论剑翘楚集结,太阳能热发电和储能技术研讨会召开

时间:2020-09-25 10:08来源:国家光热联盟
  9月21日,在2020中国可再生能源学术大会期间,由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟和中关村华电能源电力产业联盟支持,中国可再生能源学会太阳能热发电专委会和储能专委会共同组织的“太阳能热发电和储能技术专题分会”在云南昆明成功召开。数十位权威专家与参会者一道,共同探讨了太阳能热发电和储能领域的最新技术及科技成果,为推动绿色能源高质量发展提供强有力的支撑。
图:研讨会现场
  研讨议题,问鼎太阳能热发电和储能技术与产业发展大方向
  研讨会汇聚了16个主题报告。其中,电力规划设计总院高级顾问孙锐的《发展聚光储热发电,促进我国能源转型》,中国电力科学研究院新能源研究中心主任王伟胜的《太阳能热发电在多能互补系统中的作用》,中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司光热所所长段杨龙的《太阳能热发电与大型多能互补基地建设》,清华大学电机系副教授张宁的《高比例可再生能源电力系统中光热发电规划与运行》,浙江中控太阳能技术有限公司副总工程师宓霄凌的《带储能的太阳能热发电站作为调峰电站的思考》等报告内容则侧重研讨带储热系统的太阳能热发电在能源系统中的作用和发展路径。
  青海大学副校长梅生伟的《储能与高原太阳能生态圈》,华北电力大学能源与动力学院院长杜小泽的《储热材料设计与性能调控》,国家电投集团科学技术研究院有限公司储能所主任张国强的《储能,放大能源之所能》,北方工业大学教授李建林的《新基建下储能技术发展趋势》,北京工业大学教授鹿院卫的《单罐熔盐蓄放热技术及其在分布式太阳能多能互补系统中的应用》,浙能集团电化学首席科学家马福元的《新能源与储能应用模式及发展趋势》,国网河南电科院电网中心副主任饶宇飞的《电化学储能在河南电网的运行和调控实践》等报告以储能为侧重点。
  此外,中国科学院大学王志峰教授的《非跟踪型太阳能聚光器的基本原理》,东南大学能源与环境学院助理研究员王法泽的《一体式光热吸储单元设计及应用研究》,华北电力大学特聘教授武英的《储氢技术及固态储氢材料的应用》,昆明理工大学副教授李雪的《钛基材料在储能及环保中的应用研究》等内容则以前沿研究及变革性技术为侧重点。
  储能与高原太阳能生态圈
青海大学梅生伟副校长
  梅生伟副校长介绍,作为“中华水塔”、三江共源,青海省生态地位特殊,省域辽阔,太阳能和天然盐湖资源丰富,在深入贯彻“筑牢生态线、坚持绿色发展”国家战略的当下,发展壮大生态友好型绿色产业正当其时。基于阳光、空气和盐湖,青海大学积极在青海地区建设高原太阳能生态圈,充分利用光热复合压缩空气储能技术、高原热气流发电技术、太阳能盐池供热及发电技术、基于太阳能的人居生态环境技术等。实现多学科交叉及创新,打造国家级太阳能生态科研基地;创新分布式供能技术,解决牧民人居环境问题;创新生态示范效应,打造科技旅游基地;发展绿色盐湖化工、荒漠生态涵养、高原特色生态农业等产业、促进黄河生态经济带发展。
  发展好利用好带储能的太阳能热发电,为能源转型和电力发展增添动能
电力规划设计总院高级顾问孙锐
