中国光热发电在夹缝中缓慢成长
发布者:王超 | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 1评论 | 6252查看 | 2012-05-16 16:00:00    
       聚光太阳能热发电(Concentrating Solar Power,以下简称CSP),在2011年之前曾被寄予很大的希望,但随着过去一年晶硅光伏组件价格的急剧下滑,加之CSP各技术并未有明显的进步,致使这项技术被重新审视。在中国,十余个热发电项目大都没有动工的迹象;在德国,Solar Millennium AG(以下简称太阳千年)因融资受阻不得不申请破产清算;在美国,超过2GW的多个CSP项目被转为光伏项目……当太阳能发电补贴一再下调时,CSP的成本并没有太大的变化,导致CSP项目的收益遇到困难。正如中国企业大规模进入光伏行业使价格下降一样,CSP产业或许也会因中国企业的大量参与而上演同样的历史。

中国热发电的起步

  2011年8月下旬,中国最大的太阳能热发电论坛在三亚召开,这个在2007年首次召开的热发电论坛迎来了五年来最多的参会人员数量。在论坛上,被谈论最多的便是中国首个50MW热发电特许权招标项目。在这个项目出台之前,中国仅有寥寥无几的几个kW级别的示范性小项目。就在这个特许权项目招标出台之后,中国陆续涌出多个热发电项目。

  尽管遇到破产危机,德国Solar Millennium AG(以下简称太阳千年)却是中国热发电项目最早的外部推动力量。早在2007年,酝酿了多年的鄂尔多斯50MW热发电项目被作为中德合作项目后,太阳千年便与内蒙古绿能新能源有限公司(以下简称绿能)合资成立了内蒙古施德普太阳能开发有限公司,为这个项目提供了可行性报告及相关的实施工作。虽然这个特许权项目直至2010年才确定下来,太阳千年在2007年后便在中国陆续安装了8台测光站:内蒙古5台、甘肃2台、宁夏1台。其中分别位于宁夏石嘴山和甘肃酒泉的两台测光站是为国电安装。这8台测光站目前为多个热发电项目提供了辐照数据。

  在中国政府确定要推动CSP项目后,相关产品开始陆续有人涉足。对槽式CSP项目,真空集热管是技术含量最高的产品之一,西门子(Siemens)和肖特(SCHOTT Solar)近乎垄断了这个产品的市场,中国现在已经有十多家企业涉足真空管生产或技术供应。这些企业有些是从中低温集热管产品延伸过来的,如皇明、力诺、北京太阳能研究所等;而一些企业则在拥有部分关键技术并将技术延伸后开始产品生产的,如北京天瑞星、兰州交大国家绿色镀膜中心公司等。

  在反光镜方面,已涉足TCO导电玻璃的大明玻璃迅速将业务延伸过来,这家在玻璃和镜业领域深耕多年的企业已经推出了面向槽式、塔式和碟式多种CSP技术的定日镜。相比于大明玻璃的热弯复合玻璃,北京兆阳光热技术有限公司推出了生产工艺更简单的冷弯复合玻璃。奥博新能源不仅涉足真空集热管和反光镜,还将投资建设一座用于生产集热管用高硼硅玻璃的窑炉,一家配套的钢结构加工厂,以及一个从事相关EPC业务的新团队。

  太阳千年拥有大量的光热EPC工程经验,其驻中国代表曾表示希望在中国本土EPC团队成熟之前尽可能的多参与一些项目。太阳千年很清楚,在中国拥有CSP集成技术后,将很难与其竞争。几位中国科研机构的工作人员也看准了这个机会,正在筹备一家CSP系统集成公司,并与多家产品供应商建立了初步的合作意向。其中一位参与者向PV-Tech PRO表示,光伏的系统集成门槛较低,而CSP的EPC难度要大很多,需要对各个部件都很了解,主要是参数的匹配,如果技术不过关,电站的整体效率和发电量就达不到应有的水平。在CSP产业的各环节中,EPC是利润率最高的环节之一。

放缓的脚步

  相比于中国热发电的起步,西班牙、美国这两个热发电最大的市场正在放缓前进的脚步。截止2011年中期,在全球项目比例中,西班牙占据了48.49%的份额,美国则为47.94%。虽仍有新的热发电项目出现,但美国太阳能信托(Solar Trust of America)已经决定将其1GW Blythe项目一期500MW从CSP项目改为PV项目;AES Solar从Tessera Solar收购了709MW的CSP项目后,也计划将这个电站转为光伏项目。

  事实上,截止2011年底,中国MW级热发电项目中,只有北京延庆的1MW塔式项目完成了初期的建设,更大规模的也只有中控太阳能在青海德令哈的50MW塔式项目一期10MW工程完成了前期土建。中科院电工所姚志豪博士表示,“之所以大量项目没有开工,一个原因是进口的设备太贵,而国产的设备普遍没有经过实际运行的验证,另一个原因是电价补贴太低。”

