风口临近 光热太阳能产业如何腾飞?
来源:中国电力企业管理 | 0评论 | 4479查看 | 2015-11-25 10:50:00    
  科学有序发展太阳能发电是实现我国能源和电力可持续发展的战略选择,也是推进生态文明建设的客观要求。光伏发电具有优质能源劣质电的属性,而光热发电则具有优质能源优质电属性。要从经济社会、能源革命和电力系统角度,切实贯彻落实《可再生能源法》,健全完善太阳能发电科学发展新机制,加快解决技术、经济和管理问题,着力提高发展质量。
  
  太阳能发电产业是全球能源科技和产业发展的重要方向,是具有巨大发展潜力的朝阳产业,也是我国具有国际竞争优势的战略性新兴产业。发展太阳能发电对调整我国能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要意义。
  
  太阳能发电及其特点
  
  太阳能发电(以下简称光电)一般可以分为离网光电和并网光电。离网光电又叫做独立系统,是独立于大电网之外可以独自运行的太阳能供电系统。并网光电是与公共电网相联接且共同承担供电任务的电源。光电按其利用太阳能的方式不同,可分为光伏发电和光热发电。光伏发电分为独立光伏发电、并网光伏发电及分布式光伏发电。光热发电包括槽式、塔式、碟式(盘式)、菲涅尔式四种类型。
  
  光伏发电属于典型的“优质能源劣质电”。作为“优质能源”,光伏发电具有良好的环保品质,属于绿色低碳能源。作为“劣质电”,主要表现有三:一是经济品质差,发电成本高,没有经济竞争力,需要国家财政补贴才能生存和发展;二是容量品质差,光伏发电具有随机性、间歇性和波动性,不能在电力系统中独立运行,需要其他调峰电源等提供辅助服务;三是能源密度低、转换效率低,占用面积大。
  
  光热发电与光伏发电相比,最明显的优势在于通过储热系统可以有效提高其发电的连续性和稳定性,从而提升发电容量品质,较好地解决了随机性、间歇性和波动性难题,可以独立作为电力系统的基础电源。光热发电环保品质也优于光伏发电。但是,光热发电经济品质劣于光伏发电,只能吸收太阳能直接辐照量,需要水源或其他传热工质,同时对运行维护要求较高。
  
  国内太阳能资源条件和开发潜力
  
  我国主要处于温带和亚热带,有着十分丰富的太阳能资源。根据国家气象局风能太阳能资源中心发布的《2014年风能太阳能资源年景公报》和中国电力企业联合会(以下简称中电联)完成的多项研究报告,2014年全国陆地表面平均的水平面总辐射年辐照量为1492.6千瓦时/平方米。综合各地区资源特点,一般将全国太阳能资源开发潜力分为4个等级区:其中,极丰富地区包括青海大部、西藏中西部、甘肃西部、内蒙古西部、新疆东部及四川西部部分地区,占全国土地面积的21.9%,年辐射总量超过1750千瓦时/平方米,年均日照时数可达到3000小时左右,年有效日照天数在350天以上;很丰富地区包括华北北部、新疆大部、甘肃中东部大部、宁夏、陕西北部、青海南部和东部、西藏东部、四川西部、云南大部及海南等地区,太阳能年辐射总量在1400~1750千瓦时/平方米之间,占全国面积的29.8%。此外,还有丰富地区和一般地区。
  
  根据中电联课题调研报告和相关资料,大型集中式光伏电站开发潜力可达到5亿千瓦,主要分布在光照资源丰富的西北地区,包括西藏、新疆、青海、甘肃、内蒙古、宁夏等省区,年辐射总量在1600千瓦时/平方米以上。其中,新疆荒漠面积最大,但大多处于边远地区,远离负荷中心;内蒙古和河北靠近京津冀用电地区,市场潜力较大;青海、甘肃、宁夏、陕西太阳能资源丰富,荒漠面积较大,可向中东部地区远距离输电。分布式光伏发电主要包括建筑光伏发电和其他分布式光伏发电,有4亿千瓦以上的开发潜力。根据2013年发布的《中国太阳能热发电产业政策研究报告》,中国科学院采用GIS分析估算我国光热发电的开发潜力约160亿千瓦(DNI≥5千瓦时/平方米·天、坡度≤3%)。
  