  一直在为我国太阳能热发电事业鼓与呼的全国工程设计大师孙锐,根据我国能源转型目标和电力发展趋势,分析光热发电的技术优势和在我国的发展前景,并对光热发电面临的体制性因素分享他的思考和解决方案。他认为,要实现我国能源发展战略目标,“十四五”期间,可再生能源装机比重会进一步提高,由于其间歇性特征,需要配套储能电站承担电力保障,电力系统对储能电站容量的需求也将随之增加。光热发电集发电与储能为一体,出力稳定、可靠,调节性能优异,是可以提供可靠电力并具有灵活调节特性的可再生能源发电方式,是实现我国能源转型目标不可或缺的重要技术手段。我国经过10余年的技术开发,已经掌握了光热发电的核心技术,形成了完整的产业链,开发了一系列具有自主知识产权的技术和专用设备。在国家第一批光热发电示范项目中,设备、材料国产化率超过90%,技术及装备的可靠性和先进性在电站投运后得到有效验证。“十三五”期间,我国光热发电的核心技术和设备已成功走向国际市场,为实施“一带一路”倡议开拓了新的领域,有力地推动了国际光热发电成本的下降。尤其是在希腊MINOS 50兆瓦熔盐塔式光热发电项目中,成功以“技术+设备+工程”模式走向国际市场。“十四五”期间,保持我国一定的光热发电新增装机规模,不仅可以显著提升“西电东送”的可再生能源比重,还可以促进其边际成本的下降,推动传统煤电装备制造业转型升级,提高我国机电装备的国际市场占有率。但产业尚处于初期发展阶段,还不具备参与市场竞争的能力,电价补贴仍然是产业发展的基石。因此,他再次呼吁,在新兴战略产业发展的初期阶段,为使刚刚建立起的光热发电产业链不断掉,对我国的能源转型造成极其不利的影响,政府给予一定的财税政策支持是国内外政府的普遍的做法。当然,如何建立科学、民主的财政补贴的决策机制,值得认真地研究。
中国电力科学研究院新能源研究中心王伟胜主任
  王伟胜主任以青海海西州多能互补集成优化示范工程为例,用翔实的数据分析电力系统级多能互补、新能源场站级多能互补的优势。他通过优化目标及边界条件的算例分析认为,光热发电与风电、光伏发电相比,具有更好的调节能力。同时,利用光热的可调节性以及风电的广域互补性,可以实现新能源与负荷优化匹配,减少系统调峰压力,提升新能源消纳。他提出风/光资源广域特性研究、储能等调节电源的投资效益优化等是多能互补系统中需要重点考虑的问题。
中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司光热所段杨龙所长
  “由于储热环节的存在,光热具有电力调度自由,出力特性平滑等优点。储热是太阳能热发电技术核心优势。”光热所所长段杨龙表示。中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司通过总承包建设中电建青海共和50MW光热发电示范项目,实现了聚光、储热、发电等子系统的集成和耦合,完成并网发电。同时,发挥光热发电储能优势,结合区域内光伏、风电等清洁能源,辅以抽水蓄能电站,推进以光热发电作为支撑电源的多能互补集成优化示范工程建设,从而在太阳能热发电以及与其为基础的多能源互补应用中取得了一定的数据积累。因此,他认为未来进一步通过与5G,物联网,人工智能,数据挖掘,物理信息系统等技术的融合,太阳能光热的发展必将更加光明。
清华大学电机系张宁副教授
  “光热发电现阶段目前处于发展起步期,成本昂贵;预计到2030年将会大规模并网,初具竞争力;到2050年则将接近基荷电源成本,承担基荷;未来在高比例甚至100%可再生能源的能耗结构,光热发电将成为电力支撑。”张宁副教授通过分析光热发电在不同可再生能源并网比例情景中的价值而得出的结论。他认为,我国可再生能源已达相当规模,并将继续高速增长;但高比例可再生能源并网带来了系统在稳定控制、运行、规划等不同时间尺度将面临多重挑战,而解决方案则需要根据不同比例下,针对不同问题,有相应的解决措施,每一种解决措施都不是“包打天下的”,需要不同措施之间的协同,不同措施也有不同的成本。光热发电技术提供了高性价比的储热利用方式,提供了“以灵活可再生能源消纳间歇性新能源”的技术路线,发展前景光明。
