政策的变化【huà】让【ràng】光伏产业人措手不及,今年530新政【zhèng】对【duì】国内光伏业【yè】影响巨【jù】大,国【guó】内光【guāng】伏粗【cū】暴式增长的时代就要结束【shù】,低成本、平稳、高质量的【de】发展【zhǎn】将是未来【lái】光伏业的目标。

在这种【zhǒng】情况【kuàng】下,看不到光伏短期增长空间【jiān】的一些【xiē】产业人士开始【shǐ】转为关注太阳能的【de】另外一种利用形式——光热发【fā】电【diàn】。

       和光伏发电相比,光热的投资成本高很多,回收【shōu】周期长,技术门槛高,系统复杂,涉及到的产业链【liàn】环【huán】节更【gèng】广泛。但是在国内,光热还属于新兴产业,上升潜力巨【jù】大【dà】,同样也属于国家大力支持的清【qīng】洁能【néng】源产【chǎn】业【yè】。

另外一点不可比拟【nǐ】的【de】优势是,光热发电的电力品【pǐn】质更高,电力输【shū】出稳【wěn】定【dìng】,在未【wèi】来【lái】有替代部分【fèn】传统【tǒng】火电【diàn】站作为基荷【hé】或【huò】者调峰电站的【de】潜力。而这点也是光伏和风电长【zhǎng】久以来面临的问题。

太阳能发电市场较为成熟【shú】的西班牙【yá】为例,CSPFocus光略咨询对该【gāi】国近期光【guāng】热发电(CSP)和光伏发【fā】电(PV)的情况进行了对比和【hé】分析,这【zhè】些真实的数据能够【gòu】清楚的【de】揭示为什么越来越多【duō】光伏【fú】行业的人开始关注【zhù】光热发【fā】电。

传统光热发电大国---西班牙

在政府的电力补贴计划【huá】支持下【xià】,从【cóng】2008至2013年【nián】间,西班【bān】牙兴建了2.3GW左右【yòu】的光【guāng】热电【diàn】站,约占当今全球【qiú】光热电站装机量【liàng】的一半,跃至全球第一。尽管后来由于国家【jiā】财【cái】政紧缩,西班牙更改了光热发电【diàn】补贴的政策【cè】条款,导致近年再无【wú】新建光【guāng】热电站,但【dàn】是已经投运【yùn】的光【guāng】热电【diàn】站表现十分稳定。

       光【guāng】伏【fú】方【fāng】面【miàn】,公开资【zī】料【liào】显【xiǎn】示,截至2016年底,西班牙光伏发电累计并网装机量达到4674MW,这个容量大约相当【dāng】于西班牙发电总量的6.6%。

2018年8月西班牙光伏、光热发电数据分析

地处伊比利亚半岛,西班牙受地中海气候影响,夏季【jì】炎热干燥,光照资【zī】源丰富【fù】,DNI(法【fǎ】向直接辐【fú】射)值【zhí】通常都在2000kWh/m2/yr以上。每年夏【xià】季【jì】6~8月是【shì】光【guāng】热【rè】发电量【liàng】最【zuì】多【duō】的月份。同样,光伏发电量在夏季光照充足的情况下【xià】也能达到峰值【zhí】。

2009-2017年西班牙光热电站每月的发电量

CSPFocus整理了8月【yuè】最近【jìn】一段时间(2018年8月9-21日)西班【bān】牙光【guāng】伏和光热发电的情况,这组数据对比能够清楚的体【tǐ】现【xiàn】二者【zhě】的区别【bié】和【hé】在【zài】电力系统中承担的角色。

2018年8月9-21日西班牙光伏和光热发电情况对比

通过上图可以很明显的看出三点:

1.在白天,光热和光伏的发电都【dōu】迅速爬升,在中午时【shí】分达【dá】到最高,随后开始下降【jiàng】。

2.由于光伏装机量更多,在电力系统中占比要更多一些。

3.在夜间,光【guāng】伏发电【diàn】的贡献几乎为零,而光热发电部分【fèn】机组能够一直保证供电【diàn】到凌【líng】晨4、5点左右。

我们以9-21光伏及光热具体发电表现为例具体分析:

9-21全天西班牙光伏和光热发电情况对比

西【xī】班牙【yá】8月份日出时间大约【yuē】在早晨7:30,日落时间大约在晚上9:00。图中可以【yǐ】明显看【kàn】出:

