长在对话中提到，可再生能源因为间歇性的问题，与电网的关系一直不是很友好。储能一直是可再生能源研发的重点。太阳能热发电因为有储热系统，可以持续稳定的发电，所以和电网的关系变的很友好。目前以熔融盐储热为代表的储能技术，从规模上、成本上、寿命上都已经达到了一定要求。储热和电网的关系锁定的第一个问题就是太阳能热发电厂和电网关系：太阳能热发电跟火电相比，比火电具有更好的性能，一是连续稳定性运行已经可以达到和燃煤同样的效果;另外从调节来讲，调节范围要好于燃煤技术。从启动来讲，燃煤电场冷态起动最快也要60分钟，但是太阳能热发电站最快热态启动只需要20分钟。太阳能热发电是比燃煤发电具有更好的运行稳定性和调节性能的技术。因此太阳能热发电站既可以作为电网的基本电站，也可以作为调峰电站，和电网关系特别友好。其储能规模要保证电站能够24小时连续不间断的稳定运行。储热时长和规模是由它对电网的发电时间和发电量来定的。

关于提高可再生能源的比例，魏进家教授提出，太阳能热发电可以做调峰来抑制光伏、风电的波动;另外就是降低价格。调峰实际上说的是调峰速度，火电慢，当前技术条件下的太阳能热发电系统调峰的速度相对来说没有水电、燃气发电调峰速度快。但正在研究中的超临界二氧化碳太阳能热发电系统为超临界单相，没有相变，所以调峰速度非常快;并且经济性好、效率高，今后在快速调峰中非常有潜力，希望能得到大力发展。

徐二树研究员谈到，电网是连接发电侧的网，其中一个特点是消耗和发电要瞬时平衡，因此要求供应侧和消费用户是平衡的。从这个要求来说，太阳能热发电跟传统的火电是一样，具有调节负荷的能力;第二个特点是对电的品质有要求：电网对电压和频率都有需求，汽轮发电机组既可以调峰，又可以调节频率，因此，太阳能热发电对电网来说是友好的电源。从这个角度来说，太阳能热发电像传统火电一样，是对电网是友好的，另外，太阳能热发电有储热的环节，这也提供了一个调节的手段。

推进产业化、落实示范项目、研究调节特性和攻克储能技术是下一步工作的重中之重

关于太阳能热发电未来应该如何与电网进行更进一步的契合，高虎副主任谈到，太阳能热发电在发展的产业化程度上落后风电差不多15年，落后光伏差不多10年。政策制定者是希望是这个产业能尽快培养起来。太阳能热发电从光学，到传热，到储能，到热功转换，跨很多学科，系统集成非常重要，是需要通过不断的摸索，在示范基础之上，才能攻克集成技术。虽然太阳能热发电目前还面临很多的挑战，但是从我们国家发展风电和光伏的历程来看，我国有很好的制造业基础，具备很好的产业化发展模式。他表示，对于未来太阳能热发电规模化发展还是可以保持乐观的态度，希望产业成本能够尽快下降，规模能够尽快扩大。

李琼慧所长建议，国家光热联盟在国家、科技部层面，把相关太阳能热发电产业链单位聚集在一起，踏踏实实地做项目。国家“十三五”规划批复的一些新能源示范基地就是很好的切入点。青海的新能源示范专项就把太阳能热发电和光伏发电进行了联合应用。目前只靠做太阳能热发电产业，可能很难把这个产业推起来，所以应该抓住现在的契机。

许继刚副院长则表示国家的政策是一个保障，科研创新和产业化是一个动力，但除此以外，加大标准的鞭策力度和加快建设对工程的第三方的评估检测和验证机构也非常重要。

徐二树研究员提出，从中国实情出发，在我国东部建设相当规模的太阳能调峰电源不太现实，因为毕竟电站占地面积很大;最大的应用可能性还是在西北，大量的土地，太阳能资源情况也非常好，气候干燥、少云，非常适宜部署太阳能热发电。此外，西北可再生能源发电面临大量外送，外送来回波动，因此调峰、储能都很关键。

魏进家指教授指出，储能非常重要。目前储能量非常大，应该对储能系统的寿命问题以及怎样能从太阳能热化学的角度探索高集成度的先进储能技术进行研发探索。太阳能热化学储能相对比较稳定，但研究的难度比较大。众所周知，光伏发电没有储能，锂电池现在发展很快，包括电动汽车的使用，它每度电成本在10美分，这个价位比太阳能储能的价位要低，光热储能高密度储能方面一定要尽快把成本降下来，技术提上去，这是比较迫切的问题。

最后，王伟胜所长在对话总结中谈到，对于太阳能和风电来讲，是发电满足负荷，不同时段发的电力价格应该是不一样的。将来我们要构建一个清洁低碳的、高比例的可再生能源体系，如何克服可再生能源自身带来间歇性和不稳定性是我们需要重点关注的。如果我们可以把一些能量储存起来，直接用储能削平，在西部地区可以减少弃风弃光。我们需要持续对储能技术和调节特性进行研发。未来，我们需要从技术方面对太阳能热发电和电网关系进行定量评价和实证;另外投资者和政策制定者也应该从规划的角度进一步对太阳能热发电价值进行定量化研究。