光熱燃氣ISCC聯(lián)合循環(huán)項目

　　

　　摩洛哥在2010年建成了AinBeniMathar這一世界上首個ISCC（IntegratedSolarCombinedCycle）光熱燃氣聯(lián)合循環(huán)電站，阿爾及利亞和埃及緊隨其后分別建成了一個ISCC電站，這三個ISCC電站也是世界上最早和最為知名的三大項目。下表列出了摩洛哥AinBeniMathar光熱ISCC聯(lián)合循環(huán)電站的基本信息。
 

　　
 

　　表：摩洛哥ISCC燃氣光熱聯(lián)合循環(huán)項目
 

　　
 

　　圖：AinBeniMatharISCC電站

　　

　　光熱燃油ISCC聯(lián)合循環(huán)項目

　　

　　目前，沙特和科威特等光熱市場即正在開發(fā)數(shù)個ISCC聯(lián)合循環(huán)電站。沙特目前正在開發(fā)50MW的Duba1項目（總裝機600MW）及50MW的WaadAlShamal項目（總裝機1390MW），目前，兩個項目均在建設中，預計2018年完成。Duba1是沙特第一個ISCC項目，也是沙特第一個將開建的商業(yè)化光熱發(fā)電項目。沙特的這兩個ISCC項目均為與燃油發(fā)電進行聯(lián)合循環(huán)，而非燃氣。
 

　　
 

　　表：沙特Duba1項目信息
 

　　
 

　　圖：在建的Duba1項目首次采用了終極槽大開口集熱器

　　

　　光熱煤電ISCC聯(lián)合循環(huán)項目

　　

　　2014年，我國首個光煤互補示范項目——大唐天威嘉峪關10MW光煤互補項目一期1.5MW項目完成與大唐803燃煤電廠熱力系統(tǒng)的連接工程建設，經過一個月左右的調試，實現(xiàn)聯(lián)合運行。該項目為大唐集團新能源股份有限公司承擔的國家863計劃項目“槽式太陽能熱與燃煤機組互補發(fā)電示范工程應用研究”重要組成部分，為我國首個槽式太陽能集熱場與燃煤機組互補運行電站。

　　

　　該示范項目位于甘肅嘉峪關大唐803燃煤電廠廠區(qū)，容量為1.5MWth，占地面積3.5萬平方米，采用槽式太陽能熱發(fā)電技術。在600米長的太陽能集熱場內，導熱油流經集熱管加熱至393℃，通過油水換熱器將高溫導熱油的熱量接入大唐八零三發(fā)電廠熱力系統(tǒng)。以光煤互補發(fā)電的方式，利用太陽能資源來補充發(fā)電，可有效減少原火電機組煤耗量，降低污染排放，實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。
 

　　
 

　　表：中國首個光煤互補示范項目信息
 

　　
 

　　圖：大唐天威嘉峪關10MW光煤互補項目實景

　　

　　海外市場方面，2016年11月4日，印度首個光熱燃煤混合發(fā)電項目開工，該項目采用菲涅爾太陽能集熱技術開發(fā)，預計將于2017年9月建成投運。印度能源環(huán)境公司Thermax和德國菲涅爾光熱發(fā)電技術公司FRENELL組成的聯(lián)合體中標該項目，其新建設的菲涅爾集熱系統(tǒng)的熱功率為15MWth，與其中一個210MW的水冷機組混合發(fā)電，每年為其蒸汽循環(huán)系統(tǒng)提供14GWh的熱能。

　　

　　除了和燃氣、燃油、煤電等傳統(tǒng)能源進行聯(lián)合循環(huán)發(fā)電外，光熱發(fā)電還可以生物質能、地熱能等可再生能源發(fā)電技術進行聯(lián)合發(fā)電。

　　

　　光熱生物質ISCC聯(lián)合循環(huán)項目

　　

　　2012年12月，全球第一個光熱發(fā)電生物質能混合發(fā)電站TermosolarBorges電站正式投運，開啟了光熱生物質聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目的先河。

