太阳能光热联盟:2021中国太阳能热发电行业蓝皮书(附报告)

新型电力系统的需求和挑战

2021年3月15日召开的中央财经委员会第九次会议提出,要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。这是中央层面首次明确了新能源在未来电力系统中的地位。构建以新能源为主体的新型电力系统,意味着随机波动性强的风电和光伏将成为未来电力系统的主体,目前占主导地位的煤电将成为辅助性能源川。据预测,在“双碳”目标下,2060年我国一次能源消费总量将达到46亿吨标煤,其中非化石能源占比将达到80%以上,风、光成为主要能源,且主要转换成电能进行利用;2060年电力占终端能源消费比例将达到79%~92%。

中国工程院郭剑波院士表示:新型电力系统仍主要以交流同步机制运行,面临充裕性、安全性、经济性、市场机制等方面的挑战。其中,新能源资源特性对电力系统带来充裕性挑战:功率波动大、预测难,对系统调节能力提出更高要求;长时间高出力,给系统安全和储能技术带来挑战;长时间低出力,给供电保障带来挑战;电力电量不确定性大,增加系统规划难度;尖峰出力功率大、电量小,全额消纳代价大。

新能源设备特性带来安全性挑战:系统惯量降低、电源支撑能力弱,系统稳定问题突出;稳定特性复杂、不确定性增加,安控策略配置困难、失配风险增大;宽频振荡现象相继出现,危害设备安全和电网运行安全;单体容量小、数量多,调控运行复杂。中国工程院刘吉臻院士指出:构建新型电力系统需要关键技术的支撑,需要从电源侧、电网侧和负荷侧三个方面发力突破。其中,电源侧大力发展电网友好型先进发电技术、多元互补与灵活发电技术。

在2021年8月10日国家发改委、国家能源局印发的《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》中明确提出:随着我国可再生能源的迅猛发展,电力系统灵活性不足、调节能力不够等短板和问题突出,制约更高比例和更大规模可再生能源发展。未来我国实现2030年前碳达峰和努力争取2060年前碳中和的目标任务艰巨,需要付出艰苦卓绝的努力。实现碳达峰关键在促进可再生能源发展,促进可再生能源发展关键在于消纳,保障可再生能源消纳关键在于电网接入、调峰和储能。同时,该文件鼓励多渠道增加调峰资源。承担可再生能源消纳对应的调峰资源,包括抽水蓄能电站、化学储能等新型储能、气电、光热电站、灵活性制造改造的煤电。

太阳能热发电发展的新机遇

国家能源局新能源和可再生能源司新能源处副处长孔涛出席“2021中国太阳能热发电大会”时表示,随着碳达峰、碳中和以及构建以新能源为主体的新型电力系统目标的提出,在今后较长一段时期内,我国风电、光伏都将以更快速度发展,这也为光热行业的发展带来了新的机遇。

一是我国部分地区将光热发电作为调峰电源有需求。–些大规模开发利用新能源的地区不具备抽水蓄能、气电等灵活电源的建设条件,同时由于生态保护等原因难以新增煤电装机,缺少为新能源提供调峰能力的解决方案。因此,这些地区将光热电站作为调峰电源建设,有利于改善新能源快速发展中出现的消纳问题。

二是参与电力市场有利于在国家补贴退出后保证光热产业可持续发展。目前光热电站建设成本较高,作为普通电源建设经济性不足。当前一些地方的电力现货市场、辅助服务市场等建设工作正在有序推进,将光热发电作为调峰电源,其出力灵活可调、可长时储能的优势将能够通过市场化的方式为项目贏得更多收益,从而有效支持国内光热产业可持续发展。

三是通过积累项目建设运行经验有利于参与国际市场竞争。近年来中东、北非等太阳能资源丰富的地区开始将光热发电作为持续利用可再生能源发电的解决方案,利用光热在夜间发电并在白天为光伏调峰,光热发电在这些地区有很好的市场前景。通过国内的光热项目不断积累调峰方面的建设运行经验,将使我国光热产业在国际市场更具竞争优势。

国家能源局一直积极支持光热发电行业发展。“十四五”期间也将继续支持在资源优质区域,通过与风电、光伏发电基地一体化建设等方式,建设一定规模的光热发电项目,充分发挥光热发电的调节作用和系统支撑能力,保障光热发电产业能够接续发展。

国家发展改革委2021年6月7日发布的《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》中提出:鼓励各地出台针对性扶持政策,支持光伏发电、陆上风电、海上风电、光热发电等新能源产业持续健康发展。国务院《2030年前碳达峰行动方案》明确:积极发展太阳能光热发电,推动建立光热发电与光伏发电、风电互补调节的风光热综合可再生能源发电基地。加快建设新型电力系统。构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,推动清洁电力资源大范围优化配置。大力提升电力系统综合调节能力,加快灵活调节电源建设;加快新型储能示范推广应用。

太阳能光热联盟:2021中国太阳能热发电行业蓝皮书(附报告)

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