在今年二月份美國加利福尼亞州舉辦的一場名為光熱發(fā)電在美國西部不斷發(fā)展的能源市場中扮演的角色(The Role of Concentrating Solar Power in the Evolving Energy Market in the Western U.S.)研討會(huì)上，與會(huì)嘉賓展開了激烈的討論，紛紛認(rèn)同光熱發(fā)電可以供應(yīng)比光伏系統(tǒng)更高的電網(wǎng)穩(wěn)定性，但要獲取更廣泛的行業(yè)及社會(huì)認(rèn)知，促進(jìn)光熱產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)其獨(dú)有的商業(yè)價(jià)值。

美國曾是最早發(fā)展集中式太陽能熱發(fā)電(光熱發(fā)電，CSP)行業(yè)的國家，CSP曾經(jīng)一度成為最受青睞的可再生能源技術(shù)，而隨著光伏系統(tǒng)的價(jià)格暴跌，光熱發(fā)電也逐漸淡出。

與會(huì)代表說，與CSP不同，即使使用電池，PV也無法供應(yīng)高可再生能源電力系統(tǒng)所需的長期可調(diào)度發(fā)電。遺憾的是，CSP未能在美國市場得到大力發(fā)展，這恰恰是美國能源轉(zhuǎn)型步伐放緩的表現(xiàn)之一。

面對(duì)與會(huì)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)、公用事業(yè)主管和分析師，加利福尼亞能源委員會(huì)(California Energy Commission，簡稱CEC)主席David Hochschild闡述說：可再生能源現(xiàn)在已成為主流，而化石燃料則應(yīng)該只是替代能源。眼下，我們頒布了新的零排放指令，將要多樣化的可再生資源來保持電力系統(tǒng)的可靠性，光熱發(fā)電具有長時(shí)間存儲(chǔ)能力，這是我們非常要的一種新能源。

公用事業(yè)主管和監(jiān)管機(jī)構(gòu)回應(yīng)說，我們制定了雄心勃勃的100%可再生能源計(jì)劃，盡管強(qiáng)制性要求無差別地購買最低成本的可再生能源電力，但是，即使光熱發(fā)電系統(tǒng)每千瓦時(shí)價(jià)格更高，但它作為可靠的可調(diào)度能源擁有更廣闊的價(jià)值。因此，盡管資本支出較高，但這關(guān)于最終成就安全、可靠、低碳的電力系統(tǒng)將是非常必要的。

美國早年間已建成的知名光熱電站包括內(nèi)華達(dá)州110MW新月沙丘(Crescent Dunes)熔鹽塔式電站、加利福尼亞州394MW伊萬帕(Ivanpah)塔式光熱電站、亞利桑那州280MW Solana槽式光熱電站等。

據(jù)美國公用事業(yè)規(guī)模太陽能高級(jí)分析師Colin Smith供應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示：2010年，美國的光熱發(fā)電裝機(jī)量為400MW，而公用事業(yè)規(guī)模的光伏電站裝機(jī)僅為100MW。而到2020年，光熱發(fā)電累計(jì)安裝量僅提升至1.7 GW，而公用事業(yè)級(jí)光伏安裝了35.4 GW。

Smith說，自2014年以來光熱發(fā)電技術(shù)便一直受到政策激勵(lì)、性能表現(xiàn)和高昂投資的困擾。業(yè)內(nèi)會(huì)將其與光伏或光伏+儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行比較。部分與會(huì)嘉賓也對(duì)光熱發(fā)電技術(shù)可行性以及低成本的光伏發(fā)電所帶來的壓力表示擔(dān)憂。

Solar Dynamics公司董事總經(jīng)理Hank Price說，截止到2019年底，全球有90座光熱電站，總裝機(jī)約6,000MW在運(yùn)行。新月沙丘項(xiàng)目因熔鹽系統(tǒng)故障影響了電站運(yùn)行，內(nèi)華達(dá)州NV能源公司于2019年與其解約，這對(duì)光熱發(fā)電在美國的發(fā)展造成了不良影響。然而，這只是個(gè)別現(xiàn)象，如今全球多個(gè)國家和地區(qū)范圍內(nèi)有6座塔式電站和30多座槽式電站均配置了熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)，且運(yùn)行良好。目前，新月沙丘項(xiàng)目正在維修中，將來可能會(huì)尋求新的購電方。

光熱發(fā)電發(fā)展的第一個(gè)障礙：一味追求回報(bào)

根據(jù)美國能源部公布的數(shù)據(jù)顯示，2010年光熱發(fā)電項(xiàng)目的資金成本高達(dá)數(shù)十億美元，平準(zhǔn)化度電成本(LCOE)為21美分/kWh，2018年LCOE(12小時(shí)儲(chǔ)熱)可降至9.8美分/kWh。

美國能源部：光熱發(fā)電LCOE成本(單位：美分/kWh)，2030年目標(biāo)降到5美分/kWh，約合人民幣0.3543元/kWh。

據(jù)CSP Focus此前報(bào)道，2019年，由我國上海電氣EPC總包的迪拜950MW光熱光伏太陽能發(fā)電項(xiàng)目中光熱發(fā)電(共700MW)合同價(jià)格為8.3美分/kWh，這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)低于天然氣峰化裝置LCOE的15美分/kWh。

內(nèi)華達(dá)州前公用事業(yè)專員Rebecca Wagner和能源效率和可再生技術(shù)中心(CEERT)高級(jí)技術(shù)顧問Jim Caldwell等與會(huì)嘉賓提到，光熱發(fā)電若能獲得更好的商業(yè)發(fā)展，要政府予以新的激勵(lì)措施，不能僅憑資源成本最低這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)判，而是要評(píng)估其獨(dú)特的系統(tǒng)收益。

