太陽能熱發電是未來新能源領域的定海神針

4月25日上午，由國家太陽能光熱聯盟、化學與物理電源行業協會儲能應用分會和愛能森控股有限公司聯合主辦的「光熱發電與電網調峰」論壇在蘇州香格里拉大酒店隆重舉行。來自深圳市愛能森科技有限公司，水電水利規劃設計總院新能源部、國網能源研究院新能源與統計研究所、電力科學研究院新能源研究中心，浙江大學能源工程學院、武漢理工大學材料學院、華北電力大學等單位的業內知名專家學者共聚一堂，圍繞太陽能熱發電對電網的作用、太陽能熱發電在新一代能源體系中的定位、儲能技術等話題進行了交流。會議由深圳愛能森科技有限公司董事長陳明麗主持。

國家太陽能光熱聯盟常務副理事長王志峰和浙江大學博士生導師肖剛合作完成的《太陽能熱發電在新一代能源系統中的定位》報告指出：要定位好太陽能熱發電的作用，首先要定位好可再生能源在新一代能源系統中的核心地位。因為電網面臨波動的可再生能源電力這一新的挑戰，當大規模新能源電力為電力輸送的分配源端時，需要靈活高效地將可再生能源電力併網和傳輸融入到電力發展中。新的形勢要求電網能根據用電峰值不同，在不同可再生能源交替使用的情況下，在不同時間段可以滿足用戶側的使用需求，不會因為某一可再生資源的供給不穩定而影響用戶側的使用。如何調節供給側和需求側在不同時間的需求矛盾呢?太陽能熱發電技術及其儲熱技術不僅可以保證供電的穩定性、平滑性，還能降低發電成本，是保證新一代能源系統運作順暢的最優選擇。

報告指出：當前來講，帶有儲熱的太陽能熱發電系統相較於帶有儲熱的光伏發電系統，是具備足夠的成本優勢的。在未來的20年，即使儲熱技術不能產生突破性的、革命性的變化，帶有儲熱的太陽能熱發電系統的成本也能是與帶儲熱的光伏系統成本相當。也就是說在未來的二、三十年，即使考慮到太陽能熱發電技術不產生革命性的變化，也能夠充分地與帶儲熱的光伏進行競爭。另外，從能源梯級利用的角度來考慮，太陽能熱發電還可以與供暖和供冷技術耦合使用。這樣，太陽能熱發電的系統能效會更高，總的經濟成本應該會更低。所以說，太陽能熱發電是真正有可能把我們的電網變成一個能源網，變成一個能源互聯網的網路。

這是我們新一代的系統，對於整個太陽能熱發電有一個技術的要求，希望我們在未來的二三十年內，能夠使它完全的成熟，並且使它的成本降到足夠低。所以，太陽能光熱發電在整個新能源領域的地位，應該是能夠起到一個定海神針的作用。雖然這個神針現在很小，我們希望它能夠越變越大。

國網能源研究院新能源與統計研究所副所長謝國輝在《太陽能熱發電在電網中的定位》主題報告中指出：我本人對太陽能熱發電也是抱有非常好的一個信心。第一，太陽能熱發電是利用太陽能進行發電的另外一個利用技術，跟光伏發電是並列的。2016年光伏發電累計裝機容量已經達到了7742萬千瓦，新增裝機容量首次超過了風電，這是一個標誌性的事件。所以太陽能領域來說，光伏發電還是主導;太陽能熱發電剛剛起步，前途可期;第二，從新增電量來考量太陽能發電的地位。自2015年，太陽能發電在在能源結構已經開始起到替代電源的作用。隨著趨勢的演變，在2025年期間，太陽能新增的發電量將超過煤電新增的發電量，這將也是一個非常具有標誌性的事件，是太陽能發電在未來能源供應體系中的一個非常重要的角色描述。

此外，間歇性電源如果不配備儲能，在大規模接入電力系統的時候，對我們的電網規劃環節會帶來很大的影響。我們統計了一下，在用電高峰時期大概95%的置信水平下，太陽能光伏的置信容量也就是25%左右。也就是說，在高峰時段的時候，100萬容量的光伏電站也就只有25萬的容量能夠參與電力系統的規劃環節，因為需要電力平衡。而太陽能熱發電，若配備了6個小時的儲熱，在晚高峰的時候它是可以發電的。所以，從電力系統規劃和電力平衡的角度來看，太陽能熱發電確實能夠在電力規劃、電力平衡中發揮重要的作用。

