自地球上生命誕生以來，就主要以太陽提供的熱輻射能生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為制作食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。太陽能的利用有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式，太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源。

在黨的百年華誕前夕，屹立在中國(guó)西北的儲(chǔ)能型太陽能光熱電站，紛紛以精密的控制技術(shù)，在追光逐日的鏡場(chǎng)中，拼出巨幅標(biāo)語，慶祝中國(guó)共產(chǎn)黨成立100周年。時(shí)值仲夏，一排排整齊的反射鏡在明艷的驕陽下，呈現(xiàn)出黨徽?qǐng)D案以及“建黨百年光熱獻(xiàn)禮”等字樣，顯得蔚為壯觀。在獻(xiàn)禮百年的同時(shí)，這些光熱電站正在以清潔、穩(wěn)定的電力，支持著我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。

日前，本報(bào)記者實(shí)地考察了位于內(nèi)蒙古烏拉特中旗及青海德令哈市的兩座商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的太陽能熱發(fā)電站，探尋太陽能“熱”的真正奧秘。

大有可為

支撐電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行

當(dāng)前，我國(guó)正加速構(gòu)建“以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，作為一種清潔電力以及有效解決新能源發(fā)電波動(dòng)性問題的成熟路徑，太陽能熱發(fā)電（光熱發(fā)電）將扮演重要角色。

在內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市東北部，目前國(guó)內(nèi)最大的槽式光熱電站——中核龍騰內(nèi)蒙古烏拉特100mw槽式光熱示范電站（簡(jiǎn)稱“烏拉特項(xiàng)目”）就建設(shè)于此。

烏拉特項(xiàng)目年發(fā)電量達(dá)到約3.92億千瓦時(shí)，每年可節(jié)省標(biāo)煤12萬噸、減排二氧化碳30萬噸。常州龍騰光熱科技股份有限公司總經(jīng)理俞科接受記者采訪時(shí)介紹，“由于蒙西電網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)性缺電的特點(diǎn)，每天下午6點(diǎn)到晚上10點(diǎn)左右會(huì)出現(xiàn)晚高峰結(jié)構(gòu)性缺電，而烏拉特項(xiàng)目的投運(yùn)為緩解地區(qū)結(jié)構(gòu)性缺電發(fā)揮了很大作用。”

構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要抓手，但同時(shí)也面臨諸多挑戰(zhàn)。電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院高級(jí)顧問孫銳指出，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電受到氣象條件制約，發(fā)電功率具有間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性，對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和供電可靠性造成了重大挑戰(zhàn)。他認(rèn)為，要構(gòu)建新型的電力系統(tǒng)，對(duì)儲(chǔ)能容量的需求是巨大的，同時(shí)還需要更多的具有交流同步發(fā)電機(jī)特性的靈活調(diào)節(jié)電源。

由于太陽能熱發(fā)電與生俱來的“優(yōu)勢(shì)”，其對(duì)電網(wǎng)的“友好性”正逐漸得到認(rèn)可。國(guó)網(wǎng)能源研究院副院長(zhǎng)蔣莉萍日前指出，對(duì)于電力系統(tǒng)而言，太陽能熱發(fā)電是一個(gè)非常好的技術(shù)，具有常規(guī)電源的可調(diào)度性，同時(shí)又是清潔能源，是構(gòu)建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)的一個(gè)重要支撐性技術(shù)，西部地區(qū)一定要珍惜當(dāng)?shù)靥柲軣岚l(fā)電的資源。

對(duì)此，國(guó)家電網(wǎng)有限公司西北分部規(guī)劃部副主任孫驍強(qiáng)指出，隨著我國(guó)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施，新能源開發(fā)規(guī)模和開發(fā)節(jié)奏將進(jìn)一步加快，現(xiàn)代電力系統(tǒng)正逐步向高比例可再生能源和高比例電力電子設(shè)備趨勢(shì)發(fā)展。在此背景下，新能源發(fā)電機(jī)組與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)有重大區(qū)別，其出力的波動(dòng)性及機(jī)組對(duì)電網(wǎng)的弱支撐性，對(duì)電網(wǎng)確保電力電量供應(yīng)及電力系統(tǒng)的安全都帶來了挑戰(zhàn)。

以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，其自身發(fā)展與重構(gòu)需要圍繞兩大方面來解決一些關(guān)鍵問題，一方面是以高比例可再生能源確保電力電量供應(yīng)，需要重點(diǎn)解決可靠替代火電、調(diào)峰能力提升、可再生電源發(fā)電量占比提高的問題；另一方面是電力系統(tǒng)安全，需要重點(diǎn)保障頻率安全、電壓安全、功角穩(wěn)定。孫驍強(qiáng)表示，“光熱電站固有的特點(diǎn)，使其同時(shí)具備解決這兩大方面問題的能力，在支撐新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行及確保供電方面大有可為。”

