摘要：国家能源局公布首批太阳能热发电示范项目已近一年，但项目实施进度未能达到预期目标，作者从示范项目实施的进展情况，以及国外两座塔式太阳能热发电电站的发电和达产情况，简要分析了塔式太阳能热发电示范项目进展缓慢的原因。
关键词：塔式；太阳能；电站；进度
随着世界经济的高速发展，煤炭、石油、天然气等一次性传统能源消耗严重，可供开发利用的一次性常规能源储备已经非常有限，导致了全球能源需求和能源供给的矛盾日益突出，另外也导致了生态环境的不断恶化，进而严重威胁到人类社会的可持续发展。为解决目前所面临的能源危机，发展可再生能源成为未来全球及我们国家主要能源来源，随着可再生能源在能源结构中的比重不断提高，可再生能源并网量不断提升。而与传统的化石能源发电相比，以风能、太阳能光伏为基础的可再生能源发电依赖于自然条件，具有波动性和间歇性的特点，大规模纳入会对电网的安全稳定带来很大的冲击，因此导致风电和光伏并网与消纳难，弃风、弃光严重。因此，太阳能热发电的商业化开发和利用作为未来替代能源重要的发展方向而加以推动，太阳能热发电产业得到了极大的发展。
为推动我国太阳能热发电技术产业化发展，2015年9月23日，国家能源局发布了“关于组织太阳能热发电示范项目建设的通知”，全国共有109个项目申报了示范，总装机约883.2万千瓦。经过层层审核，国家能源局于2016年9月14日下发通知，确定了首批20个太阳能热发电示范项目，总计总装机容量为134.9万千瓦，分别分布在青海、甘肃、河北、内蒙古和新疆。其中塔式水工质项目3个，塔式熔盐工质项目6个，塔式熔盐电站是太阳能热发电发展的主流方向。
国家能源局公布首批光热发电示范项目已近一年的时间，但根据8月份国家能源局组织进行的示范项目进展调研结果来看，首批示范项目进展情况并未达到国家能源局的预期目标。调研结果显示，中广核德令哈50MW槽式电站于2014年8月1日开工建设，招标工作已全部完成，已完成投资57%；中控太阳能德令哈50MW塔式电站于2016年10月开工建设，已完成招标工作的60%，已完成投资12%；首航节能敦煌100MW塔式电站于2016年11月19日开建，汽轮机、发电机招标已经完成，主变、备变等已定标，已完成投资30%。以上三个项目为首批示范项目中已取得实质进展的项目，但由于光热项目调试工作的复杂性，2018年底前能否按时投产发电，取得标杆上网电价仍存在不确定性。
另外有六个项目取得了明显的阶段性成果，包括金钒阿克塞50MW槽式电站、兰州大成敦煌50MW菲涅尔电站、玉门鑫能50MW二次反射塔式电站、中核龙腾乌拉特中旗100MW槽式电站、张家口华强兆阳50MW类菲涅尔电站、中海阳玉门50MW槽式均已开展场平工作，进入了开工准备阶段。除上述9个项目外，其余11个项目均已完成备案，正在开展招标工作和相关手续办理等工作。
按照目前的推进进度，首批太阳能热发电示范项目能够按照国家能源局要求的时间节点按期完成的屈指可数，塔式太阳能热发电项目除中控太阳能德令哈50MW塔式电站和首航节能敦煌100MW塔式电站有望按期完成外，其余的均不能按期完成，其主要原因如下：
1、土地问题。土地问题是塔式太阳能热发电项目开发的一个核心关键性因素，由于其采热技术的特殊性，对地形的要求较高，集热系统占地面积较大，仅百兆的电站占地约6～8平方公里，相当于同等装机规模太阳能光伏电站占地的两倍。且存在因土地性质问题迫使场址变更、租用时间、草原占用问题的协调办理时间长，林业与国土部门的对接不畅等问题；加之项目土地投资费用过高，项目厂址选定后需要交纳除征地补偿外的草原植被恢复费、耕地占用费、社会统筹养老费等一系列的政府性收费项目，增加了示范项目投资额度。国家能源局虽多次在相关文件中提到，要求各项目选址地的地方政府出台相应的扶持或减免政策，以促进项目的尽快落地实施，但至今未出台相应的政策。据了解20个首批示范项目里至少有5个项目因为土地因素没有办法顺利实施。
2、技术风险。国外光热电站发展较早，已建成投运的光热电站也较多，但光热电站投运后的运行情况却不容乐观，国外典型的塔式光热电站星月沙丘及艾万帕电站在运行过程也因电站事故、环保要求、聚光集热系统控制较难等因素存在电站性能提升期较长、发电量达不到设计值的情况。
