中国能源建设集团有限公司(以下简称“中国能建”)成立于 2011 年 9 月 29 日,是经国务院批准、由国务院国有资产监督管理委员会直接管理的特大型能源建设集团,位列全球工程设计公司第 3 位、国际工程设计公司第 27 位。主营业务涵盖能源电力、水利水务、铁路公路、港口航道等领域,具有集规划咨询、评估评审、勘察设计、工程建设及管理、运行维护和投资运营、技术服务、装备制造、建筑材料为一体的完整产业链。
光热发电是作为一种高品质的清洁电力,采用成熟的储热技术后可以实现全天 24 小时稳定持续供电,对电网更友好,单位面积转换效率更高,能够有效避免光伏系统存在的弃光问题,还能避免太阳能电池板在生产过程中对环境的污染与损耗。光热发电的这些优点能与光伏发电系统形成很好的互补效益,但目前中国的光热发电事业仍处于技术创新与改进阶段,在建造技术与工艺设计等方面还落后于发达国家,因此一套成熟的光热发电技术解决方案亟需探索。
新疆是全国日照最充裕的地区之一。中国能建于 2017 年起在新疆哈密市伊吾县淖毛湖镇开工建设熔盐塔式光热发电项目,总投资 15.8 亿元,由中国能源建设集团投资有限公司出资,由西北院总承包建设。该项目充分发挥了中国能建全产业链、全生命周期一体化服务优势,采用“光-热-电”的发电方式,通过成千上万的定日镜把太阳光反射到位于太阳塔顶的吸热器表面,形成 800℃以上的高温,利用熔盐作为传热介质产生蒸汽,推动蒸汽轮机发电,年平均利用小时数可达 3967 小时。该项目已于 2021 年 6 月顺利并网,实现 24 小时连续稳定运行。
在项目建设过程中,中国能建参建各方克服了高温、酷暑、风沙、严寒、新冠疫情等不利因素影响,组建国内技术团队,积极推进国产化调试方案。团队先后攻克聚光集热系统调试重大技术瓶颈,优化熔盐系统伴热控制系统,完成熔盐塔式光热电站全厂系统设计及设备技术规范书的编制,掌握了按照中国规范进行布置和设计的吸热塔、储换热区系统设计及布置、预应力钢筋混凝土定日镜立柱试桩及设计等一项项高深的技术难题,最终高质量完成各项建设任务,为哈密熔盐塔式光热发电站顺利并网发电打下扎实基础。
该项目在聚光系统上采用国内首创的五边形巨蜥式定日镜,具有载荷分布均匀、受力特性好等优点。项目团队组建国产化技术小组,针对定日镜面积大,自重轻、数量多的特点,设计出桩柱一体的混凝土预应力管桩方案,在保证光电转换稳定运行的同时还有效提升施工效率、缩短了工期。
为解决能源消纳问题,该项目首创熔盐塔式设计,白天通过太阳光将熔盐加热产生能量,等到太阳落山后,熔盐储存罐里的能量会支持电站继续发电,从而达到 24 小时不间断供电,使得能源消纳效率有效提升、输出更加稳定。
有效减少碳排放。哈密光热发电项目集发电与储能为一身,是可代替化石能源电站作基础负荷和调峰负荷的绿色电源,对于保证电力系统安全、稳定、高效运行具有重要作用。截至 2022 年 5 月底,机组已累计运行 1448.99 小时。每年可向电网提供清洁、稳定、可调的优质电量可达 2 亿度,可节约煤炭 6.19 万吨,减少燃煤所产生的二氧化硫 61.89 吨,减少烟尘 19.84 吨,减少二氧化碳约 15.48 万吨,对助力实现碳达峰、碳中和具有重要意义。
资源利用效率高。作为一个超高效率的光伏项目,哈密熔盐塔式 5 万千瓦光热发电站项目年平均利用小时数可达 3967 小时,是普通光伏发电的 2-3倍,有效减少弃光。该项目不仅充分利用了当地丰富的太阳能资源,其配备的聚光系统还能提升土地资源的利用效率,更具自然友好特性,对当地的资源开发和有效利用具有积极影响。
为当地经济发展贡献力量。项目的投产极大改善了区域电网稳定性,提升了当地新能源利用和消纳效率,还向地方缴纳大量税费,有利于推动新疆地区经济发展提质增速。
为乡村发展提供清洁能源。该项目充分运用哈密伊吾县丰富的光热资源,升级工艺实现 24 小时不间断供电,有效提升当地的资源开发能力和能源利用效率,为当地经济发展和百姓生活提供了清洁可再生的能源,提升地方经济发展活力,对国家乡村能源发展产生广泛的积极影响。
为行业发展贡献典型经验。该项目在 50 兆瓦级塔式熔盐光热发电的设计、产品技术和标准规范等方面起到重要的示范作用,有效填补行业空白,提高了我国塔式光热电站的设计和应用水平,为我国大容量光热发电事业良性发展提供来了技术支持和宝贵的建设、运营和管理经验,为更多更好地建设大容量太阳能热发电站打下坚实基础。
切实提升品牌竞争力。作为国家首批太阳能热发电示范项目和新疆首个光热发电示范项目,哈密熔盐塔式 5 万千瓦光热发电站项目规模大、输出能效强、设计难度高、战略地位重,为中国能建成功塑造了强劲的品牌竞争力,充分体现出“人无我有、人有我优、人优我精、人精我特”的能建特色,有效推动中国能建初步形成具备市场竞争力的光热发电产业链,为中国能建进行同类型的光热项目开发和复制、进一步拓展广阔市场和提升品牌影响力奠定坚实基础。
具有示范和推广效应。该项目获得国家优秀工程设计一等奖、中国能建集团科技进步特等奖、技术管理成果奖、2 项实用新型专利、1 项省级 QC小组成果二等奖、1 项省级质量管理成果一等奖等荣誉称号,建设过程中受到中央电视台等主流媒体及新媒体的广泛报道,在新型媒体传播中网友点赞数超百万,极大提升了中国能建的知名度。
作为中国能源、基建行业的先遣部队,中国能建始终置身于国家经济建设和社会发展大局之中,致力于以更高的质量、更精的技术打造叫得响、行得通的质量“名片”。未来,中国能建将在已投产的哈密光热项目基础上,充分发挥新型储能作用,打造成为风光热储多能互补一体化百万基地项目,切实支撑哈密综合能源基地建设,源源不断地提供清洁能源,改善地区能源结构带动当地相关产业经济发展,为实现国家双碳目标和可持续发展贡献能建力量。
(文 / 陈诺、王倩)