西安益通熱工技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司 楊 洋
基于人類(lèi)社會(huì)對(duì)可持續(xù)發(fā)展能源的重視,低碳環(huán)保型的太陽(yáng)能發(fā)電(光伏發(fā)電)這種新能源,自然受到了世界各國(guó)的大力發(fā)展。對(duì)此,我國(guó)也充分發(fā)揮大國(guó)責(zé)任,積極響應(yīng)環(huán)保技術(shù),高度配合全球能源組織的要求,加快利用和推廣太陽(yáng)能發(fā)電(光伏發(fā)電)替代傳統(tǒng)煤電,這既是為了適應(yīng)中國(guó)當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要,也是為了實(shí)現(xiàn)中國(guó)在保護(hù)環(huán)境上對(duì)全球所做出的承諾,既表現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的社會(huì)責(zé)任與擔(dān)當(dāng),也是新時(shí)期中國(guó)特色社會(huì)主義建設(shè)的時(shí)代需要。
在過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)國(guó)家為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì),對(duì)不可再生的煤炭、天然氣、化石燃料資源等都加以了過(guò)量利用與浪費(fèi),而如今對(duì)能量緊缺問(wèn)題的處理也就開(kāi)始顯得刻不容緩。近年來(lái),因全球煤炭資源緊缺,越南多家燃煤電廠(chǎng)面臨關(guān)停。我國(guó)作為煤炭大國(guó),也常因煤炭供給進(jìn)行限電,因煤價(jià)長(zhǎng)期上漲,目前國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)煤電發(fā)電成本已高于售電電價(jià)。內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市是我國(guó)著名的產(chǎn)煤區(qū),但當(dāng)?shù)仉姀S(chǎng)用煤主要還是來(lái)自外煤,自2020年起,電廠(chǎng)采購(gòu)煤價(jià)節(jié)節(jié)攀升,發(fā)電成本達(dá)到0.325元/kWh,遠(yuǎn)超售電0.2829元/kWh,發(fā)電利潤(rùn)持續(xù)為負(fù)值,企業(yè)生存壓力巨大。
新能源利用方法較多,包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、生物能發(fā)電、核能發(fā)電、太陽(yáng)光熱發(fā)電和地?zé)崮馨l(fā)電等。我國(guó)國(guó)土面積遼闊,太陽(yáng)能方面的資源在全球范圍內(nèi)位居第二位。2021年,我國(guó)光伏新增裝機(jī)54.88GW,已連續(xù)9年位居全球首位,截至2021年年底,光伏累計(jì)裝機(jī)3.06億kW,也已連續(xù)7年位居全球首位。光伏產(chǎn)業(yè)鏈已實(shí)現(xiàn)全國(guó)產(chǎn)化,供應(yīng)鏈基本自主可控,光伏產(chǎn)品出口至近200個(gè)國(guó)家和地區(qū),中國(guó)累計(jì)光伏組件產(chǎn)量近800GW。乘著政策利好的東風(fēng),國(guó)內(nèi)光伏建設(shè)迎來(lái)了一個(gè)又一個(gè)高峰,火電廠(chǎng)作為傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)的老大在此形式下也開(kāi)始逐漸探索新的發(fā)電模式。
自2020年1月1日起,我國(guó)光伏進(jìn)入了0補(bǔ)貼時(shí)代,國(guó)家政策將光伏發(fā)電與傳統(tǒng)火電進(jìn)行了價(jià)格對(duì)接,光伏發(fā)電執(zhí)行地方脫硫燃煤價(jià)格。在此等情況下對(duì)組件的效率以及光伏的BOS 成本、優(yōu)質(zhì)光資源的選擇、運(yùn)行期的節(jié)能性能都提出了更多的要求。
圖1
依據(jù)美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室2022年3月7號(hào)發(fā)布的最新版的NREL 效率發(fā)展圖,可以看到單晶硅電池實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到26.1%(ISFH 德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所),而多晶電池也達(dá)到23.3%(JINKO SOLAR 晶科能源)。除了傳統(tǒng)晶硅電池外CdTe 薄膜電池和CIGS 薄膜電池也因較好的弱光性,以及較低的溫度系數(shù)迅速發(fā)展。而近期備受矚目的鈣鈦礦電池也由近13年的努力由3.8%提升至25.7%(UNIST 蔚山科學(xué)技術(shù)院)。
自2015年光伏組件1500V 系統(tǒng)、2017年雙玻組件逐漸走進(jìn)視野到2021年開(kāi)發(fā)的新一代182mm 及210mm 組件,光伏逐漸向更大、集成度更高的方向發(fā)展,相應(yīng)的BOS 成本也逐步下降。光伏跟蹤支架,季節(jié)可調(diào)支架更是將光照資源進(jìn)行了更極致地利用。清掃機(jī)器人等新型的運(yùn)維方式也為提高發(fā)電量降低度電成本提供了很有力的支持。
目前,新能源光伏發(fā)電站在發(fā)展進(jìn)程中還存在著若干問(wèn)題,下文就幾方面情況加以分析。
