據(jù)全球可再生能源權(quán)威平臺——REN21發(fā)布的2020年《可再生能源全球狀況報(bào)告》顯示,綜合分布區(qū)域、項(xiàng)目開發(fā)商、投資方和EPC商來源等多角度來看,目前全球光熱發(fā)電行業(yè)正逐漸趨向多樣化發(fā)展。
(來源:微信公眾號“CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺”作者:CSPPLAZA)
據(jù)報(bào)告,2019年投入運(yùn)營或在建的光熱發(fā)電項(xiàng)目涉及中國、法國、以色列、科威特、沙特阿拉伯、西班牙、阿拉伯聯(lián)合酋長國和美國等至少8個國家的主要開發(fā)商和投資者。
中國企業(yè)參與度日益提升
項(xiàng)目承包單位則主要來自中國、丹麥、以色列、西班牙和美國,其中中國公司參與了幾乎一半已完工或在建項(xiàng)目(2015年之前大多數(shù)光熱發(fā)電企業(yè)則來自美國和西班牙)。
其中,沙特公司ACWA Power成為2019年光熱發(fā)電行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),在建項(xiàng)目約700兆瓦。其他重點(diǎn)光熱發(fā)電開發(fā)商、投資者或所有者則包括EIG Global Partners(美國)、ENGIE(法國)、龍騰光熱(中國)、Noy Fund和Shikun&Binui(均為以色列)以及來自世界各地的至少13家其他開發(fā)商。
參與設(shè)計(jì)、采購和建設(shè)的領(lǐng)先光熱公司(按已完工和/或在建的兆瓦數(shù)排名)則包括阿本戈/Abengoa(西班牙)、上海電氣(中國)、Acciona(西班牙)、通用電氣(美國)、Sener(西班牙)、Brightsource(以色列)和中國船舶集團(tuán)新能源有限責(zé)任公司(中國)等。
光熱發(fā)電成本持續(xù)下降
報(bào)告顯示,隨著世界各地市場的擴(kuò)展,供應(yīng)鏈的不斷拓寬和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的逐步增加,全球光熱發(fā)電成本一直在持續(xù)下降。
按照2019年開展的一項(xiàng)研究估計(jì),2018年全球光熱發(fā)電加權(quán)平均平準(zhǔn)化電力成本(LCOE)為18.5美元/MWh,相比2017年下降了26%,相比2010年下降了46%。
同時,根據(jù)2019年的另一項(xiàng)研究估計(jì),在某些情況下,新建光熱發(fā)電項(xiàng)目的平均LCOE已低于新建天然氣調(diào)峰電廠。
光熱+混合發(fā)電項(xiàng)目正逐漸成為主流
盡管已取得上述進(jìn)展,但光熱發(fā)電還必須面對快速發(fā)展的太陽能光伏發(fā)電+電池和風(fēng)力發(fā)電+電池等儲能型可再生能源發(fā)電系統(tǒng)所帶來的沖擊,而且配置儲能系統(tǒng)也正逐漸成為光伏和風(fēng)電項(xiàng)目未來得以大規(guī)模部署的前提。
不過,儲能重要性日益提升也開始促進(jìn)全球范圍內(nèi)越來越多的開發(fā)商選擇將光熱發(fā)電與光伏或風(fēng)電相結(jié)合,通過多能互補(bǔ)的方式來降低發(fā)電系統(tǒng)的整體成本并提升容量價值。
例如,以色列的Megalim和Negev光熱電站均位于太陽能光伏發(fā)電廠旁邊,而中國已投運(yùn)的魯能海西洲50MW光熱電站則是650MW可再生能源綜合設(shè)施的一部分,該多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)還包括200MW的太陽能光伏電站、400MW的風(fēng)電站以及50MW的儲能系統(tǒng)。
而智利即將投運(yùn)的110MW的Cerro Dominador光熱發(fā)電項(xiàng)目將在現(xiàn)有100MW太陽能光伏發(fā)電廠的基礎(chǔ)上提供17.5小時的儲熱技術(shù)支持。
此外,2019年摩洛哥可持續(xù)能源署又推進(jìn)了一個將太陽能光熱發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電和儲能相結(jié)合的混合項(xiàng)目,高峰時段的電價僅為0.68道拉姆/kWh(約合0.4846人民幣/kWh)。
