本文由博眾投資編輯整理。光伏發(fā)電和光熱發(fā)電是太陽能發(fā)電最主要的兩種形式。光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應,將光能直接轉變?yōu)殡娔艿募夹g;而光熱發(fā)電則是通過利用大規(guī)模的集熱鏡和傳統的蒸汽發(fā)電機熱力循環(huán)做功,將光能先轉化為熱能,再轉化為機械能,并最終產生電能的技術。(博眾投資)
光伏發(fā)電:光伏效應,光能直接轉化為直流電。光伏發(fā)電系統的核心為光伏組件,其由多個單晶/多晶硅成分的光伏電池片串聯構成。當太陽光照射在高純硅上,使電子躍遷,形成電位差,光能直接轉變?yōu)殡娔埽a生直流電,并在逆變器、升壓系統的作用下轉變成高壓交流電,最終實現用電、并網功能。
光熱發(fā)電:經過“光能-熱能-機械能-電能”這一轉化過程,產生交流電。光熱發(fā)電通過反射鏡、聚光鏡等聚熱器將采集的太陽輻射熱能匯聚到集熱裝置,加熱裝置內的導熱油、熔融鹽等傳熱介質,傳熱介質經過換熱裝置將水加熱到高溫高壓蒸汽,進而驅動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。除發(fā)電所用熱源不同,其后端技術路徑與火力發(fā)電并無較大差異,且產生電流為交流電,可直接實現并網。
相較于光伏,我國光熱發(fā)展相對滯后。2021年,我國光伏發(fā)電累計裝機容量達306.4GW,同比+21%;光熱發(fā)電累計裝機容量僅538MW,同比持平。無論從裝機總量還是裝機增速來看,光伏發(fā)電均遠高于光熱發(fā)電,其主要原因是光熱度電成本遠高于光伏,在市場化的條件下不具備競爭優(yōu)勢。(博眾投資)
光熱儲能電站將進入發(fā)展快車道
政策鼓勵,光熱儲能綻放
2021年,在經歷了近兩年的市場沉寂期后,中國光熱發(fā)電行業(yè)迎來了承上啟下的新元年。隨著新能源裝機規(guī)模不斷擴張,光熱發(fā)電“儲發(fā)一體”優(yōu)勢凸顯,與光伏、風電協同互補,在清潔供電的同時保證電網的高效穩(wěn)定。而國家21年以來也不斷推出涵蓋光熱發(fā)電在內的一系列指導性意見,助力光熱發(fā)電與風電、光伏的融合發(fā)展、聯合運行,以及儲熱型太陽能熱發(fā)電的發(fā)展。
光熱儲能電站成本已有顯著下降
技術成熟+國產替代=光熱度電成本不斷下降。近年來可再生能源發(fā)電成本不斷下降,部分已低于傳統化石能源發(fā)電成本,據國際可再生能源機構(IRENA)報告顯示:2010-2020年,全球光伏電站發(fā)電平均成本降幅最大,達85%;光熱發(fā)電系統其次,約為68%。在技術路徑不斷成熟、供應鏈不斷完善以及核心器材國產替代的綜合邏輯下,我國光熱發(fā)電有望擺脫過去經濟性不強的局面,疊加“風光儲大基地”4戰(zhàn)略,度電成本在未來幾年將持續(xù)快速下降。
光熱儲能電站:穩(wěn)定發(fā)電為其核心優(yōu)勢
新能源發(fā)電痛點在于波動較大,對電網負荷造成沖擊在火力發(fā)電主導的傳統電力系統中,電能的供應曲線相對穩(wěn)定,但用電曲線在年內、日內存在多次峰谷波動。此前通過“了解需求側、控制發(fā)電側”的基本策略,預判用電高峰,預設發(fā)電出力計劃,可較好解決電能供需錯配問題。近年,隨著可再生能源發(fā)電裝機比例的提升給發(fā)電側增添了諸多不可控、不穩(wěn)定因素。風電、光伏發(fā)電受制于自然條件因素,常具有波動性、隨機性、反調峰性等特點,而其“極熱無風、晚峰無光5”等弊病早已是“老生常談”。據國家電網測算,2035年前,我國風電、光伏裝機規(guī)模將分別達7億、6.5億千瓦,而所帶來的日最大波動率預計分別達1.56億、4.16億千瓦,大大超出電網調節(jié)能力。我國電網迫切需要重新構建調峰體系,以具備應對新能源5億千瓦左右的日功率波動的調節(jié)能力。(博眾投資)
在新能源裝機快速增長的背景下,光熱儲能電站迎來快速發(fā)展;其應用場景不僅限于電力場景,亦可為工商業(yè)提供工業(yè)蒸汽、供暖等。目前我國在建光熱儲能電站裝機規(guī)模達2695MW,測算其對應市場規(guī)模約808.5億元;隨著風光大基地的持續(xù)推進,以及“雙碳”約束下北方采暖路徑的變化,光熱儲能市場有較大擴容潛力。光熱玻璃、保溫材料市場有望迎來擴容。
風險分析
國內光熱發(fā)電項目招投標推進不及預期“十四五”期間光熱發(fā)電項目招投標推進不及預期將會影響國內光熱裝機容量增速,進而導致上游各企業(yè)收入不及預期。
其他儲能方式擠占市場風險電化學儲能、抽水蓄能等其他儲能方式或對光熱儲能產生擠出效應,從而減小光熱儲能市場份額。
技術迭代風險新技術的更迭或將破壞原有光熱發(fā)電產業(yè)鏈,威脅上游部分企業(yè)的生存發(fā)展。
新能源發(fā)電投資不及預期風險光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展與光伏發(fā)電、風電行業(yè)發(fā)展具有一定關聯性,我國新能源發(fā)電相關投資不及預期會對光熱發(fā)電裝機產生較明顯影響。(博眾投資)
參考資料:
《建筑建材行業(yè)“新基建”系列之五:光熱儲能:光熱玻璃與陶瓷纖維的增量市場》光大證券;2022-08-20;
溫馨提示
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