國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電的碳足跡因子優(yōu)于國(guó)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(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)等單位計(jì)算并發(fā)布2023年全國(guó)光熱發(fā)電電力碳足跡因子。經(jīng)過(guò)測(cè)算，2023年全國(guó)光熱發(fā)電的碳足跡因子為0.0313kgCO2e/kWh。
據(jù)了解，全球太陽(yáng)能光熱發(fā)電項(xiàng)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(guó)際數(shù)據(jù)相比，我國(guó)的碳足跡因子數(shù)據(jù)均優(yōu)于國(guó)際數(shù)據(jù)。
選取塔式和槽式技術(shù)類型進(jìn)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(jì)算國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電的碳足跡因子收集的項(xiàng)目數(shù)據(jù)需要有典型性、技術(shù)代表性等。”中國(guó)廣核新能源控股有限公司副總工程師成和祥說(shuō)，“根據(jù)公開數(shù)據(jù)，截至2023年，我國(guó)光熱機(jī)組的并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)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(xiàng)目選取上，由于小型光熱項(xiàng)目投運(yùn)較少，選取案例均為50MW及以上的分屬于不同電力集團(tuán)的大型光熱電站項(xiàng)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(jī)容量占到已投運(yùn)裝機(jī)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(yùn)營(yíng)維護(hù)階段等各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，來(lái)自于企業(yè)提供的實(shí)測(cè)值或相關(guān)項(xiàng)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(guó)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(jì)算得到全國(guó)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(cè)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(guó)光熱發(fā)電的平均電力碳足跡因子為0.0313kgCO2e/kWh。”成和祥說(shuō)。
與國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)相比，數(shù)據(jù)偏小
據(jù)了解，國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電的碳足跡因子計(jì)算參照了國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，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(yùn)營(yíng)維護(hù)階段和退役處置階段共計(jì)4個(gè)階段。
其中，設(shè)備獲取階段包括聚光系統(tǒng)、吸熱系統(tǒng)、儲(chǔ)換熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等對(duì)應(yīng)設(shè)備的原材料獲取、加工、運(yùn)輸和制造；設(shè)備建設(shè)階段包括設(shè)備運(yùn)輸至項(xiàng)目地點(diǎn)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(yùn)營(yíng)維護(hù)階段包括輔助能源消耗（如電力、天然氣等）和運(yùn)營(yíng)維護(hù)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(yùn)輸?shù)哪茉聪暮蛷U物處理處置等。
“設(shè)備獲取階段和運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段占碳足跡因子總量的比例較大，超過(guò)80%。”成和祥說(shuō)，“本次測(cè)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(guó)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(guó)光熱發(fā)電項(xiàng)目的平均電力碳足跡因子水平。”
據(jù)了解，綜合文獻(xiàn)和各數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)研，目前，國(guó)際上的光熱碳足跡因子區(qū)間值為0.02kgCO2e/kWh—0.06kgCO2e/kWh。本次測(cè)算的全國(guó)光熱發(fā)電的平均電力碳足跡因子為0.0313kgCO2e/kWh，結(jié)果與國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)相比，數(shù)據(jù)偏小。
以國(guó)際常用的Ecoinvent數(shù)據(jù)庫(kù)為例，根據(jù)調(diào)研結(jié)果來(lái)看，Ecoinvent3.11數(shù)據(jù)庫(kù)中，光熱50MW槽式電站碳足跡因子為0.0536kgCO2e/kWh，國(guó)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(guó)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(guó)光熱發(fā)電的碳足跡因子偏低，主要原因是國(guó)內(nèi)光熱項(xiàng)目的建設(shè)投產(chǎn)時(shí)間比國(guó)際晚，項(xiàng)目的平均裝機(jī)容量較國(guó)際大，具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。因此，國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電的碳足跡因子優(yōu)于國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)。”成和祥說(shuō)。
圖1 光熱發(fā)電項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)圖
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中國(guó)光熱發(fā)電發(fā)展最迅速
近年來(lái)，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(lái)了快速發(fā)展。但由于技術(shù)和成本等原因，其市場(chǎng)規(guī)模和份額相較于光伏和風(fēng)能仍然處于劣勢(shì)。
不過(guò)，隨著技術(shù)發(fā)展的和成本的逐步降低，光熱發(fā)電的競(jìng)爭(zhēng)力正在逐漸增強(qiáng)，建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。據(jù)CSPPLAZA統(tǒng)計(jì)，2024年全球光熱發(fā)電建成裝機(jī)容量新增350MW，總裝機(jī)增至約7807MW。到2030年，全球光熱發(fā)電市場(chǎng)的總裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將達(dá)到687GW級(jí)別。
全球范圍來(lái)看，西班牙仍然是光熱發(fā)電的領(lǐng)先國(guó)家，無(wú)論是技術(shù)還是項(xiàng)目數(shù)量都處于領(lǐng)先地位。美國(guó)也是是光熱發(fā)電市場(chǎng)的重要成員，加利福尼亞州、內(nèi)華達(dá)州和亞利桑那州等地光照充足，光熱發(fā)電項(xiàng)目多且規(guī)模大、技術(shù)先進(jìn)，涵蓋槽式、塔式以及碟式等多種類型。
中國(guó)是光熱發(fā)電發(fā)展最迅速的國(guó)家，2024年建成投運(yùn)的商業(yè)化光熱發(fā)電項(xiàng)目總裝機(jī)量達(dá)到800MW，僅次于西班牙和美國(guó)。中國(guó)光熱發(fā)電技術(shù)不斷取得突破，形成了具有自主知識(shí)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(guó)有近30個(gè)、總裝機(jī)約3GW的在建光熱項(xiàng)目正穩(wěn)步推進(jìn)，預(yù)計(jì)到2026年，光熱發(fā)電總建成裝機(jī)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(chǎng)主導(dǎo)地位。塔式技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換效率較高，儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)明顯，適合大規(guī)模集中式發(fā)電，也占有較高的市場(chǎng)份額。
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