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                光熱發電和光伏發電的區別、優劣勢對比與發展前景

                發布時間:2017-12-05   來源:索比光伏網

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                  數年來,環境污染、氣候變暖和全球能源危機倍受關注,在此基礎上,太陽能光熱發電和光伏發電作為太陽能利用的主要方式,其發展前景也吸引到業界的廣大視線聚焦,自然地,也引發了對光熱發電和光伏發電的區別及孰優孰劣的研究探索。

                  光熱發電和光伏發電的區別

                  發電原理不同

                  光伏電站是利用太陽能電池板吸收太陽光中的可見光形成光電子,產生電流。

                  光熱發電利用熔鹽或者油等介質吸收太陽光中的熱能,使用汽輪機將其轉化為電能。

                  并網難易不同

                  光伏發電受日光照射強度影響較大,上網后給電網帶來較大壓力,其發電形式獨特,和傳統電廠合并難度大。

                  太陽能光熱發電系統可以通過增加儲熱單元或通過補燃或與常規火電聯合運行改善出力特性,輸出電力穩定,電力具有可調節性。就并網難易程度來看,光熱發電比常規的光伏發電更具有優勢。通過儲熱改善光熱發電出力特性(槽式和塔式光熱發電)。白天將多余熱量儲存,晚間再用儲存的熱量釋放發電,這樣可以實現光熱發電連續供電,保證電流穩定,避免了光伏發電與風力發電難以解決的入網調峰問題。

                  對環境的污染程度不同

                  光熱發電是清潔生產過程,基本采用物理手段進行光電能量轉換,對環境危害極小,太陽能光熱發電站全生命周期的CO2排放僅為13~19g/kWh。

                  而光伏發電技術存在致命弱點為太陽能電池在生產過程中對環境的損耗較大,是高能耗、高污染的生產流程。

                  技術成熟程度不同

                  常規的光伏發電技術,在我國已經發展穩定,技術相對成熟;而光熱發電,雖然很早就在國外興起,但是在我國來說,依然處于技術創新與改進階段。

                  光熱發電和光伏發電的優劣勢對比

                  投資成本方面

                  光熱發電投資成本遠高于光伏電站。目前我國建設的大型光伏電站單位造價約為8000元/千瓦,光熱約為22000元/千瓦,美國的光伏電站則為2400-3000美元/千瓦,光熱約為5100-6200美元/千瓦,光熱造價基本上是光伏的2-3倍。此外,光熱電站對規模的敏感度較高,只有在規模足夠大的前提下,才能有效實現經濟效益。同時,其整體投資門檻較高,百兆瓦電站投資需要近5億美元。正是由于光熱電站的投資大、風險高,即使達到平價上網水平,與光伏電站相比,其投資者還是非常少,這在客觀上也會相應延緩其成本下降。

                  建設條件方面

                  光熱電站對建設條件要求較高,光伏的安裝彈性則相對較大。太陽能熱發電主要安裝在太陽能直接輻射(DNI)較好的地方,沙漠地區是最好的選擇,但這些地方往往較為偏遠,電力需求較弱,需要為其建設輸電通道將電力送出,這不僅會增加成本,并且也只能享受發電側電價。同時,由于光熱電站屬于跟蹤系統,對當地氣候條件要求也比較高。

                  光伏電站則可同時利用直射光和散射光,安裝區域選擇較大,比如可安裝在負荷中心、屋頂或工業廠房上,享受用戶側電價。因此,相對于光熱電站,它以發電側電價出售會更具競爭力。

                  環境保護方面

                  光熱電站需要大量的土地和水,對環保的要求也較高。根據美國現在光熱電站的建設情況,每MW大概需要40-50畝土地,幾乎是光伏電站的兩倍,并且要求土地十分平坦。在用水方面,雖然光伏和光熱都需要水對組件或鏡面清洗,但光熱電站還需要額外的水用于冷卻,耗水量約為2.9-3.2升/kwh,幾乎是天然氣發電的4倍。雖然現在也在開發干法冷卻技術,比如,用空氣冷卻可以解決水的問題,但一方面是技術尚未成熟,另一方面可能降低發電量,并增加大約3%-8%的發電成本。此外,由于光熱電站占用空間較大,會對當地的野生動物、生物多樣性等造成影響,也容易引發環保爭端。

                  光熱發電和光伏發電的發展前景

                  皆具發展潛力,近中期光伏電站發展規模會更大

                  在2030年以前,由于光伏裝機成本和度電成本均低于光熱發電,且光伏出力與白天用電高峰和峰值電價曲線相吻合,在光伏滲透率較低情況下,光伏裝機規模將遠大于光熱。在2030年后,光伏裝機由于滲透率高,且基本能滿足白天的用電需求,發展速度會放緩;光熱則會充分利用其儲熱優勢,能滿足日落后的用電高峰,從而得到較快發展。根據美國Sunshot計劃,到2030年,美國太陽能累計裝機將達到330GW。其中,光伏裝機為302GW,光熱裝機為28GW,光伏是光熱的11倍。到2050年,光熱裝機將達到83GW,光伏則為632GW,光伏下降是光熱的8倍。

                  非替代關系,兩者協同互補

                  光熱和光伏發電都面臨火電等傳統能源的競爭,承載著代替化石能源的使命,只有光伏和光熱更好地協同互補,才能完成這項任務,滿足用電需求。同時,由于大型風電、光伏和光熱電站等可再生能源主要建設在沙漠、戈壁灘等地區,需要遠距離輸送,但風電、光伏等利用小時數低,單獨遠距離傳輸經濟性差,為提高輸送電網的利用率,不得不通過火電打捆等方式輸送。如果光熱電站成熟之后,則完全可以通過儲熱方式替代火電,解決電網利用率低問題,同時也可解決可再生能源發電不穩定的問題。

                  應用領域各有側重,主戰場不重合

                  光伏發電優勢在于分布式,在負荷中心建設方面,結合儲能等產業發展,可實現就地發電就地使用。同時,光伏也可作為移動電源,充分滿足消費市場需求,這是光熱電站難以企及的。光熱發電優勢在于規模化,適合在條件適宜地區建設大型光熱電站,然后遠距離輸送。在這些地區,也可適當發展大型光伏電站,將光伏光熱打捆送出,實現可再生能源最大限度的消納。

                      關鍵詞: 光熱發電,光伏發電


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