真實數據告訴你為什么越來越多光伏人開始看光熱了
光伏產業網訊
發布日期：2018-08-29
核心提示：
政策的變化讓光伏產業人措手不及，今年531新政對國內光伏業影響巨大，國內光伏粗暴式增長的時代就要結束，低成本、平穩、高質量的發展將是未來光伏業的目標。
政策的變化讓光伏產業人措手不及，今年531新政對國內光伏業影響巨大，國內光伏粗暴式增長的時代就要結束，低成本、平穩、高質量的發展將是未來光伏業的目標。
在這種情況下，看不到光伏短期增長空間的一些產業人士開始轉為關注太陽能的另外一種利用形式——光熱發電。
和光伏發電相比，光熱的投資成本高很多，回收周期長，技術門檻高，系統復雜，涉及到的產業鏈環節更廣泛。但是在國內，光熱還屬于新興產業，上升潛力巨大，同樣也屬于國家大力支持的清潔能源產業。
另外一點不可比擬的優勢是，光熱發電的電力品質更高，電力輸出穩定，在未來有替代部分傳統火電站作為基荷或者調峰電站的潛力。而這點也是光伏和風電長久以來面臨的問題。
以太陽能發電市場較為成熟的西班牙為例，CSP Focus光略咨詢對該國近期光熱發電（CSP）和光伏發電（PV）的情況進行了對比和分析，這些真實的數據能夠清楚的揭示為什么越來越多光伏行業的人開始關注光熱發電。
傳統光熱發電大國---西班牙
在政府的電力補貼計劃支持下，從2008至2013年間，西班牙興建了2.3GW左右的光熱電站，約占當今全球光熱電站裝機量的一半，躍至全球第一。盡管后來由于國家財政緊縮，西班牙更改了光熱發電補貼的政策條款，導致近年再無新建光熱電站，但是已經投運的光熱電站表現十分穩定。
西班牙地區DNI資源情況
（來源：SolarGIS）
光伏方面，公開資料顯示，截至2016年底，西班牙光伏發電累計并網裝機量達到4674MW， 這個容量大約相當于西班牙發電總量的6.6%。
2018年8月西班牙光伏、光熱發電數據分析
地處伊比利亞半島，西班牙受地中海氣候影響，夏季炎熱干燥，光照資源豐富，DNI（法向直接輻射）值通常都在2000 kWh/m2/yr以上。每年夏季6~8月是光熱發電量最多的月份。同樣，光伏發電量在夏季光照充足的情況下也能達到峰值。
圖.2009-2017年西班牙光熱電站每月的發電量
（來源：Luis Crespo，Protermosolar，2018）
整理了8月最近一段時間（2018年8月14-21日）西班牙光伏和光熱發電的情況，這組數據對比能夠清楚的體現二者的區別和在電力系統中承擔的角色。
圖.2018年8月14-21日西班牙光伏和光熱發電情況對比
（來源：CSP Focus光略咨詢）
通過上圖可以很明顯的看出三點：
1. 在白天，光熱和光伏的發電都迅速爬升，在中午時分達到最高，隨后開始下降。
2. 由于光伏裝機量更多，在電力系統中占比要更多一些。
3. 在夜間，光伏發電的貢獻幾乎為零，而光熱發電部分機組能夠一直保證供電到凌晨4、5點左右。
我們以2018年8月14日光伏及光熱具體發電表現為例具體分析：
西班牙8月份日出時間大約在早晨7：30，日落時間大約在晚上9:00。圖中可以明顯看出：
在當天凌晨，光熱發電機組一直穩定維持在500+MW左右的出力，而光伏電站幾乎沒有貢獻任何發電量；
日出之后，光伏發電平穩上升，在下午兩點左右到達極值。而后幾乎以平穩的速率下降，在日落前再次歸零；
光熱發電在九點左右開始迅速爬升，一小時左右之后穩定保持在2000+ MW直到晚上九點左右（日落）；之后平緩下降，一小時之后穩定在600+MW。
光熱發電具有“穩定輸出”、“夜間持續發電”特性
通過數據對比，很明顯能夠發現，光熱發電相比光伏發電最大的兩個特點一是穩定，二是夜間持續的發電能力。
在白天用電高峰期，光熱發電通過約一個小時左右的啟動準備后即可保證穩定的輸出，直到日落。而光伏的發電則與光照強度基本呈正相關，二者的發電特點完全不同。
西班牙有18個光熱電站帶儲能系統，共870MW，日落后，這些機組通過降低出力（約30%）來維持西班牙夜間的部分電力需求。在2018年8月14號的發電情況圖中，也能清楚看到夜間光熱機組發電穩定維持在600+MW。
從2009年以來，隨著投運的光熱電站越來越多，加上運維管理的優化，發電量不斷攀升。目前光熱發電已經占到西班牙夏季發電量的8%，表現十分穩定。
光伏+蓄電池組 V.S. 光熱+儲熱？
如果為了保證光伏在夜間也能夠和光熱電站一樣發電，配上蓄電池儲能系統是否可行呢？
答案是：理論上是可行的，但是經濟性方面遠不如帶儲熱系統的光熱電站。
根據美國可再生能源實驗室的研究（NREL），2015年，一個配上蓄電池組（10年左右壽命）的光伏電站度電成本約在15~22美分/kWh左右，配置15年左右壽命的蓄電池組的光伏電站度電成本則要低一美分左右，而6小時儲熱能力的光熱電站度電成本則在13美分/kWh左右，相差巨大。
另外考慮到蓄電池組的損耗、壽命和更換的投入，用蓄電池組+光伏電站來保證全天發電在經濟層面還面臨比較大的困難。
由于二者各自的優勢互補，最近光伏+光熱的混合電站越來越受關注。摩洛哥NOOR Midelt項目，以色列Ashalim項目，南澳州Aurora項目都以光伏+光熱混合電站的形式來達到成本和發電的最佳配置。
通過上面的數據對比，也就不難理解為何越來越多光伏產業的人開始關注光熱行業了。相信隨著更多光伏人進入光熱行業，公眾對光熱的認識度將會上一個臺階，光伏和光熱的結合也會利于兩者更進一步發展，未來太陽能發展的空間將會更加廣闊。