申报示范项目时，美国艾万帕项目投产一年多，星月沙丘项目还未投运。根据这几年的数据看，实际发电量都未达到设计值，而且差距较大，且都出现过不同的事故，而西班牙Gemasolar电站熔盐罐也出现事故。而投资方或运营方以及技术提供商均不说明到底是什么原因导致的事故发生，也从来不说光热电站存在什么问题，使得新的投资方对技术的成熟度更加担心，而美国NREL报告中也表示光热电站未在美国大规模建设的原因还是由于技术成熟度和投资过高的原因。就塔式太阳能热发电技术来说，发电量达不到设计值的客观原因主要是多云天气的影响、风沙对镜面清洁度的影响、高寒天气对保温的要求高、预热启动时间较长以及聚光集热系统控制难等因素。
寒冷气候下的熔盐管路保温也是发电量达不到设计值的主要原因，由于熔盐管路温度较高，且熔盐凝固点高达300℃，寒冷气候下的管道保温及启动前的管道预热也会导致厂用电高、系统启动时间长，从而导致发电量的降低。
影响塔式光热电站实际发电量的主观因素，第一是没有经验导致设计值偏乐观，国外几个电站经过几年运营之后都对设计值进行了下调。第二是考虑因素不全导致弃光率设计偏低，导致实际发电量达不到设计值。第三是设备的故障多，停运保养和检修时间长，运营维护技术不足。
以艾万帕、星月沙丘官方公布的发电量来看，塔式光热电站虽需较长的性能提升期，但是其投产以来的发电量仍不容乐观。
从月度发电量看，总体发电量有所上升，但个别月份发电量提升空间较小或存在负增长情况，整体性能提升情况不明显。
星月沙丘电站于2015年11月投运，2016年10月因熔盐罐泄露停机，2017年7月恢复发电，2016年发电量达设率为为25%，2017年为4%（仅7月、8月运行），根据2016年7-9月三个月反推年发电量达成率为67.47%。最好的三个月发电量达成率约为67%。
西班牙Gemasolar熔盐电站于2011年5月试运行，2011年10月正式投运。2016年底，熔盐储罐基础及罐底损坏导致长时间停运维修。2011年10月至2014年7月累计发电200GWh，其中因故障检修停运2个月实际发电32个月，平均年发电量约75GWh；原预期发电量110GWh（含15%的天然气补燃），发电量达成率68.2%；最新公布预期发电量80GWh（不使用天然气），发电量达成率93.8%。
光热电站发电量达设问题是阻碍光热电站建设的主要问题之一，当前行业内认为的2年至4年的性能提升期与实际情况不符，且国际上现已投运的光热电站也均未达到设计值。
3、材料涨价。今年以来，光热电站采用的主要材料价格普遍上涨。反射镜的玻璃原片价格涨幅约20%，原片占反射镜总成本的1/4-1/3；熔盐每吨的价格上涨至约7000元，涨幅106%；支架所用的钢材上涨350余元，涨幅超过10%，集热管制造中所用的钢材涨幅约20%。除了国内大宗原材料普遍涨价因素外，因为要求首批示范项目于2018年12月31日前投产，供货商的集中采购很大程度上提高了光热主要材料的市场价格。这一轮材料涨价将导致光热示范项目造价较大幅度升高，影响项目收益。
4、电量消纳。由于光照度和土地的原因，塔式太阳能热发电大多选址在地域偏僻地区，受地域区域限制，都属于经济欠发达地区，当地电网负荷消纳能力很弱，外送通道截面不够，在当前全国电力富余的形势下，项目建成发电后上网电量无法保证，电量消纳困难。
除上述问题以外，太阳能热发电示范项目还面临着环保水保对光热项目火灾、防腐技术的要求；电网接入系统办理流程及要求，部分地方政府在办理各项前期手续的过程中，缺乏对光热项目的了解，致使各项专题工作的办理周期较长，融资困难等诸多问题。
结束语：为使首批太阳能热发电示范项目尽快实施，建议尽快形成政府、行业、开发商之间的互通联动机制，及时协调处理示范项目实施过程中出现的困难，推进示范项目开发进程，以示范项目为契机，持续总结项目建设中的经验，完善技术和标准，逐步推进我国太阳能发电行业规模化、产业化长远发展，为我国的能源转型，可再生能源的健康发展探明方向。
参考文献：
[1]孙锐.《能源生产和消费革命战略》为我国光热发电产业创造了巨大的发展空间.2017.06
[2]金建祥 浙江中控10MW塔式电站熔盐系统一年运行经验分享.2017.06.
[3]美国能源信息署网站.
论文作者:周才正,李生云,洛桑
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
标签：电站论文; 光热论文; 发电量论文; 项目论文; 太阳能论文; 能源论文; 首批论文; 《电力设备》2017年第31期论文;