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不久前，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于2021年風(fēng)電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》。通知提到，建立保障性并網(wǎng)、市場(chǎng)化并網(wǎng)等多元化并網(wǎng)保障機(jī)制。

市場(chǎng)化并網(wǎng)是指保障性并網(wǎng)范圍以外仍有意愿并網(wǎng)的項(xiàng)目，可通過自建、合建共享或購(gòu)買服務(wù)等市場(chǎng)化方式落實(shí)并網(wǎng)條件后，由電網(wǎng)企業(yè)予以并網(wǎng)。并網(wǎng)條件主要包括配套新增的抽水蓄能、儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電、火電調(diào)峰、電化學(xué)儲(chǔ)能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等靈活調(diào)節(jié)能力。

現(xiàn)有大規(guī)模光伏和風(fēng)電存在“極熱無風(fēng)”和“極寒無光”的先天短板，導(dǎo)致其在冬夏季節(jié)的用電晚高峰時(shí)段都難以提供有效出力。

公開信息顯示，去年入冬以來，受極寒天氣影響和電取暖的增加，全國(guó)用電負(fù)荷超過夏季高峰，創(chuàng)歷史新高，特別是1月7日晚高峰的負(fù)荷比2020年夏季峰值增長(zhǎng)了10%以上。

當(dāng)日晚間全國(guó)光伏發(fā)電出力是零，且當(dāng)天全國(guó)大部分地區(qū)無風(fēng)，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)出力只有正常情況下的10%，即1月7日的用電晚高峰時(shí)段，全國(guó)有5.3億千瓦風(fēng)電和5億千瓦的光伏電力沒有出力。

另外，冬季枯水期使得我國(guó)3.7億千瓦水電裝機(jī)在當(dāng)天晚高峰時(shí)段有2億千瓦沒有出力。而且，冬季也是天然氣的用氣高峰，當(dāng)時(shí)我國(guó)的1億千瓦天然氣發(fā)電裝機(jī)中有一半左右沒有出力。再加上全國(guó)發(fā)電裝機(jī)的區(qū)域布局和停機(jī)檢修情況，于是出現(xiàn)了我國(guó)20多億千瓦電力裝機(jī)卻難以保障12億千瓦用電負(fù)荷的現(xiàn)象。

可以預(yù)見，隨著“雙碳”目標(biāo)下光伏和風(fēng)電裝機(jī)繼續(xù)迅猛增長(zhǎng)，今后每年冬夏季的全國(guó)用電緊張類似局面只會(huì)不斷加劇，需馬上采取強(qiáng)力的應(yīng)對(duì)措施。

今年3月1日，國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布《“碳達(dá)峰、碳中和”行動(dòng)方案》，提出要加快能源技術(shù)創(chuàng)新，提高新能源發(fā)電機(jī)組涉網(wǎng)性能，加快光熱發(fā)電技術(shù)推廣應(yīng)用；提升靈活調(diào)節(jié)電源的比重，建設(shè)調(diào)峰電源，發(fā)展“新能源+儲(chǔ)能”、光熱發(fā)電，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。

光熱電站自帶長(zhǎng)周期、大規(guī)模、安全可靠的熱儲(chǔ)能，可適當(dāng)配置天然氣補(bǔ)燃以實(shí)現(xiàn)幾乎全年晝夜不間斷穩(wěn)定發(fā)電及為光伏、風(fēng)電提供靈活調(diào)峰輔助服務(wù)。

光熱發(fā)電通過蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，還能為系統(tǒng)提供可靠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，能在高比例光伏、風(fēng)電滲透的電力系統(tǒng)中承擔(dān)類似燃煤和燃?xì)饣痣姷?ldquo;壓艙石”角色。


我國(guó)西部地區(qū)大多水資源匱乏，受枯水期及漫長(zhǎng)冬季冰凍影響，并不適合大規(guī)模建設(shè)抽水蓄能電站，并且，抽水蓄能電站建設(shè)工期往往在5年以上，而光熱電站建設(shè)期平均只需18個(gè)月。