  国内外太阳能发电发展状况
  
  世界光电发展
  
  20世纪70年代发生全球能源危机后,全世界把目光投向了可再生能源特别是太阳能,希望可再生能源能够改变能源结构和解决日益恶化的大气污染问题。20世纪90年代以来,光伏发电进入快速发展期,其中德国已连续9年保持世界光伏发电第一大国的位置,2014年光伏发电装机3820万千瓦左右、占全国装机的21.5%,光伏发电量328亿千瓦时、占全国发电量的6.3%。光热发电经过了20世纪70年代研发兴起、80年代首批开发建设后,长期处于停滞阶段,直到2007年后才开始逐渐复苏。全球光热发电主要分布在南欧、北非、中东、南非、南亚、中国、澳洲、北美与南美。根据我国光热发电商务网(CSPPLAZA)统计数据,2014年底全球光热发电装机达到453.4万千瓦,其中西班牙236.2万千瓦、美国172万千瓦。回顾总结国外光电发展历程,可以归纳出四个经验:

  这就反映出国家优先发展分布式光伏发电战略,在实施过程中遇到暂时困难时发生了战略路径动摇;也反映出国家对分布式光伏发电、光伏电站和光热发电三者的战略定位和发展路径,尚未形成符合中国国情尤其是电情的清晰的全面共识;还反映出行业内外至今还未充分吸取多年来大规模“弃风”的经验教训,即在“三北”基地大规模发展光伏电站,必须统筹规划落实好市场消纳、送出通道以及风电布局等,使光伏电站不再陷入风电发展困局。统筹协调乏力。主要表现在两个方面:一是政府部门间缺乏有效的统筹协调。资源普查、光电规划、项目核准、价格、税收、财政补贴、专项资金安排、标准、重大科技项目和示范等事项,分别由国务院多个主管部门行使,没有充分利用国家能源委员会平台建立起部际联席协调制度来统筹光电的行政管理,造成相互脱节。例如,包括光电在内的可再生能源发电发展目标并没有与国家财政补贴能力(即可再生能源发展基金,主要是可再生能源电价附加)进行统筹平衡,造成规划目标越来越高、年度指导规模越来越大,而财政补贴缺口也越来越大。此外,光电项目核准权限下放给省级政府后,国家有关部门主要依靠年度指导规模来调控,与发展规划脱节,也缺乏部际间有效统筹协调。二是部委内部也缺乏有效的统筹协调。突出表现在“三北”基地建设光伏电站与风电布局建设缺乏统筹协调,对当地电力需求及消纳能力、外部消纳市场落实及配套送电工程,以及项目核准时序都存在明显分歧,统筹协调不够,造成了既“弃风”又“弃光”的困局。

  开发运营商业模式有待突破。分布式光伏发电是国家优先发展的方向,采用“自发自用,余量上网,电网调节”的方式。尽管中央给予了明确的补贴政策,大部分地方政府也根据各自实际给予了相应的地方补贴政策,但分布式规模小、点多面广、随意性大的属性,加上培育发展时间短,普遍存在着屋顶落实难、电费回收难、贷款融资难、并网接入难、质量保证难等问题。需要经历若干年不断地探索和创新,才能找到符合我国国情和各地实际的商业模式。光热发电目前正处于工程示范阶段,光热发电设备制造业基础薄弱,建设成本较高且难以降低,国家尚未出台明确的上网电价和补贴政策。需要国家尽快明确电价补贴政策,来促进光热发电大规模开发。
  
  技术创新和产业重组乏力。技术创新能力仍显不足,产品同质化高,高端装备普遍依赖进口,高端技术研发与国外尚有差距。我国尚未建立起强有力的国家基础研究实验室和公共研究平台,更没有建立起技术研发的长效机制。研究力量分散,研究内容和方向既缺乏系统谋划,又缺乏有效的协作机制和信息共享机制,难以形成合力。国家投入不足,对知识产权保护重视不够,使得企业投资技术研发的积极性不高,多以简单模仿复制为主,导致产品同质化和价格恶性竞争。缺乏长时间的技术积累和企业发展经验,自主核心技术有待突破。光电产业优胜劣汰机制尚待完善健全,技术门槛低、产业集中度低仍是产业转型升级中亟需攻克的顽症。
  
  法律法规亟需完善细化,市场主体权责利不平衡。《可再生能源法》原则性多、操作性不强,部门制定的条规和政策,或多或少考虑本部门利益的多,难以完全站在全社会高度与相关部门和单位进行充分沟通协调,既增加了部门之间工作协调的难度,又造成相互扯皮和责任难以追究。例如,《可再生能源法》第十四条提出国家实行可再生能源发电“全额保障性收购”制度,并明确规定了国务院能源主管部门等政府部
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