　　

　　該項目投資1.53億歐元，于2011年3月底開工建設，建設期共20個月，總裝機58.5MW，其中生物質發(fā)電裝機36MW，太陽能熱發(fā)電裝機22.5MW，由槽式光熱鏡場和生物質能鍋爐兩大部分組成，在白天太陽光照較好的時候主要采用光熱發(fā)電，在晚間或太陽光照條件不佳的時候主要采用生物質能發(fā)電，采用這種互補發(fā)電的方式可實現(xiàn)24小時持續(xù)發(fā)電。
 

　　
 

　　表：西班牙TermosolarBorges項目信息
 

　　
 

　　圖：TermosolarBorges電站

　　

　　此后，意大利新能源項目開發(fā)商FalckRenewables于2014年5月宣布在意大利卡拉布利亞的Rende建成了意大利第一個光熱發(fā)電和生物質混合發(fā)電項目。該項目的生物質發(fā)電裝機為14MW，太陽能發(fā)電裝機為1MW。丹麥Aalborg公司在小城Brønderslev于2016年底建成一個裝機16.6MWth的光熱生物質聯(lián)合循環(huán)項目，但主要目的是為當?shù)剌斔统掷m(xù)穩(wěn)定的熱能。在中國市場，生物質發(fā)電領域領先公司武漢凱迪電力股份有限公司也在規(guī)劃建設生物質和光熱聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目。

　　

　　光熱地熱能ISCC聯(lián)合循環(huán)項目

　　

　　利用地熱能和光熱進行聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，不僅可以使焓值較低的地熱能轉變?yōu)殪手递^高的能源加以利用，提高機組的經濟性，又可以維持機組連續(xù)運行，避免了單一太陽能發(fā)電系統(tǒng)的缺點。

　　

　　光熱地熱聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術目前尚無太多實際案例。2016年3月29日，位于美國內華達州的全球首個地熱和光伏光熱兩種太陽能發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合運行的Stillwater混合電站投運。Stillwater地熱電站由兩個雙循環(huán)發(fā)電單元構成，光熱發(fā)電采用水工質槽式集熱技術，與原有的地熱發(fā)電系統(tǒng)共用相同的電力島。該混合電站將結合雙循環(huán)地熱發(fā)電的持續(xù)發(fā)電優(yōu)勢，光熱集熱場的熱量不直接發(fā)電，僅作為前端預熱熱源補充進入地熱發(fā)電系統(tǒng)。
 

　　
 

　　表：美國Stillwater混合電站項目信息
 

　　
 

　　圖：美國Stillwater混合電站

　　

　　理論上來看，任何一種CSP技術都可以用于開發(fā)ISCC電站，但到目前為止仍以最主流的槽式技術為主導。槽式技術在ISCC領域的應用以其技術成熟度、成本經濟性都要明顯優(yōu)于其它技術而占明顯優(yōu)勢。

　　

　　中東和北非市場（MENA）對ISCC技術看起來更為鐘情，其擁有全球最多的ISCC項目。MENA地區(qū)的石油天然氣、太陽能資源豐富，其大多數(shù)電站都采用燃油或燃氣發(fā)電技術，光熱與燃氣燃油發(fā)電進行聯(lián)合循環(huán)對MENA市場而言具有更大的經濟性和可行性。另外，ISCC電站相對于獨立的光熱電站而言可有效降低投資風險，大大增加了其可行性。

　　

　　回到中國市場，中國的傳統(tǒng)電站以煤電為主且多分布于負荷區(qū)，而這些地區(qū)的太陽能資源并不豐富且污染較為嚴重，利用光熱技術的經濟可行性較弱；在西北光熱資源較好的地區(qū)，要建設ISCC項目還面臨政策層面的問題，ISCC這種獨特的項目如何核定上網電價目前無章可循。截至目前，國內尚無在推進中的可執(zhí)行的商業(yè)化ISCC光熱聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目。