國內(nèi)光熱發(fā)電的碳足跡因子優(yōu)于國際
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】近日，生態(tài)環(huán)境部等三部門組織中國電力企業(yè)聯(lián)合會等單位計算并發(fā)布2023年全國光熱發(fā)電電力碳足跡因子。經(jīng)過測算，2023年全國光熱發(fā)電的碳足跡因子為0.0313kgCO2e/kWh。
據(jù)了解，全球太陽能光熱發(fā)電項目技術(shù)路線為槽式、塔式、碟式及線性菲涅爾式。不同技術(shù)路線的碳足跡因子不同，與國際數(shù)據(jù)相比，我國的碳足跡因子數(shù)據(jù)均優(yōu)于國際數(shù)據(jù)。
選取塔式和槽式技術(shù)類型進行核算
“光熱發(fā)電主要涉及塔式、槽式、線性菲涅爾式和蝶式等技術(shù)。由于光熱發(fā)電碳足跡因子需要代表行業(yè)屬性，所以，計算國內(nèi)光熱發(fā)電的碳足跡因子收集的項目數(shù)據(jù)需要有典型性、技術(shù)代表性等。”中國廣核新能源控股有限公司副總工程師成和祥說，“根據(jù)公開數(shù)據(jù)，截至2023年，我國光熱機組的并網(wǎng)發(fā)電項目以塔式和槽式為主，占總發(fā)電量的90%以上，因此，本次核算的技術(shù)類型為塔式和槽式技術(shù)。”
成和祥坦言，在典型項目選取上，由于小型光熱項目投運較少，選取案例均為50MW及以上的分屬于不同電力集團的大型光熱電站項目，位于青海省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、甘肅省、新疆維吾爾自治區(qū)等光熱資源豐富區(qū)域，案例的總裝機容量占到已投運裝機容量的50%以上。
收集的數(shù)據(jù)主要包括光熱發(fā)電所需的設(shè)備獲取階段、設(shè)施建設(shè)階段、運營維護階段等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，來自于企業(yè)提供的實測值或相關(guān)項目的初設(shè)/可研文件。主要包括能源消耗數(shù)據(jù)、材料消耗數(shù)據(jù)等。
“國內(nèi)光熱發(fā)電的碳足跡因子根據(jù)不同技術(shù)類型的發(fā)電量加權(quán)計算得到全國光熱發(fā)電的平均電力碳足跡因子，即為光熱發(fā)電的電力碳足跡因子。本次測算的典型案例的光熱發(fā)電碳足跡因子區(qū)間值為0.0253-0.0457kgCO2e/kWh，全國光熱發(fā)電的平均電力碳足跡因子為0.0313kgCO2e/kWh。”成和祥說。
與國際數(shù)據(jù)庫相比，數(shù)據(jù)偏小
據(jù)了解，國內(nèi)光熱發(fā)電的碳足跡因子計算參照了國內(nèi)外有關(guān)標準，將光熱發(fā)電電力碳足跡因子系統(tǒng)邊界劃分為設(shè)備獲取階段、施工建設(shè)階段、運營維護階段和退役處置階段共計4個階段。
其中，設(shè)備獲取階段包括聚光系統(tǒng)、吸熱系統(tǒng)、儲換熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等對應(yīng)設(shè)備的原材料獲取、加工、運輸和制造；設(shè)備建設(shè)階段包括設(shè)備運輸至項目地點的能源消耗、建筑材料隱含的排放以及建筑建設(shè)和設(shè)備安裝的能源消耗等；運營維護階段包括輔助能源消耗（如電力、天然氣等）和運營維護期的物料消耗等；退役處置階段包括設(shè)備設(shè)施拆解、廢物運輸?shù)哪茉聪暮蛷U物處理處置等。
“設(shè)備獲取階段和運營維護階段占碳足跡因子總量的比例較大，超過80%。”成和祥說，“本次測算選取光熱發(fā)電的主流技術(shù)類型下的典型案例，加權(quán)得到全國光熱發(fā)電電力碳足跡因子。案例具有較好的代表性，能充分反映我國光熱發(fā)電項目的平均電力碳足跡因子水平。”