多重效益

推動(dòng)西部經(jīng)濟(jì)社會(huì)綜合發(fā)展

從青海省海西蒙古族藏族自治州德令哈市驅(qū)車向西，遼闊的戈壁灘上，一座200米高的吸熱塔十分顯眼，與四周環(huán)繞的27,135臺(tái)采光面積共計(jì)542,700平方米的光熱定日鏡一起，構(gòu)成一幅壯麗的太陽能熱發(fā)電“景觀圖”。這里是國(guó)家首批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目之一的青海中控德令哈50mw塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站，自2018年12月30日成功并網(wǎng)發(fā)電以來，電站運(yùn)行表現(xiàn)優(yōu)異，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和低碳轉(zhuǎn)型作出了積極貢獻(xiàn)。

記者了解到，近年來，青海省堅(jiān)持以新能源規(guī)模化開發(fā)為重點(diǎn)，以100%清潔能源使用為目標(biāo)，打造清潔能源建設(shè)、使用和輸出全鏈條示范省。當(dāng)前，該省在清潔能源發(fā)展方面已經(jīng)走在全國(guó)前列，但進(jìn)一步發(fā)展也面臨著缺乏靈活可調(diào)的支撐電源、本地消納負(fù)荷不足等挑戰(zhàn)。而通過青海中控德令哈50mw光熱電站的建設(shè)，驗(yàn)證了在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)大規(guī)模熔鹽儲(chǔ)能光熱電站的可行性，未來可以將光熱發(fā)電作為當(dāng)?shù)氐闹坞娫磁c調(diào)節(jié)電源，配套建設(shè)光伏、風(fēng)電，既可利用現(xiàn)有特高壓通道外送，提高現(xiàn)有通道的利用率，也可為新建外送通道提供電力支持與穩(wěn)定運(yùn)行支撐。

從首批示范項(xiàng)目來看，太陽能熱發(fā)電不僅有助于清潔能源對(duì)傳統(tǒng)能源的替代，還可促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)綜合發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的改善。據(jù)金建祥介紹，青海中控德令哈50mw光熱電站不僅促進(jìn)了當(dāng)?shù)厍鍧嵞茉吹拇笠?guī)模、可持續(xù)開發(fā)，同時(shí)在促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級(jí)、助力西部大開發(fā)等方面也發(fā)揮著重要的作用。

在金建祥看來，具備建設(shè)光熱發(fā)電項(xiàng)目資源條件的地區(qū)均在我國(guó)西部，光熱發(fā)電項(xiàng)目的投資強(qiáng)度高，建設(shè)光熱發(fā)電項(xiàng)目可以通過大量投資帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，促進(jìn)西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施。同時(shí)，光熱電站的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)不僅為當(dāng)?shù)靥峁┐罅康墓ぷ鳈C(jī)會(huì)，提升當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)水平，助力鄉(xiāng)村振興，還有利于改良、修復(fù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。他表示，“在項(xiàng)目建設(shè)期，沙丘就會(huì)被平整成平地，減少風(fēng)沙；同時(shí)由于鏡場(chǎng)能阻擋風(fēng)沙，可大大減緩地表風(fēng)速，從而減少地表風(fēng)沙的流動(dòng)、保護(hù)土壤免受侵蝕，一定程度上起到了防風(fēng)固沙的作用；因?yàn)殛柟獗欢ㄈ甄R反射，致使鏡場(chǎng)內(nèi)蒸發(fā)量明顯減少，再加上定日鏡用少量水清洗后，水滲流入土壤，增加了土壤濕度，為植物生長(zhǎng)提供了必要的水分，有利于植被恢復(fù)。”

存亡之際 行業(yè)持續(xù)發(fā)展亟須政策紓困

通過首批示范項(xiàng)目的建設(shè)投產(chǎn)，我國(guó)太陽能熱發(fā)電相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)均得到快速發(fā)展。但在業(yè)內(nèi)看來，我國(guó)太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)目前仍處于初期發(fā)展階段，發(fā)電裝機(jī)規(guī)模仍然較小，作為一種零碳排放的可再生能源，整個(gè)行業(yè)仍存在諸多瓶頸

面對(duì)太陽能熱發(fā)電發(fā)展瓶頸，在“十四五”規(guī)劃中，明確光熱發(fā)電的戰(zhàn)略定位，并規(guī)劃一定裝機(jī)容量，通過規(guī)劃引導(dǎo)行業(yè)加大研發(fā)投入，適當(dāng)擴(kuò)大行業(yè)規(guī)模，推動(dòng)光熱發(fā)電成本的逐步下降，并在一定期限內(nèi)繼續(xù)給予光熱發(fā)電一定的補(bǔ)貼，給起步階段的光熱發(fā)電走向平價(jià)上網(wǎng)一個(gè)合理的緩沖期。