西部的火電廠很多都是“以熱定電”的熱電聯(lián)供機(jī)組，每年有近半年需保障民生供暖，可額外用于為光伏、風(fēng)電調(diào)峰的空間并不大。另外，西部地區(qū)已幾乎不能再新建專門用于調(diào)峰輔助服務(wù)的燃煤火電廠。

場(chǎng)地布置靈活的電化學(xué)儲(chǔ)能響應(yīng)速度快，在分布式新能源領(lǐng)域的1~2小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)以內(nèi)調(diào)用具有一定優(yōu)勢(shì)，但最近國(guó)內(nèi)外連續(xù)發(fā)生了多起安全事故，及存在的電站30年壽命期內(nèi)因效率衰減而需批次更換的問題，使得業(yè)界短期內(nèi)對(duì)其在大型新能源電站中的長(zhǎng)周期、規(guī)模化應(yīng)用存在顧慮。

電化學(xué)儲(chǔ)能在超過4小時(shí)以上的長(zhǎng)周期儲(chǔ)能應(yīng)用時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其度電成本成倍增加，目前離經(jīng)濟(jì)可行性有較大差距。而從電網(wǎng)的角度，真正能滿足實(shí)現(xiàn)“早晚高峰”及其它時(shí)段可隨時(shí)響應(yīng)調(diào)峰指令的儲(chǔ)能系統(tǒng)，一般需具備8~10小時(shí)左右的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)。

光熱電站中，目前采用的物理熱儲(chǔ)能介質(zhì)熔鹽是硝酸鉀和硝酸鈉的混合物，工藝成熟，早已在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，在電站30年壽命周期內(nèi)都沒有損耗，也無需更換。硝酸鉀和硝酸鈉在位于我國(guó)西部地區(qū)的青海鹽湖和新疆吐魯番等地的礦山中都有巨大儲(chǔ)藏。因此，在西部地區(qū)大規(guī)模發(fā)展光熱發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)熔鹽化工原料在西部就地生產(chǎn)及應(yīng)用，形成綠色低碳循環(huán)化工。

因此，目前看來，若選擇在西部地區(qū)能規(guī)?；瘽M足電網(wǎng)8~10小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的調(diào)峰要求，且能在數(shù)年內(nèi)完成相當(dāng)規(guī)模裝機(jī)的發(fā)展方式，光熱發(fā)電應(yīng)是重要發(fā)展方向。光熱電站的常規(guī)發(fā)電島裝備和技術(shù)與燃煤火電站基本相同，火電的全產(chǎn)業(yè)鏈裝備和技術(shù)基本都能應(yīng)用于光熱電站。

在筆者看來，為實(shí)現(xiàn)黨中央提出的“雙碳”目標(biāo)及構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，我國(guó)在2060年碳中和前需新增幾十億千瓦新能源裝機(jī)。中東部地區(qū)受制于場(chǎng)地空間、風(fēng)光資源等核心要素限制，新能源大發(fā)展的主戰(zhàn)場(chǎng)重歸西部已是大勢(shì)所趨。

西部有幾十萬平方公里戈壁、荒漠等地形，可滿足“雙碳”目標(biāo)的幾十億千瓦新能源發(fā)電裝機(jī)，且西部地區(qū)的太陽能、風(fēng)能資源條件都好于中東部地區(qū)，即使加上往中東部地區(qū)的輸電成本，其綜合度電成本依然低于中東部地區(qū)的太陽能和風(fēng)能發(fā)電。

所以，筆者認(rèn)為，能否以最低成本、最快速度、最大規(guī)模實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)下的新能源發(fā)電裝機(jī)，關(guān)鍵是能否在合適配套政策支持下，盡快全面推進(jìn)西部多個(gè)與特高壓外送通道配套的光熱、光伏和風(fēng)電多能互補(bǔ)大型基地建設(shè)。發(fā)展光熱發(fā)電不僅能帶動(dòng)傳統(tǒng)火電裝備產(chǎn)業(yè)鏈，替代節(jié)省寶貴的調(diào)峰電站用天然氣，且能協(xié)同促進(jìn)更多光伏、風(fēng)電裝機(jī)，可謂一舉多得。

