關于新疆區域試點太陽能熱發電的思考

國家能源局新疆監管辦公室 ■ 于益雷

0 引言

新疆維吾爾族自治區的土地面積為166萬km2，約占全國陸地面積的1/6，擁有除海洋外的多樣性地表地貌，并且擁有豐富的能源資源，是典型的能源資源行政區。清潔能源中最具前景的太陽能的年輻射量、風能資源的總儲量，新疆均居全國前列；同時，新疆適用于清潔能源建設的土地資源也十分豐富，其戈壁、沙漠面積達71萬km2。由此可知，新疆區域發展清潔能源具有得天獨厚的優勢[1]。

1 新疆區域太陽能產業發展現狀

據統計，新疆區域的太陽能年輻射總量為5430～6670 MJ/m2，全年日照小時數為2550～3500 h，僅次于西藏，居全國第2位。2017年，新疆區域共有光伏電站322座，總容量為932萬kW；太陽能發電量為103億kWh，同比增長54%；太陽能發電設備年平均利用小時數為1223 h，同比增加233 h。太陽能產業已成為新疆重要的支柱產業。

在新能源裝機量高速增長的同時，新疆區域的棄風、棄光率(棄電比)多年居高不下，并在2016年達到歷史高點，棄電量達177.2億kWh，棄電比為37%。經過全社會的共同努力，2017年新疆區域的棄電情況有所好轉，但棄電比仍達27.9%，與全國平均水平相比還有很大的改善空間[1]。

截至目前，新疆區域內的太陽能發電形式僅有光伏發電一種，消納途徑單一且自我調節能力差，從長遠來看，需要探索新的太陽能利用方式。隨著國家能源局示范項目的建設和投運，太陽能熱發電技術已較為成熟，可供選擇。

2 國內太陽能熱發電示范項目介紹

近年來，青海省海西州德令哈市致力于打造我國太陽能發電技術“硅谷”，設立的太陽能產業園區位于距德令哈市7 km的戈壁灘上，海拔3000 m，常年干旱少雨，氣候干燥寒冷，不同技術路線的太陽能熱發電示范(試點)項目已紛紛在此落地。

新疆維吾爾自治區與青海省同處我國西北部，在自然環境、氣候特點及光照條件等方面一致性明顯，因此，青海省太陽能熱發電站示范項目的建設與運行經驗對于新疆區域太陽能熱發電產業的發展具有很強的借鑒意義。

2.1 中控德令哈10MW塔式熔鹽太陽能熱發電項目

中控德令哈10 MW塔式太陽能熱發電站于2013年7月正式投運，當時采用了直接蒸汽發生(DSG)技術，是我國首座、全球第6座成功投入商業化運行的塔式太陽能熱發電站。2014年9月，該電站獲得國家發展改革委批復的1.2元/kWh的上網電價，被譽為我國的“太陽能熱發電第一價”。2016年8月，在該電站的熔鹽吸熱、儲熱、換熱系統投運后，其成為我國首座、全球第3座具備規模化儲能系統的商業化塔式太陽能熱發電站。

該電站的鏡場采光開口面積為6.3萬m2，包括21500臺尺寸為2 m2的定日鏡及1000臺尺寸為20 m2的定日鏡，設計點發電效率為15.7%。截至2018年8月，中控德令哈10 MW塔式熔鹽太陽能熱發電站已穩定運行24個月，累計發電1200萬kWh。

2.2 中廣核新能源德令哈50MW槽式太陽能熱發電項目

中廣核新能源德令哈50 MW太陽能熱發電項目是國內首個大型商業化運行的槽式太陽能熱發電站。該項目共占地2.46 km2，上網電價為1.15元/kWh，主體工程于2015年8月開工，是國內第一批太陽能熱發電示范項目中首個開工的項目，也是其中第一個并網的示范項目，亦是首個獲得亞洲開發銀行優惠貸款支持的太陽能熱發電項目。

