继青海共和50MW光热发电项目完成并网发电后,中国电建于2023年投建共和100万千瓦光伏光热项目,该项目属国家第二批沙戈荒大基地重点建设项目,包含光伏发电90万千瓦和配套太阳能热发电10万千瓦。该项目由中电建新能源集团股份有限公司投资,西北勘测设计研究院有限公司(以下简称西勘院)总承包。
据了解,当前,除永久用地、接入系统批复外,项目已取得全部前期手续,并完成50万千瓦的组件采购工作。当前,项目正在开展道路施工、光热主要设备招标,计划今年年底前完成光热主要设备基础、吸热塔基础建设,明年完成吸热塔浇筑及全部光热设备的安装,在同批次大基地项目中进度遥遥领先。截至目前,项目已完成投资入库5.5亿元,预计2023年投资20亿元,2024年底完成35亿元投资,届时中国电建将在共和50MW光热发电项目基础上,在海南州实现投资70亿元、缴纳税额15亿元。
一直以来,中国电建紧跟国家能源局光热整体部署,紧紧围绕其出力连续、稳定、灵活可调的特点开展技术攻关,使光热发电机组能够像常规火电机组一样向系统提供稳定的一次调频及电压支撑,有效保障电网安全。早在2010年,中国电建就立项开展了太阳能热发电技术的相关课题研究,经过多年的辛勤钻研,掌握了该领域的关键技术,西勘院2013年起就组建了光热研发团队并开展太阳能热发电相关业务的技术准备。
2016年,为提升光热发电国际竞争力,我国大力推动首批20个光热发电示范项目,青海共和50MW光热发电项目为示范项目之一,也是海南州唯一入选的光热发电项目。西勘院作为总承包单位,全程参与项目的建设工作。
图:已投运的青海共和50MW塔式光热电站
针对共和50MW光热发电项目设计、施工、运行过程中遇到的多专业协同、多系统优化、智能化升级等需求,西勘院持续开展技术攻关,并基于聚光集热、储换热、汽轮发电系统的机理建模,自主化建立了熔盐塔式光热电站整体性能模型,能够对电站在多云情况下的运行状况做仿真分析,以准确提供系统各环节的运行状态参数,解决多云天气导致资源波动剧烈而引发的熔盐流量、盐温的控制难题。
不仅如此,中国电建还首次在光热电站中以BIM技术为基础,提出了多专业、多软件、多数据的耦合方法,实现项目设计、建设、运行全生命周期的数字化应用,解决了诸如前端镜场开机后后端的汽轮发电机组未能及时启动,导致集热系统被迫停机等情况。
为支撑复杂工况下的聚光集热系统运行性能提升,中国电建更是创新性提出了DNI的小时级符号化资源预测技术,利用基于人工智能的多模型技术实现了DNI的超短期和短期预测,相比传统的Sandia-TMY法计算的理论发电量误差降低约1.5%,DNI计算精度提升了5%~10%。
2017年6月,共和50MW光热发电项目开工奠基。2018年5月正式开工建设,2019年9月19日并网。
自投建以来,该项目始终发挥着其在光热发电方面的示范引领作用,推动了我国自主知识产权的技术体系形成,促进了光热发电装备国产化水平的进一步提升。在2019年举办的第六届中国国际光热大会上,共和50MW光热发电项目获得中国光热发电示范项目推动奖。该示范项目的成功申报,对于电建而言既是挑战,更是一次难得的机遇。
据了解,首批光热发电项目主要选用的为进口设备。为降低生产成本、推进关键设备国有化进程,中国电建瞄准太阳能热发电前沿技术和“卡脖子”环节,在熔盐泵等核心设备方面大力攻关,研发出拥有完全自主知识产权价值300万元的高温熔盐泵,在设备性能上与原有价值高达600万元的进口泵基本持平。该高温熔盐泵的研发降低了项目投资成本,增加了企业经济效益,打破了国外发达国家的技术壁垒。通过两年来对技术设备的不断攻坚克难,当前,光热主要设备国产化率已达到90%,有力推动了我国光热项目产业链的新材料、精密设备自主化发展进程。
2022年,中国电建编写了《太阳能热发电站熔盐电伴热系统设计导则》《太阳能热发电站钢筋混凝土吸热塔结构设计导则》等多项技术标准;2022年3月,中国电建《塔式太阳能热发电站热力系统参数优化设计技术及应用》《塔式光热电站性能模型与数字孪生应用》《塔式光热电站系统集成关键技术》三项成果通过中国水力发电学会科技成果鉴定,2022年12月,《太阳能资源评估技术研究》《塔式太阳岛动态响应及性能评估研究》《定日镜装配施工技术研究》《塔式电站子系统间控制调试技术研究》四项专题成果通过中国可再生能源学会组织的科技成果鉴定,鉴定认为研究成果具有广阔的应用价值和前景,七项成果均达到国际领先水平。研究累计形成各类知识产权36件,其中国家发明专利授权23件;发表或交流论文67篇,其中SCI检索论文42篇;主编和参编技术标准21项。
多年来,中国电建积极发挥投、建、营一体化优势,进一步加大在光热产业方面的投资力度,现已投产5万千瓦、在建35万千瓦光热项目,包括共和10万千瓦光热项目、新疆托克逊10万千瓦光热项目、新疆若羌10万千瓦光热、吉林吉西5万千瓦光热项目,承建19万千瓦光热项目(包括西藏扎布耶4万千瓦光热项目、格尔木三峡10万千瓦光热项目、海西州鲁能5万千瓦光热项目。不仅如此,中国电建还以投产项目为契机,组建自主专业运维团队,为项目运行提供保障,团队还承担了海西州鲁能5万千瓦光热项目运维服务,获得了业主的高度好评。在海外,截止目前中国电建已交付35万千瓦光热项目,包括摩洛哥努奥二期20万千瓦槽式光热电站、摩洛哥努奥三期15万千瓦塔式光热电站,并承揽南非红石10万千瓦塔式光热电站。
近期,国家能源局发布通知,为推动光热发电规模化发展,力争“十四五”期间,全国光热发电每年新增开工规模达到300万千瓦左右。中国电建据此将充分发挥投资、建设、运营一体化集成服务等多方面优势,在“十四五”期间计划投资150万千瓦光热装机规模,并逐步突破储能时长12小时的技术难关,充分发挥储能调峰效能,以热化学储能代替电化学储能,让绿色切实成为发展底色。下一步,中国电建将积极响应青海省政府能源规划,以海南州为中心着力打造青海省光热资源“金色名片”,2024年末前在海南州实现新增光热项目50万千瓦,配套新能源项目300万千瓦,新增投资240亿元,为当地增加税收50亿元,项目也将带动当地民众就近就业增收,间接拉动物流、餐饮、旅游等产业的发展,为乡村振兴战略贡献一份力量。