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焦建清:中国在光热发电标准方面的话语权会越来越强

国际电力网  来源:中国能源报  日期:2017-09-13
 
 
   伴随国内光热产业的快速发展,制定行业标准成为当务之急。

在2017第二届中国 • 德令哈光热大会将在青海省德令哈市举办之际,中国大唐集团新能源股份有限公司副总经理、全国太阳能光热发电标准化技术委员会主任委员焦建清,接受了中国能源报记者专访。他表示,目前光热发电仍处于初期发展阶段,标准体系研究也尚处于起步阶段,在光热发电标准制定中也确实面临一些困难。只有在不断地摸索过程中,才能取得经验,未来,伴随国内和国际光热发电相关标准的发布和应用,我国光热发电产业有望步入新的快速发展阶段。

标准是当前一个紧迫的任务

中国能源报:随着光热电价和首批示范项目政策的落实和推进,光热发电行业的标准制定工作也得到了国家的日益重视。目前国内外光热行业标准发展的现状如何?

焦建清:光热发电在国内是一个新兴的行业。太阳能光热发电在建设过程中,其实是没有标准可循的,健全、完善光热发电标准,是当前一个紧迫的任务。

目前IEC光热在编标准有八项。这八项标准中国的相关专业人员全部参与制定。国内在编的标准有4项。

光热发电示范项目建设对于标准编制意义重大。一方面,在第一批光热示范电站中,部分电站采用了全新的技术路线,例如熔盐塔式电站、熔盐槽式电站和熔盐线性菲涅尔式电站,这些技术即使在国外也没有产业化大规模推广应用,因此这批示范电站的建设为这些新兴技术的推广应用以及相关标准的制修订提供重要的技术与实践支撑;

另一方面,现有光热电站设计标准的编制是开创性的,主要基于国外大型光热电站与国内试验及中小型光热电站的设计经验,某种程度上在内容上还有一定的欠缺,首批示范电站项目的设计、施工、调试和运维不仅为这些标准提供了应用验证机会,同时也为标准的进一步完善提供了实践经验支撑。

中国能源报:已经拟定以及正在拟定的4项国家标准在行业起到哪些具体的作用?

焦建清:正在拟定的太阳能光热发电国家标准中,术语和典型太阳年产生办法两项标准是光热发电产业的基础标准,将规范光热发电行业用语与太阳能资源评估方法,将对光热电站前期开发、发电量预测和运行指标评价发挥重要指导意义。

槽式与塔式光热电站设计规范两项国家标准不仅填补了国内光热电站设计标准的空白,而且填补了世界光热电站设计标准的空白,这也是在申报IEC国际标准过程中得到许多国家支持的主要原因。这两项设计规范在编制过程中采纳了全行业设计领域专家的宝贵经验,标准的发布将为提高光热电站设计及管理水平发挥重要作用。

标准制定收获颇丰

中国能源报:太阳能光热发电技术和设备领域的标准化工作已取得什么最新进展?

焦建清:由中国大唐集团新能源股份有限公司主导的《槽式太阳能光热发电站设计总体要求》已经提交到IEC,并得到IEC的立项确认。作为IEC的一项标准,由中国来主导来制定这项标准。

2017年3月22日至24日,由中方领导的该项标准的工作组获邀请在瑞士日内瓦IEC总部召开标准启动会,这也是TC117在编技术标准中第一个获邀在IEC总部召开启动会的标准。本次会议中,共有来自IEC总部、中国、摩洛哥和西班牙的12名专家参加了会议。专家们针对槽式太阳能光热发电站设计要求,讨论了标准编写的范围和大纲,一致通过了中国提交的标准草案,最后确定了标准编写工作计划,及下次工作组会议方式与时间。

此外,中国还参与了其余7项正在制订的IEC光热发电标准,这些标准涉及光热发电术语、典型太阳能产生方法、集热器与吸热器通用要求与测试方法、储热系统特性与线性菲涅尔集热器技术要求等内容。

最近,中国又主导提交了《塔式太阳能光热发电站设计总体要求》,提交以后能不能得到批准,这还是一个未知数,但是我们都在积极地争取,实际上就是争取中国提交的标准内容能够在国际相关的标准中占有一定的位置和话语权。

中国能源报:国内情况如何?

焦建清:从国内来讲,在光热发电国家标准的制定方面,有《槽式太阳能光热发电站设计规范》《塔式太阳能光热发电站设计规范》两项工程建设标准。目前还有《太阳能热发电厂选址规程》《太阳能热发电厂可行性研究报告内容深度规定》《太阳能热发电储热系统设计规范》等十余项与太阳能热发电有关的行业标准正在编制阶段。

另外,由相关企业、高等学院、科技机构组成的国家太阳能光热产业技术创新战略联盟,也正在制定联盟的标准,比如《定日镜质量试验方法》和《抛物面槽式太阳能集热器热性能动态测试方法》一共十一项联盟标准。

总而言之,光热发电行业根据自身发展情况和需要对制定标准的态度是非常积极的,这些标准的制定对我国在太阳能光热发电事业的发展,将起到非常强大的推动作用,也具有非常现实的意义。

中国能源报:中国首批光热发电示范项目数量就达20个,总装机容量达1.35GW。首批示范项目在标准化方面有哪些创新和亮点?