2018年6月30日，該項目送電一次并網成功，填補了我國大規模槽式太陽能熱發電技術的空白，使我國正式成為世界上第8個擁有大規模太陽能熱發電站的國家。

3 影響項目收益的因素

提高項目收益是太陽能熱發電產業可持續發展的關鍵。通過對以上2個項目的實地調研，總結出影響項目收益的因素主要有造價、電價、天氣、電網輸電斷面、工藝5個方面。

1)造價因素。中廣核新能源德令哈50 MW太陽能熱發電項目的主要設備均采用國外技術，成本較高，達17億元；且該項目工期較長，達24個月；與火電相比這兩項均不占優勢。

2)電價因素。相對于高達數十億的工程投資與當地的天然氣價格而言，2個示范項目的上網電價仍顯偏低，投資收益較差。

3)天氣因素。多云、下雨、下雪、結霜、大風等天氣會對太陽能熱發電站的發電量造成影響。但天氣因素是由我國西北地區特殊的自然環境決定的，與系統及設備本身無太大關系。

4)電網輸電斷面因素。在太陽能熱發電站發電能力最大時段，電網斷面輸送能力有限，會直接影響太陽能熱發電出力。

5)工藝因素。2個示范項目的系統較多，太陽島、熔鹽島、常規島系統都很復雜，且成本很高。在設備方面，熔鹽設備在投運之初故障較多，影響了項目的發電量；而定日鏡、常規島的故障率較低。

4 對新疆區域的借鑒意義

黨的十九大提出，要堅持新發展理念，推進綠色發展，壯大清潔能源產業的目標絕不能動搖。發展清潔能源恰恰是推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效能源體系的直接體現。盡管在新疆區域清潔能源發展過程中出現了棄電率較高的問題，但發展中的問題必須在高質量發展中解決，太陽能熱發電是一條值得探索的新路徑。

4.1 因地制宜、因域施策

長期以來，如何處理好南疆冬季取暖與環境保護的關系是擺在我們面前的難題。從需求側來看，南疆四地州農牧民的冬季傳統取暖方式低效、污染大，薪柴取暖來源單一且破壞生態環境；從供給側來看，南疆四地州煤炭資源普遍稀缺，而太陽能資源卻十分豐富。因此，在地域廣袤、光照長、降水少的南疆四地州，利用好國家已實施的南疆天然氣利民工程的同時，參照中廣核新能源德令哈50 MW太陽能熱發電項目的模式，選擇缺煤富光的和田地區作為槽式太陽能熱發電站的試點地區，利用國家支持南疆清潔取暖和“煤改電”工程的有利時機，積極向國家能源局爭取示范項目名額和項目資本金。

在哈密、吐魯番等東疆地區，可在哈密建設塔式熔鹽太陽能熱發電示范項目的基礎上，借鑒中控德令哈10 MW塔式熔鹽太陽能熱發電項目的經驗，再建設一批類似項目，充分利用好當地豐富的光照資源。

4.2 政策引導、試點先行

放開市場準入，充分調動企業的積極性，自治區價格主管部門應出臺差別化電價，以引導社會資本投向太陽能熱發電新領域，支持有實力、有信譽的民營企業進入[2]。綜合考慮南疆能源資源稟賦、冬季平均氣溫范圍，結合新疆清潔能源尤其是太陽能的發展現狀，采用電采暖形式，需實施“煤改電”工程；鼓勵企業開發適合南疆實際的包括儲能儲熱、空氣源地源熱泵在內的清潔供暖技術和設備。

按照50%國家補助資金用于南疆主網架和配電網建設，做好規劃，改造、補強農村電網，確保輸送能力與太陽能發電相匹配[3]。

4.3 跟蹤學習、總結推廣

中廣核新能源德令哈50 MW太陽能熱發電項目是國內首個大型商業化槽式太陽能熱發電站，截至2018年12月底僅運行180天，諸多經驗尚在積累中，需要跟蹤學習；中控德令哈塔式太陽能熱發電站已投運的僅為10 MW，規模較小，50 MW項目剛剛建設完成，正在試運行，其建設經驗也值得我們借鑒參考、總結提高。

5 結語

太陽能熱發電作為新的可再生能源利用形式，技術水平正在不斷提升，能源監管機構有必要早研究、早學習、早掌握、早規劃，提高監管水平，走在清潔能源新技術的前列。