而阿拉伯聯(lián)合酋長國NoorEnergy 1項(xiàng)目的合同協(xié)議則于2019年初敲定,該項(xiàng)目將包含700MW光熱發(fā)電系統(tǒng)和250MW光伏發(fā)電系統(tǒng),其中光熱電價為每兆瓦時73美元,光伏電價為每兆瓦時24美元。
多項(xiàng)光熱發(fā)電創(chuàng)新技術(shù)研究正在推進(jìn)
同樣在2019年,一系列旨在進(jìn)一步降低光熱發(fā)電成本的研發(fā)活動也在不斷推進(jìn),其中一些工作集中在提高系統(tǒng)的工作溫度,以釋放更高的熱能效率。
例如,法國電力公司EDF與中國首航高科之間的合作旨在將現(xiàn)有的光熱發(fā)電示范項(xiàng)目從使用蒸汽循環(huán)用于火力發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂瞄]環(huán)超臨界CO2循環(huán),以大幅提升系統(tǒng)工作溫度并進(jìn)一步提升光熱發(fā)電系統(tǒng)效率。
在美國,由桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室(Sandia National Laboratories)推進(jìn)的一個由政府支持的項(xiàng)目則在重點(diǎn)開發(fā)一種新型光熱發(fā)電吸熱器,該能量接收器能夠在1000℃以上的溫度下工作,可以實(shí)現(xiàn)更高的聚光比。
同樣在2019年,美國能源部宣布將為13個研究項(xiàng)目提供3000萬美元的資金支持,目標(biāo)是通過降低制造成本、開發(fā)新的存儲技術(shù)和允許更自主的系統(tǒng)操作來提高光熱發(fā)電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。
此外,如何消除光熱發(fā)電技術(shù)的環(huán)境影響也是2019年研發(fā)重點(diǎn)之一。例如,一些歐洲研究人員正在評估通過開發(fā)超聲波清洗系統(tǒng)和疏水涂層來減少定日鏡清洗用水量的新方法。
(來源:微信公眾號“CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺”作者:CSPPLAZA)
據(jù)報(bào)告,2019年投入運(yùn)營或在建的光熱發(fā)電項(xiàng)目涉及中國、法國、以色列、科威特、沙特阿拉伯、西班牙、阿拉伯聯(lián)合酋長國和美國等至少8個國家的主要開發(fā)商和投資者。

圖:近十年光熱發(fā)電裝機(jī)變化趨勢
中國企業(yè)參與度日益提升
項(xiàng)目承包單位則主要來自中國、丹麥、以色列、西班牙和美國,其中中國公司參與了幾乎一半已完工或在建項(xiàng)目(2015年之前大多數(shù)光熱發(fā)電企業(yè)則來自美國和西班牙)。
其中,沙特公司ACWA Power成為2019年光熱發(fā)電行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),在建項(xiàng)目約700兆瓦。其他重點(diǎn)光熱發(fā)電開發(fā)商、投資者或所有者則包括EIG Global Partners(美國)、ENGIE(法國)、龍騰光熱(中國)、Noy Fund和Shikun&Binui(均為以色列)以及來自世界各地的至少13家其他開發(fā)商。
參與設(shè)計(jì)、采購和建設(shè)的領(lǐng)先光熱公司(按已完工和/或在建的兆瓦數(shù)排名)則包括阿本戈/Abengoa(西班牙)、上海電氣(中國)、Acciona(西班牙)、通用電氣(美國)、Sener(西班牙)、Brightsource(以色列)和中國船舶集團(tuán)新能源有限責(zé)任公司(中國)等。
光熱發(fā)電成本持續(xù)下降
報(bào)告顯示,隨著世界各地市場的擴(kuò)展,供應(yīng)鏈的不斷拓寬和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的逐步增加,全球光熱發(fā)電成本一直在持續(xù)下降。


圖:光伏、光熱、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電成本變化趨勢