焦建清:首批光热发电示范项目总装机组量1.35GW。包括9个塔式电站,7个槽式电站,和4个菲涅尔式电站。20个项目业主单位包括中国长江三峡集团、中国电建西北勘测设计研究院有限公司、内蒙古勘测设计院、中国科学院电工研究所等企业,这些单位也是光热发电标准制定的参与单位,同时也参与了《槽式太阳能光热发电站设计总体要求》等IEC光热发电标准以及槽式和塔式太阳能光热发电站设计规范等国家标准的制定。

这些单位在太阳能光热的资源评估、厂址选取及前沿技术方面做了大量的研究工作。在制定标准的同时,他们所取得的研究成果也必将应用于未来的20个示范电站之中去。

标准化破解光热发电现存困境

中国能源报:目前太阳能光热发电国家标准体系研究尚在起步阶段,在编的光热发电国家标准与行业标准数量有限。我国光热发电标准制定现存哪些困难?

焦建清:太阳能光热电站数量特别少,在设计阶段、建设阶段、调试阶段和运行阶段出现的一些问题,只有不断地摸索才能取得一些经验。

光热发电实际上是一个集成技术,牵涉到建筑、集热、传热、发电、检测、电网接入、自动化等多专业,系统复杂性突出。各种技术结合起来形成一个有机的系统,会产生哪些问题,其实确实是一个未知数。

以槽式集热管为例。槽式的集热管在运行中是随集热器转动的,里边有高温油介质在流动。这就存在密封的问题,对集热管制造企业与集热器安装厂家提出很高的要求,怎么使集热管在运行过程中不泄露或者减少泄露,像这样的技术困难,以现在的制造技术,是不是有改进的余地,我们有没有统一的行业标准来规范。

光热电站设计规范的制定除了包括常规电站的一些设计要求,还需要在太阳能光热资源评估、站址选择、镜场设计、太阳能光热关键设备部件选型设计、传热工质的选择、镜场抗风性、耐久性试验研究、工艺系统集成设计等方面做大量的专题研究。

例如,在光热电站的站址选择过程中,必须要考虑空气质量和风速等对太阳能热发电影响。要研究空气污染对光气候数据的影响,如有必要,还需要研究评估站址受粉尘污染影响,甚至还需研究站址区域的大气气溶胶(AOD)、风速风向。此外,还要研究在极端条件下的强风对电站某些部件强度设计的影响。因此,需要考虑、研究这么多的影响因素,并制定相应的技术指标要求,这些都大大增加了标准编制的难度。

中国能源报:我国太阳能光热发电目前主要面临着技术不成熟和成本高的问题,标准化工作如何助力这两大难题的破解?

焦建清:太阳能光热发电产业涉及集热、传热、发电、检测、电网接入等多个领域,系统复杂,且相关技术处于快速发展中,还需要一段时间和一些示范项目的经验积累。现在的太阳能光热建设的成本是非常高的,例如,2017年8月开标的一个50MW塔式熔盐光热电站,其中含不低于12小时的熔盐储热系统,工程总承包投标报价最低为2.4万元/千瓦。由此可见,相比其他发电形式,光热发电的造价还是非常高的。但是这个行业毕竟是刚刚起步,还会面临着很多的问题和不成熟,这是必然的。

我们在制定标准方面就是集全国在太阳能光热方面的各方面专家,尽早的在示范电站中积累经验,不仅应用并检验已有的标准,而且还会引导新的标准产生。用标准指导制造企业改进产品的质量,用标准指导设计与施工企业进一步优化设计与施工,以适应和满足太阳能光热发电产业的未来发展需要。这些改进、优化将体现在光热发电站光电效率与可靠性的提升,体现在发电成本的降低,还将体现在未来更大规模和容量的电站开发上。

积极提升国际标准制定话语权

中国能源报:光热发电未来标准化方向是什么?

焦建清:国家能源局在2016年12月16日正式印发的《太阳能发展“十三五”规划》中,明确提出,到2020年底,太阳能热发电装机达到500万千瓦。光热发电快速发展与宏伟规划,对光热发电的标准化工作提出了更高的要求。我认为“十三五”期间,光热发电领域必须要按照以下原则开展标准化工作,才能推动行业健康发展。

第一,重视顶层设计,加快太阳能光热发电标准体系的制订。统一规划,整合资源,尽快建立成熟的光热发电标准体系,覆盖集热、传热、发电、检测、电网接入等多个领域,为未来产业发展提供有效的标准体系支持。

第二,强调归口管理,集中力量制订一批产业急需的技术标准。在新成立的全国太阳能光热发电标准化技术委员会的统一领导下,加强光热发电相关的关键设备制造、工程安装调试、运行维护以及检测与评价体系等方面的技术标准制订,为当前产业发展提供技术支撑和标准规范。

第三,加强国际交流,积极参与太阳能光热发电国际标准化活动。国际电工委员会太阳能光热电厂技术委员会,即IEC/TC117,为光热发电技术标准化的国际交流提供了平台,有助于快速推动我国光热发电技术标准水平提升;另一方面,目前大部分IEC光热发电标准处于编制初期,是我国争取太阳能热发电标准国际话语权的绝佳机会。

因此,积极参与光热发电国际标准化活动,将有利于加强技术交流,提升技术实力,增强中国话语权,为中国技术、设备“走出去”提供技术标准保障。

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