總結來說，太陽能熱發電在電網運行中的作用可以定義為：在併網規模不大的時候，它完全可以作為系統的調峰電源，與光伏和風力發電配合運行，滿足系統調峰調頻的需求;當太陽能熱發電的併網規模越來越大的時候，完全有可能替代電力系統中的核電，以及靜流式水電。對於太陽能熱發電的價值問題，美國國家可再生能源室做過一個研究實驗，對光伏、風電、無儲熱太陽能熱發電和帶有儲熱的太陽能熱發電進行對比。結果表明，太陽能熱發電不僅是替代了高成本的機組發電，還降低了機組啟停的次數和成本，減少有害氣體的排放，提供高峰時段容量效益等，降低了整個系統的邊際費用。它的整個價值還是比較高的，基本上高出光伏發電的20%左右。所以未來還是比較堅定地看好太陽能熱發電在電力系統裡面的價值和作用。

三、太陽能熱發電的發展對於提高整體新能源的消納能力是很有幫助

電力科學研究院新能源研究中心副總工程師朱凌志針對《太陽能熱發電與電網調節》進行了發言。他指出，這幾年來，棄風、棄光(光伏)一直是新能源發電關注的熱點問題，為什麼這麼多的新能源都被扔掉了呢?而且電量還很可觀。技術層面的原因可能有三大類：一個是新能源消納空間，電網輸電能力的問題。新能源超常規發展，發展程度太快了，跟不上，局部佔比過大，超出了市場曾在能力;另外是系統的調節能力問題。靈活調節電源，抽蓄和燃氣的比重比較低，火電的調節能力不足，「三北地區」的火電機組在供暖期只有20%的調節能力。而西班牙、丹麥等國家的火電機組都具備深度調峰能力，可調節出力達到80%;還有就是新能源的併網適應性問題。新能源、風電和光伏的併網和常規技術有很大的區別，它缺少慣性特性，頻率支撐能力弱，高佔比導致電網抗擾動能力下降，由於新能源的接入，系統的頻率特性相比以前是惡化了很多。「棄風棄光」將是未來很長一段時間內面臨的主要問題，尤其是在適宜太陽能熱發電開發的西部地區。

太陽能熱發電是新能源發電的新生力量。太陽能熱發電可以通過儲熱，實現0到12小時的儲存，光伏發電、風電本身不帶存儲功能。在輸出波動性方面，太陽能熱可以做到比較持續，比較穩定的輸出，而光伏的波動性還是比較強的，風電更強。在太陽能熱發電與系統的穩定控制方面，首先太陽能熱發電作為一個同步機電源是很有優勢的，增加系統慣量，製成頻率穩定，可以提高電網抗擾動能力。此外，太陽能熱發電還可以提高短路電流水平和耐受故障能力，增強送端電網電壓穩定性，避免連鎖故障。第三，太陽能熱發電可以改善接入地區的電能質量，抑制次同步振蕩。具備較長儲熱能力的太陽能熱發電可以有效提高系統調峰能力，緩解新能源限電問題。當然，儲熱能力不足的太陽能熱發電，自身也存在被限電的風險。

太陽能熱發電具有優良的併網適應性，可改善新能源集中開發區域的系統穩定性。這方面來講，太陽能熱發電的發展，除了電價政策以外，可能還需要爭取到一系列配套輔助服務政策的支持。比如，太陽能熱發電可以為風電調峰或者光伏調峰，增加局部地區的系統穩定性，這樣能否從光伏企業、風電企業得到一些額外的補償，來提高太陽能熱發電本身的效益和競爭力水平，這可能是需要我們研究和討論的問題。

總結來說，太陽能熱發電不僅可以作為調峰電源，促進太陽能、風能與電網良好的兼容、協調的發展，提高新能源供給的靈活性和彈性，也可以作為基礎電力，在電力改革中起著舉足輕重的作用。太陽能熱發電的前景是非常明朗的，隨著時間的進行，太陽能熱發電的裝機比例定會越來越高。