據(jù)了解，綜合文獻和各數(shù)據(jù)庫的調(diào)研，目前，國際上的光熱碳足跡因子區(qū)間值為0.02kgCO2e/kWh—0.06kgCO2e/kWh。本次測算的全國光熱發(fā)電的平均電力碳足跡因子為0.0313kgCO2e/kWh，結(jié)果與國際數(shù)據(jù)庫相比，數(shù)據(jù)偏小。
以國際常用的Ecoinvent數(shù)據(jù)庫為例，根據(jù)調(diào)研結(jié)果來看，Ecoinvent3.11數(shù)據(jù)庫中，光熱50MW槽式電站碳足跡因子為0.0536kgCO2e/kWh，國內(nèi)光熱槽式平均碳足跡因子為0.0424 kgCO2e/kWh，比Ecoinvent的數(shù)據(jù)小20%。Ecoinvent3.11中的數(shù)據(jù)，光熱20MW的塔式電站碳足跡因子為0.0472kgCO2e/kWh，國內(nèi)塔式光熱平均碳足跡因子為0.0268kgCO2e/kWh，比Ecoinvent的數(shù)據(jù)小43%。
“我國光熱發(fā)電的碳足跡因子偏低，主要原因是國內(nèi)光熱項目的建設(shè)投產(chǎn)時間比國際晚，項目的平均裝機容量較國際大，具有更好的技術(shù)經(jīng)濟性。因此，國內(nèi)光熱發(fā)電的碳足跡因子優(yōu)于國際數(shù)據(jù)庫。”成和祥說。
圖1 光熱發(fā)電項目統(tǒng)計圖
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中國光熱發(fā)電發(fā)展最迅速
近年來，隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹年P(guān)注度不斷提升，光熱發(fā)電行業(yè)也迎來了快速發(fā)展。但由于技術(shù)和成本等原因，其市場規(guī)模和份額相較于光伏和風(fēng)能仍然處于劣勢。
不過，隨著技術(shù)發(fā)展的和成本的逐步降低，光熱發(fā)電的競爭力正在逐漸增強，建設(shè)規(guī)模逐漸擴大。據(jù)CSPPLAZA統(tǒng)計，2024年全球光熱發(fā)電建成裝機容量新增350MW，總裝機增至約7807MW。到2030年，全球光熱發(fā)電市場的總裝機容量預(yù)計將達到687GW級別。
全球范圍來看，西班牙仍然是光熱發(fā)電的領(lǐng)先國家，無論是技術(shù)還是項目數(shù)量都處于領(lǐng)先地位。美國也是是光熱發(fā)電市場的重要成員，加利福尼亞州、內(nèi)華達州和亞利桑那州等地光照充足，光熱發(fā)電項目多且規(guī)模大、技術(shù)先進，涵蓋槽式、塔式以及碟式等多種類型。
中國是光熱發(fā)電發(fā)展最迅速的國家，2024年建成投運的商業(yè)化光熱發(fā)電項目總裝機量達到800MW，僅次于西班牙和美國。中國光熱發(fā)電技術(shù)不斷取得突破，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，并成功研制出多種類型的光熱發(fā)電系統(tǒng)。目前，中國有近30個、總裝機約3GW的在建光熱項目正穩(wěn)步推進，預(yù)計到2026年，光熱發(fā)電總建成裝機量將躍居全球第一。
其中，槽式技術(shù)因成本較低、技術(shù)成熟而占據(jù)市場主導(dǎo)地位。塔式技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換效率較高，儲能優(yōu)勢明顯，適合大規(guī)模集中式發(fā)電，也占有較高的市場份額。
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