國內光熱發電的碳足跡因子優于國際
【谷騰環保網訊】近日，生態環境部等三部門組織中國電力企業聯合會等單位計算并發布2023年全國光熱發電電力碳足跡因子。經過測算，2023年全國光熱發電的碳足跡因子為0.0313kgCO2e/kWh。
據了解，全球太陽能光熱發電項目技術路線為槽式、塔式、碟式及線性菲涅爾式。不同技術路線的碳足跡因子不同，與國際數據相比，我國的碳足跡因子數據均優于國際數據。
選取塔式和槽式技術類型進行核算
“光熱發電主要涉及塔式、槽式、線性菲涅爾式和蝶式等技術。由于光熱發電碳足跡因子需要代表行業屬性，所以，計算國內光熱發電的碳足跡因子收集的項目數據需要有典型性、技術代表性等。”中國廣核新能源控股有限公司副總工程師成和祥說，“根據公開數據，截至2023年，我國光熱機組的并網發電項目以塔式和槽式為主，占總發電量的90%以上，因此，本次核算的技術類型為塔式和槽式技術。”
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、內蒙古自治區、甘肅省、新疆維吾爾自治區等光熱資源豐富區域，案例的總裝機容量占到已投運裝機容量的50%以上。
收集的數據主要包括光熱發電所需的設備獲取階段、設施建設階段、運營維護階段等各個環節的數據，來自于企業提供的實測值或相關項目的初設/可研文件。主要包括能源消耗數據、材料消耗數據等。
“國內光熱發電的碳足跡因子根據不同技術類型的發電量加權計算得到全國光熱發電的平均電力碳足跡因子，即為光熱發電的電力碳足跡因子。本次測算的典型案例的光熱發電碳足跡因子區間值為0.0253-0.0457kgCO2e/kWh，全國光熱發電的平均電力碳足跡因子為0.0313kgCO2e/kWh。”成和祥說。
與國際數據庫相比，數據偏小
據了解，國內光熱發電的碳足跡因子計算參照了國內外有關標準，將光熱發電電力碳足跡因子系統邊界劃分為設備獲取階段、施工建設階段、運營維護階段和退役處置階段共計4個階段。
其中，設備獲取階段包括聚光系統、吸熱系統、儲換熱系統、發電系統等對應設備的原材料獲取、加工、運輸和制造；設備建設階段包括設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和設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備設施拆解、廢物運輸的能源消耗和廢物處理處置等。
“設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電的主流技術類型下的典型案例，加權得到全國光熱發電電力碳足跡因子。案例具有較好的代表性，能充分反映我國光熱發電項目的平均電力碳足跡因子水平。”
據了解，綜合文獻和各數據庫的調研，目前，國際上的光熱碳足跡因子區間值為0.02kgCO2e/kWh—0.06kgCO2e/kWh。本次測算的全國光熱發電的平均電力碳足跡因子為0.0313kgCO2e/kWh，結果與國際數據庫相比，數據偏小。
以國際常用的Ecoinvent數據庫為例，根據調研結果來看，Ecoinvent3.11數據庫中，光熱50MW槽式電站碳足跡因子為0.0536kgCO2e/kWh，國內光熱槽式平均碳足跡因子為0.0424 kgCO2e/kWh，比Ecoinvent的數據小20%。Ecoinvent3.11中的數據，光熱20MW的塔式電站碳足跡因子為0.0472kgCO2e/kWh，國內塔式光熱平均碳足跡因子為0.0268kgCO2e/kWh，比Ecoinvent的數據小43%。
“我國光熱發電的碳足跡因子偏低，主要原因是國內光熱項目的建設投產時間比國際晚，項目的平均裝機容量較國際大，具有更好的技術經濟性。因此，國內光熱發電的碳足跡因子優于國際數據庫。”成和祥說。
圖1 光熱發電項目統計圖
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中國光熱發電發展最迅速
近年來，隨著全球對清潔能源的關注度不斷提升，光熱發電行業也迎來了快速發展。但由于技術和成本等原因，其市場規模和份額相較于光伏和風能仍然處于劣勢。
不過，隨著技術發展的和成本的逐步降低，光熱發電的競爭力正在逐漸增強，建設規模逐漸擴大。據CSPPLAZA統計，2024年全球光熱發電建成裝機容量新增350MW，總裝機增至約7807MW。到2030年，全球光熱發電市場的總裝機容量預計將達到687GW級別。
全球范圍來看，西班牙仍然是光熱發電的領先國家，無論是技術還是項目數量都處于領先地位。美國也是是光熱發電市場的重要成員，加利福尼亞州、內華達州和亞利桑那州等地光照充足，光熱發電項目多且規模大、技術先進，涵蓋槽式、塔式以及碟式等多種類型。
中國是光熱發電發展最迅速的國家，2024年建成投運的商業化光熱發電項目總裝機量達到800MW，僅次于西班牙和美國。中國光熱發電技術不斷取得突破，形成了具有自主知識產權的核心技術，并成功研制出多種類型的光熱發電系統。目前，中國有近30個、總裝機約3GW的在建光熱項目正穩步推進，預計到2026年，光熱發電總建成裝機量將躍居全球第一。
其中，槽式技術因成本較低、技術成熟而占據市場主導地位。塔式技術的光電轉換效率較高，儲能優勢明顯，適合大規模集中式發電，也占有較高的市場份額。
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