  2011年初,中国首个50MW槽式热发电特许权项目的中标电价为0.9399元/千瓦时,这个价格与不久前的280MW光伏特许权项目的平均中标电价相比只高一点,而CSP的投资成本却比光伏要高出不少。而2011年7月中国政府推出了针对光伏发电的1.15元/千瓦时上网电价,这又让热发电特许权项目中标方大唐新能源陷入两难境地。根据特许权项目招标要求,中标方需要在30个月内完成项目建设,这意味着大唐新能源需要在2013年8月前完成相关的工作。据悉,大唐新能源将在近期开始项目的土建工作,并陆续开始设备招标。

  鄂尔多斯50MW项目的电价较低,显然无法采用国外进口的产品。姚志豪博士向PV-Tech PRO表示:“中国企业的核心产品年产能也鲜有一家可以达到50MW,因此上半年的招标可能不会限定只从一家采购。并且国产部件未经过实际应用,还存在一些问题,大唐也将延后设备的供应期。”据悉,大唐新能源以及拿到相同中标电价的中广核太阳能也正在跟相关政府机构商讨能否对项目以资金或电价的方式进行额外补贴。

  其实,这已经不是CSP第一次受到价格冲击。CSP发迹于上世纪70年代的石油危机,以色列和美国的多家公司开始研究太阳能热发电,其中当时最成功的当属以色列和美国合资的Luz International公司,他们自1984年起陆续在美国加州Mojave沙漠建设了9座槽式CSP电站(SEGS I-IX),总装机达353.8MW;这些电站至今还在维持运营。当石油价格回落后,整个CSP行业也沉寂起来,之后Luz进展缓慢并出现困境。在1992年,Solel Solar Systems Ltd收购了Luz在以色列地区的制造业资产,随后在2009年西门子收购了这家以色列公司,成为槽式CSP领域的领先者。如今,西门子又重新活跃在CSP领域中。

  在2011年,中国光伏制造业将全球的组件价格从年初的10元人民币/瓦拉到现在的不足6元人民币/瓦,而逆变器的价格也大幅下降。受到产品价格下降的影响,电站投资成本也在一年内从20元/瓦下降至11元/瓦。很多国家对太阳能电力的补贴也因此而下调,这使得CSP项目更加艰难,降低价格和成本迫在眉睫。

成本期望

  多个槽式热发电项目的可行性研究报告已经完成,招标工作正陆续开展。对这些项目而言,如何能在一定的价格范围内采购到合格的产品成了件困难的事情。以大唐新能源的项目为例,在投标时与皇明、中科院电工所绑定,但中标后却难以从皇明获得合适的配套产品。但是按照其获得的0.9399元/千瓦时的电价核算,进口的集热管和反光镜价格都不合适。

  以目前项目比例最高的槽式技术为例分析其成本结构。根据Ferrostaal的建设经验,在西班牙建设一座槽式CSP电站,投入最大的是土建施工工程和钢结构,而不是关键的集热管和反光镜等核心设施。

  虽然CSP原理比光伏要简单,但CSP项目的成本构成比光伏项目要复杂得多。光伏电站可以简单的分为组件成本和周边系统(Balance of System,简称BOS)成本。BOS包括支架、逆变器、电气设备、工程建设、运行维护等;光伏每瓦投资成本并不会因项目规模的大幅增加而出现大幅降低。相比之下,槽式和塔式的CSP项目涉及的采购部件和工程量要复杂得多。

  槽式和塔式CSP项目主要包括:集热器、镜场、导热系统、钢结构及追踪系统、储能系统、监控系统、压力设施、冷却系统、蒸汽涡轮发电机等。对于1MW、10MW、50MW、100MW等不同的装机规模及项目选址、自然环境,项目的每瓦单位投资都会发生不小的变化。因此,CSP的成本测算要根据项目的具体情况来进行。

  根据国际能源署(IEA)提供的数据,不同地区、规模的槽式CSP电站的投资成本为4.2—4.8美元/瓦,大型槽式CSP平准化电力成本(LCOE)约为20—29.5美分/千瓦时。IEA特别指出,西班牙槽式CSP项目的LCOE约为23欧分/千瓦时(约合30美分/千瓦时),而美国西南部分地区的槽式CSP项目LCOE已经达到12美分/千瓦时左右。以上这还是单纯CSP项目的成本估计;由于火电站和天然气发电设施可以与CSP电站共用蒸汽,因此联合发电能拥有更低的LCOE。

  美国能源署(DOE)推出了一项在2020年前将太阳能发电成本降至与常规能源相竞争的SunShot计划,计划将目前太阳能发电设施的投资成本降低75%。DOE太阳能技术办公室项目规划
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2016-05-16 17:23:55
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