“光伏”VS“光熱”,一字之差大不同!
2025年10月16日上午,
青海億儲格爾木 350 兆瓦塔式光熱發電項目
在青海省格爾木市烏圖美仁光伏光熱園區舉行開工儀式,
預示着格爾木這片廣袤的戈壁灘上,
即將矗立起三座高達230米的
“能量光塔”——吸熱塔,
其周圍環繞逾萬面定日鏡
將如向日葵般追隨着太陽,
將萬束光芒精準反射至塔頂,
加熱熔鹽並驅動發電系統,
每年可產生約9.6億千瓦時清潔電量,
滿足20萬戶家庭全年用電。
青海億儲格爾木 350 兆瓦塔式光熱發電項目
這座創下全球單體規模最大、
鏡場反射面積最大、儲能規模最大、
年設計發電量最高“四最”紀錄的“追光巨構”,
採用創新性的
“三塔+三鏡場+分佈式儲能”佈置方案,
通過 “分散集熱、集中發電” 的核心邏輯,
破解了傳統單塔光熱電站規模化發展的成本效率瓶頸,
集中體現了光熱發電憑藉其長時儲能、
靈活調節的獨特優勢,
正在成長爲我國新型電力系統中
不可或缺的角色。
光熱發電賦能國家能源戰略
與公衆更爲熟悉的光伏發電相比,
光熱發電
(Concentrated Solar Power, CSP)
卻略顯 “低調”。
但它作爲清潔低碳、
穩定可控的新能源技術,
精準契合國家 “雙碳” 目標
與能源安全戰略需求,
是我國培育能源領域
新質生產力的核心抓手之一。
光伏發電是以“光—電”直接轉換爲核心,
利用半導體材料的光生伏打效應
吸收太陽光後
將其直接轉化爲電能,
電能的變化與太陽輻射的變化密切相關,
存在間歇性、波動性和不穩定性。
而光熱發電雖同爲“逐日而行”,
但採用更具韌性的“光—熱—電”轉化路線。
首先利用反射鏡,
將分散的太陽光(光能)
反射聚焦到集熱器上,
轉化爲高溫熱能;
熱能通過熔鹽等傳熱儲熱介質
被送入絕熱儲熱罐內“儲存”;
當電網需要電能時,
再通過成熟的熱電循環系統
將熱能轉化爲電能。
即使在無光的夜間或陰雨天,
光熱發電系統仍能持續供電,
實現了將不穩定的太陽能高效轉化爲
穩定可調度的電能的目標。
塔拉灘共和一期、二期,國能共和三個項目同框圖
光熱發電是電網友好型電源,
兼具儲能和調峯的雙重功能。
容易配置大容量、低成本、
高安全的儲熱系統
是光熱發電的核心優勢。
例如:青海億儲350MW格爾木光熱項目配備的儲熱系統,
能支撐電站在無陽光情況下
持續滿負荷發電14小時。
這種規模是當前絕大多數電化學儲能等
難以企及的。
在電網頻率安全方面,
光熱發電具有旋轉慣量,
且調頻性能優良,
可確保交流電網頻率穩定性。
在電壓安全方面,
光熱發電可爲系統提供短路容量,
具備電壓支撐能力,
從而有效抑制新能源暫態過電壓。
在功角穩定方面,
光熱發電作爲同步發電機電源,
可提高交流電網功角穩定性。
其同時具有新能源、儲能
和同步發電機的優點,
在調峯調頻能力、電壓支撐能力等
多個方面具有明顯優勢,
有助於實現不同時間尺度電力電量雙平衡,
可以作爲未來新型電力系統的關鍵支撐之一。
此外,
通過配置大規模長時間的熔鹽儲罐
儲存數千甚至上萬兆瓦時的熱能,
實現電力系統“削峯填谷”的同時
也使其成爲工業、交通等
其它領域減碳的關鍵支撐力量。
高溫熱能替代煤炭、天然氣燃燒產生的熱量
或直接提供工業所需高溫蒸汽,
從源頭減少碳排放,
且能避免化石能源燃燒帶來的粉塵、硫化物等污染物排放。
也是未來新型能源體系的重要支撐之一。
從探索到突破:
中央企業引領的光熱發電發展歷程
我國光熱發電產業的每一步前行,
都離不開中央企業的“探路”與“攻堅”。
在2010—2016年的早期探索時期,
中央企業以“小容量、多路線”試驗
爲主率先開啓技術攻關,
2012年,中國能建參與常規島設計的
亞洲首座兆瓦級塔式光熱發電項目
——中國科學院電工研究所八達嶺太陽能熱發電實驗電站併網發電,
使我國成爲
全球第四個掌握光熱發電技術的國家;
同年,
中國華能在海南三亞建成1.5MWth菲涅爾式光熱示範項目,
成爲國內首個太陽能熱發電
與天然氣聯合循環系統,
2015年同時完成三元熔融鹽儲熱系統測試,
驗證了儲熱技術的可行性。
青海德令哈20萬千瓦光熱項目(全國儲能配比率最高的光熱儲多能互補項目)
隨着國家首批光熱示範項目啓動,
中央企業開始推動技術
從“實驗室”走向“工程化”,
光熱發電進入商業示範期。
2018年,
中國電建承建的
摩洛哥努奧三期150MW 塔式光熱電站投運,
這座當時世界最高光熱集熱塔(混合式結構)項目,