較低的總裝機(jī)成本、更長或更靈活的購電協(xié)議和更高的容量因素(主因是包括了儲熱系統(tǒng)以及向資源條件較好的地點(diǎn)轉(zhuǎn)移)降低了光熱發(fā)電的電力成本。按照2019年開展的一項(xiàng)研究估計(jì),2018年全球光熱發(fā)電加權(quán)平均平準(zhǔn)化電力成本(LCOE)為18.5美元/MWh,相比2017年下降了26%,相比2010年下降了46%。
同時,根據(jù)2019年的另一項(xiàng)研究估計(jì),在某些情況下,新建光熱發(fā)電項(xiàng)目的平均LCOE已低于新建天然氣調(diào)峰電廠。
光熱+混合發(fā)電項(xiàng)目正逐漸成為主流
盡管已取得上述進(jìn)展,但光熱發(fā)電還必須面對快速發(fā)展的太陽能光伏發(fā)電+電池和風(fēng)力發(fā)電+電池等儲能型可再生能源發(fā)電系統(tǒng)所帶來的沖擊,而且配置儲能系統(tǒng)也正逐漸成為光伏和風(fēng)電項(xiàng)目未來得以大規(guī)模部署的前提。
不過,儲能重要性日益提升也開始促進(jìn)全球范圍內(nèi)越來越多的開發(fā)商選擇將光熱發(fā)電與光伏或風(fēng)電相結(jié)合,通過多能互補(bǔ)的方式來降低發(fā)電系統(tǒng)的整體成本并提升容量價值。
例如,以色列的Megalim和Negev光熱電站均位于太陽能光伏發(fā)電廠旁邊,而中國已投運(yùn)的魯能海西洲50MW光熱電站則是650MW可再生能源綜合設(shè)施的一部分,該多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)還包括200MW的太陽能光伏電站、400MW的風(fēng)電站以及50MW的儲能系統(tǒng)。
而智利即將投運(yùn)的110MW的Cerro Dominador光熱發(fā)電項(xiàng)目將在現(xiàn)有100MW太陽能光伏發(fā)電廠的基礎(chǔ)上提供17.5小時的儲熱技術(shù)支持。
此外,2019年摩洛哥可持續(xù)能源署又推進(jìn)了一個將太陽能光熱發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電和儲能相結(jié)合的混合項(xiàng)目,高峰時段的電價僅為0.68道拉姆/kWh(約合0.4846人民幣/kWh)。
而阿拉伯聯(lián)合酋長國NoorEnergy 1項(xiàng)目的合同協(xié)議則于2019年初敲定,該項(xiàng)目將包含700MW光熱發(fā)電系統(tǒng)和250MW光伏發(fā)電系統(tǒng),其中光熱電價為每兆瓦時73美元,光伏電價為每兆瓦時24美元。
多項(xiàng)光熱發(fā)電創(chuàng)新技術(shù)研究正在推進(jìn)
同樣在2019年,一系列旨在進(jìn)一步降低光熱發(fā)電成本的研發(fā)活動也在不斷推進(jìn),其中一些工作集中在提高系統(tǒng)的工作溫度,以釋放更高的熱能效率。
例如,法國電力公司EDF與中國首航高科之間的合作旨在將現(xiàn)有的光熱發(fā)電示范項(xiàng)目從使用蒸汽循環(huán)用于火力發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂瞄]環(huán)超臨界CO2循環(huán),以大幅提升系統(tǒng)工作溫度并進(jìn)一步提升光熱發(fā)電系統(tǒng)效率。
在美國,由桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室(Sandia National Laboratories)推進(jìn)的一個由政府支持的項(xiàng)目則在重點(diǎn)開發(fā)一種新型光熱發(fā)電吸熱器,該能量接收器能夠在1000℃以上的溫度下工作,可以實(shí)現(xiàn)更高的聚光比。
同樣在2019年,美國能源部宣布將為13個研究項(xiàng)目提供3000萬美元的資金支持,目標(biāo)是通過降低制造成本、開發(fā)新的存儲技術(shù)和允許更自主的系統(tǒng)操作來提高光熱發(fā)電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。
此外,如何消除光熱發(fā)電技術(shù)的環(huán)境影響也是2019年研發(fā)重點(diǎn)之一。例如,一些歐洲研究人員正在評估通過開發(fā)超聲波清洗系統(tǒng)和疏水涂層來減少定日鏡清洗用水量的新方法。