這不是科幻電影，這是在建的玉門鑫能50MW二次反射熔鹽塔式電站的建設(shè)場(chǎng)景(下圖)，當(dāng)天，沙塵暴侵襲了該項(xiàng)目地。

這只是在中國西部建設(shè)光熱發(fā)電項(xiàng)目的一個(gè)縮影，囿于特殊的自然氣候環(huán)境，在中國開發(fā)光熱電站面臨著更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

除此之外，加之不同的輻照資源、不同的基礎(chǔ)設(shè)施條件，中國的光熱電站開發(fā)要確保成功，需要更適宜中國環(huán)境的解決方案。

DNI相較海外光熱市場(chǎng)偏低

從最基本的光資源角度看，根據(jù)國外文獻(xiàn)資料，定義DNI值在1800kWh/m²/yr以上的地區(qū)適宜建設(shè)太陽能熱發(fā)電站，1600kWh/m²/yr~1800kWh/m²/yr的地區(qū)可以建設(shè)太陽能熱發(fā)電站。

據(jù)CSPPLAZA《從DNI角度看二批光熱示范項(xiàng)目可能集中在哪些區(qū)域?》一文，中國目前正在開展示范項(xiàng)目開發(fā)的大部分地區(qū)的DNI值在1800kWh/m²/yr左右，相比傳統(tǒng)的西班牙和美國市場(chǎng)、以及南非及中東等多擁有2000kWh/m²/yr以上DNI值的國際新興光熱市場(chǎng)都較為遜色。

在DNI并不占優(yōu)的條件下，要實(shí)現(xiàn)同等發(fā)電量，往往意味著更高的投資額，更高的發(fā)電成本。

低溫、大風(fēng)與沙塵等惡劣氣候

多風(fēng)沙、揚(yáng)塵、冬季氣溫極低，晝夜溫差較大……，中國光熱電站開發(fā)的特殊氣候特點(diǎn)對(duì)電站建設(shè)和運(yùn)維提出了更高要求。

比如，風(fēng)載荷對(duì)聚光器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行有重要影響，大風(fēng)將直接影響系統(tǒng)效率和發(fā)電成本。沙塵除了影響太陽光的傳輸外還將直接影響聚光器表面的清潔度，直接導(dǎo)致聚光集熱效率的降低。

同時(shí)，對(duì)塔式電站的吸熱器管束的吸熱涂層產(chǎn)生磨損，降低吸熱效率，縮短涂層的壽命周期。

而環(huán)境溫度過低對(duì)聚光器的電子器件性能也有重要影響，大氣壓力對(duì)系統(tǒng)中的電子器件可靠性提出了更高要求，如在高原地區(qū)，過低的氣壓將直接影響施工和運(yùn)行人員的工作效率，對(duì)空冷機(jī)組的冷卻效率也有一定影響。

在項(xiàng)目前期可研中，應(yīng)充分論證上述因素對(duì)系統(tǒng)光照強(qiáng)度衰減及鏡面反射率降低的影響。在裝備選擇上，則要充分考慮風(fēng)沙、低溫對(duì)部分關(guān)鍵設(shè)備尤其是常年露天運(yùn)行的一些裝備和零部件的耐久性影響。

與海外光熱電站多建于低緯度地區(qū)不同，中國西北地區(qū)緯度相對(duì)更高，冬季氣溫低至零下二三十度。以首批示范項(xiàng)目為例，投運(yùn)時(shí)間與電價(jià)聯(lián)動(dòng)，在寒冷的氣候環(huán)境下?lián)尮て趲缀醭蔀樗许?xiàng)目方的必然選擇。

即便存在氣候上的不利因素，2017年仍有多個(gè)項(xiàng)目在冬季持續(xù)施工。冬施則必須有一定的冬施措施，詳見《光熱發(fā)電項(xiàng)目寒冬下堅(jiān)持施工務(wù)必注意這些問題》。

水資源決定須采用空冷方案

按照2015年國家能源局發(fā)布的《太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目技術(shù)規(guī)范(試行)》要求，缺水地區(qū)汽輪機(jī)組冷卻方式應(yīng)采用空冷方式，其他有條件地區(qū)可采用濕冷方式。對(duì)于水資源普遍比較缺乏的中國西北地區(qū)來說，大部分范項(xiàng)目只能采用空冷。

據(jù)美國能源部發(fā)布的研究數(shù)據(jù)，采用水冷技術(shù)，汽輪機(jī)的用水量一般為2.27~3.02立方米/MWh。采用空冷技術(shù)時(shí)，用水量大幅降低至約0.299立方米/MWh，但同時(shí)也將導(dǎo)致投資成本的上升以及發(fā)電量的減少，投資成本的上升比例約7~9%，發(fā)電量的減少約5%。

電力消納送出體系尚不健全

國家能源局在2016年下發(fā)的《關(guān)于建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的通知》要求，有關(guān)電網(wǎng)企業(yè)要配合做好示范項(xiàng)目配套電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，按照示范項(xiàng)目的計(jì)劃建設(shè)進(jìn)度，及時(shí)開展配套電網(wǎng)送出工程建設(shè)，并提前研究各示范項(xiàng)目投產(chǎn)后的并網(wǎng)運(yùn)行方案，確保示范項(xiàng)目發(fā)電量全額消納。

但現(xiàn)實(shí)情況是，排除可能的限電因素影響，中國西北地區(qū)就地消納和送出能力目前相對(duì)有限，這導(dǎo)致不少項(xiàng)目不得不自建送出線路。

利好的一面是，新能源的消納問題正在得到更高層面的解決。例如正在打造國家級(jí)新型綜合能源基地的新疆哈密正在積極推進(jìn)當(dāng)?shù)?ldquo;疆電外送”特高壓通道的建設(shè)，其計(jì)劃打造世界第一條、中國唯一條全速新能源通道，這將利于當(dāng)?shù)毓鉄岬刃履茉措娏ν馑汀?/p>