經(jīng)過近20年的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和國(guó)家首批光熱示范項(xiàng)目政策的支持，國(guó)內(nèi)目前已建成10多座規(guī)?；鉄犭娬荆褜?shí)現(xiàn)95%以上關(guān)鍵技術(shù)裝備全國(guó)產(chǎn)化。

光熱電站是資金、技術(shù)和人才密集型的高精尖產(chǎn)業(yè)，在首批示范項(xiàng)目推進(jìn)過程中，各方已積累了諸多寶貴經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，多項(xiàng)國(guó)產(chǎn)核心技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵指標(biāo)已處于世界先進(jìn)水平，部分中國(guó)企業(yè)已走向海外承接大型工程光熱電站工程。

海外中東北非及拉美智利等地的多個(gè)光熱項(xiàng)目開發(fā)商都已認(rèn)可中國(guó)光熱企業(yè)的技術(shù)產(chǎn)品實(shí)力，邀請(qǐng)中國(guó)企業(yè)參與項(xiàng)目的實(shí)施，以推動(dòng)海外光熱發(fā)電的成本下降并開發(fā)更大市場(chǎng)。

未來，隨著超臨界二氧化碳、高溫顆粒吸熱儲(chǔ)熱等創(chuàng)新技術(shù)的成熟應(yīng)用，光熱發(fā)電成本將大幅下降。但當(dāng)前自帶長(zhǎng)周期、規(guī)模化儲(chǔ)能的光熱發(fā)電度電成本仍顯著高于光伏、陸上風(fēng)電等間歇性新能源，這就導(dǎo)致了對(duì)光熱發(fā)電的專項(xiàng)電價(jià)補(bǔ)貼目前看來難有持續(xù)性。

筆者建議盡快出臺(tái)政策細(xì)則，支持在西部建設(shè)大型光熱、光伏、風(fēng)電多能互補(bǔ)基地，建議第一階段給予多能互補(bǔ)互補(bǔ)中的光熱發(fā)電不低于國(guó)內(nèi)天然氣發(fā)電價(jià)格的政策支持，促成千萬千瓦級(jí)互補(bǔ)基地建成并網(wǎng)，第二階段給予多能互補(bǔ)中的光熱發(fā)電不低于國(guó)內(nèi)火電調(diào)峰電價(jià)的政策支持，促成數(shù)千萬千瓦級(jí)互補(bǔ)基地建成并網(wǎng)。

在此基礎(chǔ)上，隨著更多先進(jìn)光熱發(fā)電技術(shù)產(chǎn)品的成熟應(yīng)用，未來有望實(shí)現(xiàn)光熱發(fā)電的度電成本和靈活可調(diào)度性能都能與燃煤燃?xì)饣痣姼?jìng)爭(zhēng)，成為同時(shí)具備基礎(chǔ)電源和靈活調(diào)峰電源特性的重要新能源品種。整個(gè)傳統(tǒng)火電行業(yè)的裝備、技術(shù)和人員都可準(zhǔn)確匹配到光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈，以最低代價(jià)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源鏈的清潔轉(zhuǎn)型。

屆時(shí)，我國(guó)西部及海外高輻照地區(qū)完全可能實(shí)現(xiàn)新增10億千瓦級(jí)光熱電站，同時(shí)又可帶動(dòng)幾十億千瓦光伏、風(fēng)電的裝機(jī)消納，為全球?qū)崿F(xiàn)碳中和做出來自中國(guó)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)。

注：本文作者為恒基能脈新能源科技有限公司和首航節(jié)能光熱技術(shù)股份有限公司創(chuàng)始人姚志豪。 

原標(biāo)題：西部光熱、光伏、風(fēng)電多能互補(bǔ)基地將大有作為