阳光“充电宝”!光热发电知多少
在广袤的戈壁滩上矗立着高达几百米的“能量光塔”—吸热塔
其周围环绕的逾万面定日镜
如向日葵般追随着太阳
将万束光芒精准反射至塔顶
加热熔盐并驱动发电系统
最终送出潺潺绿电
这就是清洁低碳的光热发电站
今天,就让我们和吉娃一起了解下吧!
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吉娃小课堂
光热发电作为清洁低碳、稳定可控的新能源技术,精准契合国家“双碳”目标与能源安全战略需求,是我国培育能源领域新质生产力的核心抓手之一。
其采用的是比光伏发电更具韧性的“光—热—电”转化路线。首先利用反射镜,将分散的太阳光(光能)反射聚焦到集热器上,转化为高温热能;热能通过熔盐等传热储热介质被送入绝热储热罐内“储存”;当电网需要电能时,再通过成熟的热电循环系统将热能转化为电能。即使在无光的夜间或阴雨天,光热发电系统仍能持续供电,实现了将不稳定的太阳能高效转化为稳定可调度的电能的目标。
▲青海共和50兆瓦光热示范项目
光热发电赋能国家能源战略
光热发电是电网友好型电源,兼具储能和调峰的双重功能。容易配置大容量、低成本、高安全的储热系统是光热发电的核心优势。例如:中国电建参与设计、建设的青海亿储350兆瓦格尔木光热项目配备的储热系统,能支撑电站在无阳光情况下持续满负荷发电14小时。这种规模是当前绝大多数电化学储能等难以企及的。
▲青海亿储350兆瓦格尔木光热项目
此外,这座创下全球单体规模最大、镜场反射面积最大、储能规模最大、年设计发电量最高“四最”纪录的“追光巨构”,采用创新性的“三塔+三镜场+分布式储能” 布置方案,通过 “分散集热、集中发电” 的核心逻辑,破解了传统单塔光热电站规模化发展的成本效率瓶颈。
在电网频率安全方面,光热发电具有旋转惯量,且调频性能优良,可确保交流电网频率稳定性。在电压安全方面,光热发电可为系统提供短路容量,具备电压支撑能力,从而有效抑制新能源暂态过电压。
在功角稳定方面,光热发电作为同步发电机电源,可提高交流电网功角稳定性。其同时具有新能源、储能和同步发电机的优点,在调峰调频能力、电压支撑能力等多个方面具有明显优势,有助于实现不同时间尺度电力电量双平衡,可以作为未来新型电力系统的关键支撑之一。
▲全国储能配比率最高的光热储多能互补项目——青海德令哈20万千瓦光热项目
此外,通过配置大规模长时间的熔盐储罐储存数千甚至上万兆瓦时的热能,实现电力系统“削峰填谷”的同时也使其成为工业、交通等其它领域减碳的关键支撑力量。
高温热能替代煤炭、天然气燃烧产生的热量、或直接提供工业所需高温蒸汽,从源头减少碳排放,且能避免化石能源燃烧带来的粉尘、硫化物等污染物排放。也是未来新型能源体系的重要支撑之一。
未来展望:光热发电将迎“三大升级”
目前,我国光热发电产业发展呈现出了三大特征:一是服务国家战略,精准针对 “双碳” 目标、“西电东送”、西部大开发,实现能源开发与生态保护、区域发展协同;二是坚持自主可控,从定日镜算法到熔盐储热技术,构建自主知识产权体系,提升镜场、熔盐泵等关键设备的国产化比例,推动太阳能资源评估预测、镜场布置及吸热器设计运行等技术优化;三是突破极端环境,在青海戈壁滩、西藏高原等复杂场景落地,拓展新能源开发边界。
而依托中央企业的持续投入,我国光热发电产业未来将向“更高效、更广泛、更协同”方向迈进:
▲位于青海共和光伏园区,建设中的熔盐塔式光热电站
(一)技术效率再升级:高参数、智能化成主流
随着中国电建数字孪生运维技术等的出现,光热发电将向更高参数突破——700℃级熔盐储热、超临界CO₂发电技术有望落地,推动热电转换效率提升;AI 预测性维护、数字孪生平台将进一步普及,可持续降低运维成本。
(二)应用场景再拓展:从“发电”到“多元服务”
光热发电将突破单一发电功能,向工业供热、绿氢制备、偏远保供延伸:它可为煤化工提供清洁热能;在西藏、青海等地的小型光热项目,将为牧区、边防提供稳定电力,填补电网覆盖空白。此外,光热发电还具备广阔的全球应用潜力,共建“一带一路”国家中,多国太阳能资源禀赋突出,太阳能热发电技术将有力推动其电力系统绿色转型,未来有望成为我国继高铁之后的又一张“国家新名片”。
(三)产业协同再深化:国产化、规模化降成本
中央企业“技术共研+项目共建”模式将持续推动产业链升级:目前超白玻璃、熔盐泵等设备国产化率已大幅提升,未来镍基合金吸热管等关键材料有望进一步突破,推动度电成本向0.4元/千瓦时逼近;350兆瓦级项目将成主流,像格尔木项目这样的大容量电站规模化建设,将进一步摊薄投资成本,让光热发电在新型电力系统中发挥更大作用。
随着技术进步、更多的标杆项目落地、规模效应显现以及其在电力系统中不可替代的价值被愈发重视,光热发电正在从“技术选项”升级为“战略必需”,这个新型能源体系中的“阳光充电宝”,不仅在戈壁荒漠中收集阳光,更是在储存能源安全的未来。
撰稿:刘静雯、董清风、周治
编辑:李聿丹
审核:张志远
素材来源:西北院
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