浙江中控太阳能技术有限公司宓霄凌副总工程师
  “未来太阳能发电站成本电价可与燃煤电站的电价相当,具备取代部分煤电的能力,具有广阔的应用前景和成长空间。”宓霄凌副总工程师认为,太阳能热发电是一种稳定可调的清洁能源,对新能源产业、电网、环境、社会以及国家战略均具有很高的价值,其认可度随着时间推移会逐步提高,特别要充分发挥其储能优势。对于光热发电的发展方向,他认为,应采用光热+光伏/风电多能互补模式,以大规模廉价储能优势寻找市场机会。以电力系统市场化改革为契机,通过技术进步和规模化发展,勇敢面对无补贴时代的到来。
  发展储能是能源生产和消费革命的必然要求
  国家发改委《关于开展“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”的指导意见》提出,通过优先利用清洁能源资源、充分发挥水电和煤电调节性能、适度配置储能设施、调动需求侧灵活响应积极性,统筹各类资源的协调开发、科学配置,实现源网荷储统筹协调发展,清洁电力大规模消纳、提高清洁能源利用率、提升电源开发综合效益。
华北电力大学能源与动力学院杜小泽院长
  作为储能技术中已经被广泛应用且商业化成本较低的储热技术,将在越来越多的能源生产与应用领域起到关键作用,储热材料作为储热技术的核心已被广泛应用于可再生能源产业。“储热技术研发目标是降低成本、提高储热密度。而未来研发重点方向有PCM储热、单罐、热化学储热等,研究关键则要在材料性能突破,在新材料、新结构、新系统进行科技创新。”杜小泽院长在报告中介绍了华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验团队在储热材料设计与性能调控方面的进展。
国家电投集团科学技术研究院有限公司储能所张国强主任
  张国强主任表示,规模化、数字化、技术创新、商业模式创新是储能发展总体趋势。他介绍了走在科研领域前沿的国家电力投资集团有限公司中央研究院(国家太阳能光热联盟副理事长单位)目前拥有的六大储能技术——铬液流电池储能系、布水器、熔盐储热技术、超高温铁铬铝电热丝、相变盐,高效地热能技术,及正在研发的一款基于热力循环原理的新型储能系统,能够实现极低的成本和最高的储能密度。
北方工业大学李建林教授
  在“新基建”下储能技术要如何融合发展趋势也是目前储能产业一大命题。李建林教授表示,“新基建”作为经济下行大背景下的逆周期调节、平滑经济波动的有效手段,必将步入快速发展的轨道。储能技术可广泛应用于融合新能源、城市应急供电、5G 基站后备电源以及边防哨所、军民融合等诸多方面,是新基建不可或缺的重要保障。
浙能集团电化学马福元首席科学家
  马福元先生结合“新能源+储能”现状,对新能源与储能应用模式、应用场景及发展趋势进行了分析。储能结合其他可再生能源将成为热点,通过储能与各种资源的优化配置,满足不同的市场需求,最大化发挥价值。但在新能源成本还较高,而储能本身还很难盈利的情况下,新能源+储能的成本增加由谁来承担,成为了摆在新能源+储能面前必须解决的现实问题。他提出“谁受益,谁买单”将是最终的解决方案。
国网河南电科院电网中心饶宇飞副主任
  饶宇飞副主任介绍了河南电网侧百兆瓦电池储能工程,通过“分散布局、聚合控制”,突破了电化学储能电站群在电网中应用的关键技术瓶颈,研制成功世界首套集群式电化学储能电站调度控制系统,率先实现了百兆瓦级分布式储能电站的工程示范应用。该案例的成功实施对于解决河南省特高压直流大容量馈入导致的电网运行灵活性下降,以及新能源大规模并网导致的新能源消纳问题具有重要意义。