在当天凌晨,光热发电【diàn】机组一直【zhí】稳【wěn】定维持在500+MW左右的出力,而光伏电站几乎没有贡献任何发电量;

日出之后【hòu】,光伏发电平稳【wěn】上升,在下午两点【diǎn】左【zuǒ】右到达极【jí】值。而后几【jǐ】乎以【yǐ】平稳的速率下降【jiàng】,在日落前再次归零;

光热发【fā】电在九点左右开始迅速爬升,一小时【shí】左右之后稳定保持在2000+MW直【zhí】到【dào】晚上九点【diǎn】左【zuǒ】右(日落);之【zhī】后平【píng】缓下降【jiàng】,一小时之后稳定在600+MW。

光热发电具有“稳定输出”、“夜间持续发电”特性

通过数据对【duì】比,很明显能【néng】够发现,光【guāng】热发电相【xiàng】比光伏发电最大【dà】的两【liǎng】个特点一是稳定,二【èr】是【shì】夜间持续的发电【diàn】能力。

在白【bái】天用电高峰期【qī】,光热发电通过约【yuē】一个小时左【zuǒ】右的启动准备后【hòu】即可【kě】保【bǎo】证稳定的输出,直到日落【luò】。而光伏【fú】的发电则与光照强【qiáng】度基本呈正相关,二者的发电【diàn】特点【diǎn】完全不同【tóng】。

西班牙有18个光热电站带储能系统,共【gòng】870MW,日落后,这些机【jī】组【zǔ】通过降低【dī】出力(约30%)来维持西班牙夜间【jiān】的部分电力需求。在2018年8月14号的【de】发电情【qíng】况图中,也能清楚看到【dào】夜间光热【rè】机组【zǔ】发电稳定【dìng】维持【chí】在600+MW。

从2009年以【yǐ】来,随着投运的光热电【diàn】站越来越多,加【jiā】上运维管理的优化,发电量【liàng】不断攀升【shēng】。目前【qián】光热发电【diàn】已经占到西班牙夏季发电【diàn】量【liàng】的8%,表【biǎo】现十【shí】分稳定。

光伏+蓄电池组V.S.光热+储热?

如果【guǒ】为了保【bǎo】证光伏【fú】在夜间也【yě】能够【gòu】和【hé】光热电【diàn】站一样发电,配上蓄电池储能【néng】系统是否可行呢?

答案是:理论上【shàng】是可【kě】行的,但是经【jīng】济性方面远不如带储热系【xì】统【tǒng】的光热电站。

根据【jù】美国可再生能源实验室的【de】研【yán】究【jiū】(NREL),2015年,一个配【pèi】上蓄电池【chí】组【zǔ】(10年左右寿命【mìng】)的光伏电站【zhàn】度电成本约【yuē】在15~22美分/kWh左右,配置15年左右寿命【mìng】的【de】蓄电池组的光伏电站度【dù】电成本则要【yào】低【dī】一美分左右,而6小时储【chǔ】热【rè】能力的光【guāng】热电【diàn】站度电成本则在13美分/kWh左右,相差【chà】巨大。

另【lìng】外考虑到蓄电池组的损耗、寿命和更换的【de】投【tóu】入,用蓄电池【chí】组+光伏电站来保证全天发电在经济层【céng】面还面临比较大的困难【nán】。  由于二者各自的优势互补,最近【jìn】光【guāng】伏【fú】+光【guāng】热的混合电站越来越【yuè】受关注。摩洛【luò】哥NOORMidelt项目,以【yǐ】色列Ashalim项目【mù】,南澳州Aurora项目都以【yǐ】光伏+光热混【hún】合电【diàn】站的形式来达【dá】到成本和发电的【de】最【zuì】佳配置【zhì】。

通过上面的数据对【duì】比【bǐ】,也就不【bú】难理解为何越来越【yuè】多光伏产业的【de】人开始关注光热行业了。相信随着更多光伏【fú】人【rén】进入光热【rè】行业,公众对光热的认识度【dù】将【jiāng】会上一个台阶,光伏和光热的【de】结合也【yě】会利于两者更【gèng】进一步发展,未来太阳【yáng】能【néng】发展【zhǎn】的空间将会【huì】更加【jiā】广阔。