爲國內技術落地提供了海外經驗。
2019年,
中國電建自主投資、設計、建設、運行的
青海共和50MW熔鹽塔式光熱發電項目併網,
成爲首批示範項目中的標杆之一。
位於青海共和光伏園區,建設中的熔鹽塔式光熱電站
2020年,
中國電建承建的
世界首座商業化熔鹽線性菲涅爾式光熱電站
——敦煌大成50MW項目、
中國首個開工建設的大型商業化塔式光熱電站
——中廣核德令哈50MW導熱油槽式光熱電站的投運,
填補了兩種技術路線商業化應用的空白。
同期,
中國能建投資建設的
中電哈密5萬千瓦熔鹽塔式項目投運,
鏡場採用了獨特的五邊形定日鏡,
配置13小時儲熱系統,
可實現晝夜連續發電。
2021年至今,
在“風光熱一體化”政策導向下,
各中央企業開啓光熱規模化佈局,
豐富光熱產業生態。
三峽能源青海青豫直流100MW光熱
國家能源集團聚焦青海、甘肅、西藏,
推進青豫直流二期100MW塔式項目、
敦煌70萬千瓦 “光熱+光伏+風電” 項目;
中國華能在西北、華北、
西南佈局600-650MW項目;
中國華電覆蓋五省區,
總規模950MW;
大唐集團在哈密
推進100MW“光熱+”項目,
聚焦西北資源富集區,
逐步形成區域開發優勢;
中國廣核集團則聚焦青海,
推進目前國內單塔裝機規模最大的
德令哈100萬千瓦光熱儲一體化項目
(一期20萬千瓦塔式光熱發電項目)建設;
國家電投通過合資參與光熱項目,
聚焦新能源外送場景下的調峯應用。
中國電建、中國能建兩大能源建設央企
表現尤爲亮眼。
中國電建參與17個光熱項目、
總裝機1590MW,
涵蓋吐魯番托克遜100MW、
若羌100MW 等多個在建項目;
中國能建在建投資項目達5個,
總裝機500MW,
同時承擔多個項目EPC任務,
玉門新奧、阿克塞匯東等項目陸續併網。
這些項目雖技術路線不同,
但均展現三大特徵:
一是服務國家戰略,
精準針對 “雙碳” 目標、
“西電東送”、西部大開發,
實現能源開發與生態保護、區域發展協同;
二是堅持自主可控,
從定日鏡算法到熔鹽儲熱技術,
構建自主知識產權體系,
提升鏡場、熔鹽泵等關鍵設備的國產化比例,
推動太陽能資源評估預測、
鏡場佈置及吸熱器設計運行等技術優化;
三是突破極端環境,
在青海戈壁灘、西藏高原等複雜場景落地,
拓展新能源開發邊界。
未來展望:光熱發電將迎“三大升級”
依託中央企業的持續投入,
我國光熱發電產業未來將向
“更高效、更廣泛、更協同”方向邁進:
(一)技術效率再升級:
高參數、智能化成主流
隨着中國華能超臨界二氧化碳光熱項目、
中國電建數字孿生運維技術落地,
光熱發電將向更高參數突破——
700℃級熔鹽儲熱、
超臨界CO₂發電技術有望落地,
推動熱電轉換效率提升;
AI 預測性維護、
數字孿生平臺將進一步普及,
可持續降低運維成本。
(二)應用場景再拓展:
從“發電”到“多元服務”
光熱發電將突破單一發電功能,
向工業供熱、綠氫製備、偏遠保供延伸:
中國華電騰格里項目
可探索爲煤化工提供清潔熱能;
西藏、青海等地的小型光熱項目,
將爲牧區、邊防提供穩定電力,
填補電網覆蓋空白。
此外,光熱發電還具備廣闊的全球應用潛力,
共建“一帶一路”國家中,
多國太陽能資源稟賦突出,
太陽能熱發電技術
將有力推動其電力系統綠色轉型,
未來有望成爲我國繼高鐵之後的
又一張“國家新名片”。
中國華電騰格里項目
(三)產業協同再深化:
國產化、規模化降成本
中央企業“技術共研+項目共建”模式
將持續推動產業鏈升級:
目前超白玻璃、熔鹽泵等設備
國產化率已大幅提升,
未來鎳基合金吸熱管等關鍵材料
有望進一步突破,
推動度電成本向
0.4元/千瓦時逼近(2035年目標);
350MW級項目將成主流,
像格爾木項目這樣的大容量電站規模化建設,
將進一步攤薄投資成本,
讓光熱發電在新型電力系統中發揮更大作用。
青海億儲格爾木 350 兆瓦塔式光熱發電項目
隨着技術進步、更多的標杆項目落地、
規模效應顯現以及其在電力系統中
不可替代的價值被愈發重視,
光熱發電正在從“技術選項”
升級爲“戰略必需”,
這個新型能源體系中的“陽光充電寶”,
不僅在戈壁荒漠中收集陽光,
更是在儲存能源安全的未來!
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撰稿丨小新N次方·中國電建西北院 劉靜雯 董清風 周治
責任編輯丨劉一鳴
校對丨李虹縈 張越越
執行主編丨劉海草 張灝然