北京工业大学鹿院卫教授
  鹿院卫教授说,用于可再生能源消纳的多能互补的综合能源利用系统必将是发展的趋势。熔盐单罐储热系统具有系统简单、成本低的优势,易于与多能互补的综合能源利用系统相耦合。她的报告介绍了北京工业大学熔盐传热蓄热研究进展,熔盐单罐蓄热供暖系统提出与设计,熔盐单罐供暖系统设计优化与调控及单罐熔盐蓄放热技术在多能互补系统中的应用。
  前沿和变革性技术,推动成本下降和产业发展
中国科学院大学王志峰教授
  太阳能聚光器是热发电关键部件,玻璃二次精准加工抛物面聚光器,加工难度大成本高,需要高精度跟踪太阳,成本占系统50%以上,也成为制约了高效低成本太阳能光热发电产业的发展的一道拦路虎。因此,面向低成本太阳能聚光发电,发展无机械运动装置的反射式平面超表面太阳能线性聚光器是产业发展的必要。中国科学院电工研究所研究员王志峰博士在《非跟踪型太阳能聚光器的基本原理》报告中介绍了这种“无曲率,不跟踪”的超材料反射聚光器的“太阳辐射聚集从利用光的粒子特性到光的波动特性”变革性科学问题。
东南大学能源与环境学院王法泽助理研究员
  王法泽助理研究员进行了一体式光热吸储单元设计及应用研究报告。他认为,配备有回热装置的IRS系统可以有效加强气固间换热效果,通过两种建模计算方法,初步论证了新设计在下射式太阳能热发电系统中的应用潜力。
华北电力大学特聘教授武英
  武英教授分享了前沿的储氢技术,他表示,对于金属氢化物储氢材料来讲,其单位体积储氢密度是相同温度、压力条件下气态氢的1000 倍左右,而且氢是以原子的形式储存在材料中,吸放氢过程受热效应和速度所限制,具有高度的安全性,因此被认为是最具发展前景的一种储氢方式。
昆明理工大学李雪副教授
  李雪副教授就钛基材料在储能及环保中的应用研究进行了介绍。她针对我国在废残钛资源综合回收再利用技术方面与国外先进水平差距较大、回收利用率低、资源浪费严重等共性问题,开发出一套含钛废酸直接制备水处理絮凝剂新技术,并建立配套的絮凝剂快速评价体系,满足国家及地区钛行业发展的需求,同时为絮凝剂的快速应用提供技术保障。
  开放交流创造价值,共享融合赢得未来
  研讨会通过前沿科研、技术研究、示范应用等多层次、不同角度的报告和交流,对太阳能热发电和储能技术在多能互补系统、能源体系中的地位和作用进行了深入探讨。内容丰富、数据翔实、典型案例分析到位,激发了与会者的积极讨论以及对于太阳能热发电和储能技术发展方向的思考。在这个可再生能源行业发展的“转折期”,我们更应该对太阳能热发电等可再生能源发展道路充满自信,以前瞻性的产业布局构建多元化的盈利模式,开启未来能源世界。为发展赋能,推动我国可再生能源高质量转型发展的新路上乘风破浪、行稳致远。
  来自北京工业大学、北方工业大学、长沙理工大学、电力规划设计总院、东南大学、华北电力大学、国家电投集团科学技术研究院有限公司、国网河南电科院、合肥工业大学、清华大学、青海大学、内蒙古工业大学、上海交通大学、上海电力大学、山东大学、天津大学昆明理工大学、西安交通大学、云南师范大学、云南绿米巴新能源股份有限公司,中国电力科学研究院、中国科学院大学、中国科学院电工研究所、中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司、中国科学院上海应用物理研究所、浙江中控太阳能技术有限公司、浙江大学,浙江久立特材科技股份有限公司—英国利兹大学、浙能集团,以及国家太阳能光热产业技术创新战略联盟和中关村华电能源电力产业联盟秘书处等单位代表60余人参加了研讨会。

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