光熱行業(yè)人士要向監(jiān)管機(jī)構(gòu)證明盡管CSP的成本可能更高，但其特有的儲(chǔ)熱系統(tǒng)可滿足用電高峰需求，填補(bǔ)風(fēng)能或光伏發(fā)電的缺口。在這種主張下，監(jiān)管機(jī)構(gòu)將要重新考慮現(xiàn)有的市場規(guī)則和監(jiān)管機(jī)制，以支持像光熱發(fā)電這種具備多重功能的高價(jià)值新能源電力發(fā)展。

Caldwell說，現(xiàn)有的市場規(guī)則是按照能源、裝機(jī)/發(fā)電量和輔助服務(wù)分別規(guī)定了采購標(biāo)準(zhǔn)，CSP在單獨(dú)的招標(biāo)中很難獲勝，但是若將這三者結(jié)合起來進(jìn)行評(píng)估，光熱發(fā)電將成為最具成本優(yōu)勢的解決方案，尤其是在現(xiàn)階段，發(fā)電量和輔助服務(wù)變得越加有價(jià)值。電力系統(tǒng)顧問(前NREL工程師兼GE技術(shù)總監(jiān))Debra Lew表示，風(fēng)能和光伏通過逆變器與電網(wǎng)互連會(huì)導(dǎo)致電壓和頻率波動(dòng)，從而為保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)。但是，未來風(fēng)能和光伏太陽能裝機(jī)會(huì)不斷上升，而關(guān)于這一未來，電力系統(tǒng)卻還沒有足夠好的應(yīng)對(duì)方案。

系統(tǒng)操作員正在購買硬件，以糾正當(dāng)前電壓和頻率波動(dòng)并對(duì)之做出反應(yīng)。在獲得清潔能源的同時(shí)，不得不在系統(tǒng)穩(wěn)定性方面付出很高的成本。而現(xiàn)在很少有激勵(lì)措施或市場機(jī)制對(duì)這方面的投資進(jìn)行補(bǔ)償。

諸如光熱發(fā)電、儲(chǔ)水、地?zé)嵩趦?nèi)的零排放可調(diào)度能源可為系統(tǒng)供應(yīng)穩(wěn)定性，這個(gè)比公用事業(yè)部門對(duì)硬件的投資更有價(jià)值。

美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)高級(jí)分析師Trieu Mai表示，我們已經(jīng)為整合資源計(jì)劃做了建模，可以識(shí)別CSP和其他低碳技術(shù)的更高價(jià)值，從而抵消其較高的成本。然后可以在迭代過程中使用生產(chǎn)成本模型重新評(píng)估投資組合的可靠性和資源充足性。

通過建?？梢詫SP項(xiàng)目(尤其是結(jié)合了光伏或天然氣的光熱發(fā)電混合項(xiàng)目)與傳統(tǒng)的峰值電廠進(jìn)行比較，并確定哪種電廠設(shè)計(jì)最適合含較高新能源比例的電網(wǎng)。

光熱發(fā)電發(fā)展的第二個(gè)障礙：短時(shí)間思維模式作祟

Lew說，當(dāng)下使用的模型通常只會(huì)導(dǎo)出短時(shí)間解決方案，并沒有長期的規(guī)劃。在將來，能源規(guī)劃者可能會(huì)使用超級(jí)模型來識(shí)別高資本支出中的長期價(jià)值。

亞利桑那州公共服務(wù)(APS)公共政策副總裁Barbara Lockwood說，光熱發(fā)電項(xiàng)目往往投資規(guī)模巨大，且開發(fā)周期較長，而現(xiàn)在的環(huán)境下，例如小型光伏+儲(chǔ)能裝置這種要較低資本支出和較短開發(fā)時(shí)間的項(xiàng)目似乎更受歡迎。

內(nèi)華達(dá)州前局長Wagner說，公用事業(yè)公司似乎更喜歡50MW或100MW級(jí)別的投資項(xiàng)目方案，因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)似乎較小。但這完全是短時(shí)間思維模式作祟，要實(shí)現(xiàn)100%的清潔能源目標(biāo)，我們要跳脫思維定式，發(fā)掘所有可能的機(jī)會(huì)。

加利福尼亞獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商首席執(zhí)行官Steve Berberich說，如今，電氣化和零排放規(guī)定可能會(huì)使加利福尼亞電力系統(tǒng)的負(fù)荷新增75%以上，這將要對(duì)新一代系統(tǒng)進(jìn)行大筆投資。而這筆投資中必須包含諸如光熱發(fā)電在內(nèi)容的可再生能源服務(wù)。

加州公共事業(yè)委員會(huì)(CPUC)能源部負(fù)責(zé)人Edward Randolph表示，價(jià)值正在成為計(jì)劃的關(guān)鍵部分。

在CPUC2019年的一項(xiàng)規(guī)定中，未配置儲(chǔ)能的光伏的有效負(fù)載能力設(shè)置為17%，這意味著100MW光伏太陽能采購中只有17MW來滿足峰值需求。我們要新增能源采購以更好地滿足電力系統(tǒng)高峰時(shí)段的需求。

我們要根本性的重新思考到底什么樣的新能源系統(tǒng)配置是最有長遠(yuǎn)發(fā)展意義的。我們要尋求一種具有遠(yuǎn)見的新方法，改變現(xiàn)有市場機(jī)制，使所有資源在平等的基礎(chǔ)上進(jìn)行競爭，綜合評(píng)估在能源電力供應(yīng)、靈活性、電網(wǎng)服務(wù)等方面的價(jià)值，以建立合理的補(bǔ)貼機(jī)制。