【深度】中国光热发电技术经济路线

发表于：2015-08-26

　　光热发电的经济性

经济性是衡量发电技术竞争力的主要指标之一。目前世界各国光照资源、地理环境、经济发展以及其他方面各有差异，各国光热发电造价各有不同，而且其电价远高于煤电电价。部分机构预测，未来世界光热发电成本具有较大的下降潜力。

国际光热发电经济性现状

根据统计，主要国家的光热发电电价位于1.11~2.8元/千瓦时之间，这与各国光照资源、设备造价以及技术水平等因素密切相关。其中印度与摩洛哥电价分别低至1.16元/千瓦时以及1.11元/千瓦时。国际能源署相关数据显示，目前主要国家光热发电造价为4000~8000美元/千瓦，具体根据劳动力成本、土地成本、技术、光照资源以及其他因素决定。例如，美国三大典型光热电站lvanpah电站（13.9万千瓦）、Solana电站（28万千瓦~6小时储热）以及Crescent Dunes电站（11万千瓦~10小时储热）的单位千瓦造价分别为5600美元、7600美元以及9000美元。2013年我国投产的中控德令哈项目，单位千瓦造价已经降至3200美元。

国际能源署研究显示，光热电站具有显著的规模效应。电站装机从5万千瓦增至10万千瓦，造价将下降12%（槽式电站），增至20万千瓦时，造价下降20%。光热发电累计装机容量翻倍后，发电设备、辅机以及电网建设成本等下降幅度可达20%~25%。总体考虑，2010~2020年期间，光热发电成本有望下降30%~40%。

美国能源部设定目标显示，2015年光热机组经济性可与腰荷燃煤机组相竞争（电价为0.1美元/兆瓦时），2020年争取与基荷燃煤机组相竞争（0.05美元/兆瓦时）。

我国光热发电经济性现状

学习曲线模型是国际主要机构预测成本走势常用的一种方法。目前，国际能源署、美国可再生能源实验室、美国能源信息署、德国Fraunhofer实验室以及我国部分研究机构，均将学习曲线模型用于对可再生能源成本的预测。我们可通过学习曲线模型预测光热电站成本，并进一步分析光热发电平准化发电成本（Levelized Costof Electricity，LCOE）。

造价初始值确定。我国光热装机总规模较小，数量也较少（截至2013年总装机1.4万千瓦，共有6座电站），而且早期电站主要处于探索阶段（如八达岭光热示范电站总装机0.1万千瓦，总造价1.2亿元，单位千瓦造价12万元）。鉴于此，本文以已建项目造价为基础，并考虑其他因素影响，假定2015年光热发电造价为1.8~2.5万元/千瓦。另外，由于储热工质类型、储热容量以及发电类型等对光热发电造价影响较大，例如部分企业配备了15小时熔盐储热，预计造价达到4万元/千瓦，此类特殊情况不予考虑。

装机容量及其他参数确定。太阳能发展“十二五”规划显示，2015年我国光热发电累计装机达到100万千瓦，2020年达到300万千瓦。根据目前进度，2015年目标难以实现，本文将2015年装机设定为50万千瓦，并作为初始值进行计算。光热发电小时数为2500小时1，贴现率为6.25%，总运维成本借鉴IEA研究成果，取值为20%总造价。

情景设定。我国光热发电刚刚起步，考虑多种因素影响，本文在5%、10%以及15%的学习率的情景下分别预测2020年光热发电造价。

5%学习率情景：截至2013年底，我国光热发电装机仅为1.388万千瓦，2015年需要达到50万千瓦（规划为100万千瓦，本文采用50万千瓦），建设速度较快，学习曲线效应短期内难以快速发挥，本文暂以5%（0~10%之间）学习率予以替代。

10%学习率情景：借鉴IEA光热路线图研究成果。

15%学习率情景：采用更为激进的情景。计算结果如下表所示。

学习率为5%时，2020年，光热发电造价将降至1.58～2.19万元/千瓦，LCOE将降至0.67~0.93元/千瓦时；学习率为10%时，光热发电造价将降至1.37~1.90万元/千瓦，LCOE将降至0.59~0.81元/千瓦时；学习率为15%时，光热发电造价将降至1.18~1.64万元/千瓦，LCOE将降至0.5～0.7元/千瓦时。