較西方發(fā)達(dá)國(guó)家而言,中國(guó)的新能源光伏發(fā)電技術(shù)起步時(shí)間較晚,但后來(lái)中國(guó)在部分發(fā)達(dá)國(guó)家政策的幫助下,通過(guò)自身的快速發(fā)展并與發(fā)達(dá)國(guó)家建立了合作伙伴關(guān)系,使得近年來(lái)中國(guó)新能源光伏發(fā)電方面在科技方面發(fā)展迅速,已經(jīng)沖破了關(guān)鍵技術(shù)等方面的瓶頸,成為國(guó)際領(lǐng)先的代表。不過(guò)由于發(fā)展速度過(guò)快,且準(zhǔn)入門(mén)檻較低,導(dǎo)致一些小公司渾水摸魚(yú),光伏產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊。對(duì)新進(jìn)入光伏行業(yè)的火力發(fā)電廠(chǎng)而言,雖然都是發(fā)電行業(yè),但建設(shè)周期的過(guò)于緊湊,設(shè)備更新?lián)Q代過(guò)于頻繁使得火力發(fā)電廠(chǎng)的建設(shè)管理人員對(duì)光伏發(fā)電了解不足,使建設(shè)過(guò)程存在各種隱患。
目前,我國(guó)通過(guò)對(duì)火力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造,使火力機(jī)組具有深度調(diào)峰的能力,火電機(jī)組的調(diào)峰能力提升了新能源的消納,使新能源可以擺脫限電困擾具有進(jìn)一步發(fā)展的空間。 近年來(lái),在新能源光伏電池轉(zhuǎn)換效率的提升及建造BOS 成本的下降,光伏發(fā)電獲得了一定的突破性發(fā)展,在光照資源較好地區(qū)成本已經(jīng)接近0.15元/kWh,與普通的水力發(fā)電生產(chǎn)成本比較沒(méi)有太大差別。在煤炭?jī)r(jià)格大幅上漲的當(dāng)前,煤電的成本以上升至0.35元/kWh,而光熱發(fā)電由于技術(shù)進(jìn)步緩慢,目前成本在0.8元/kWh。相對(duì)于低成本的光伏發(fā)電,傳統(tǒng)火力發(fā)電在發(fā)電成本上已不具備優(yōu)勢(shì)。但光伏發(fā)電占地面積大,征地費(fèi)用高,且由于近年來(lái)硅料原材料上漲,都對(duì)光伏項(xiàng)目建設(shè)造成了較大影響。
4.1.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)方式
烏海建設(shè)項(xiàng)目為采煤面沉陷收縮區(qū)域,建設(shè)項(xiàng)目前期的土地穩(wěn)定性分析報(bào)告中提示,烏海建設(shè)項(xiàng)目所處地塊的礦井采空區(qū)域面積,主要包括下侏羅系的五個(gè)煤層開(kāi)采,煤層瓦斯累積采厚達(dá)12m 以上,采深90、300m,采面沉陷區(qū)域內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定的土壤地表侵蝕、移動(dòng)和變化,對(duì)該范圍內(nèi)的光伏組件基礎(chǔ)、光纜埋設(shè)、逆變升壓房等基礎(chǔ)會(huì)形成一定的環(huán)境影響,采取太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)常規(guī)建設(shè)的支架型式和基礎(chǔ)形式,必然會(huì)產(chǎn)生一定的安全隱患,甚至無(wú)法保障電站生命周期內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施安全。對(duì)此經(jīng)與設(shè)計(jì)院人員進(jìn)行了反復(fù)討論,選擇短支撐、增基礎(chǔ)、箱變現(xiàn)澆基礎(chǔ)等方法以降低土地沉降對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的危害[1]。
4.1.2 積極引入新技術(shù)
烏海項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目量大、工程任務(wù)大。為能夠在整個(gè)發(fā)電站的建造和采用的技術(shù)都能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并且在世界處于領(lǐng)先地位的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求,需要在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建筑材料、設(shè)備、維護(hù)系統(tǒng)等方面來(lái)整合資源和先進(jìn)技術(shù),盡最大可能提升發(fā)電站效能,而其中應(yīng)用的直流拉弧檢測(cè)智能匯流箱、集散型逆變器、高效逆變器等技術(shù),使該項(xiàng)目已達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)跑者的水平。
4.1.3 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),控制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)
考慮到當(dāng)時(shí)很多先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備,在市場(chǎng)上還未獲得成熟運(yùn)用,公司的科研人員通過(guò)反復(fù)和廠(chǎng)商溝通交流,經(jīng)過(guò)調(diào)查論證、對(duì)比分析,明確了各個(gè)裝置技術(shù)參數(shù),使得裝置更符合烏海項(xiàng)目地實(shí)際狀況,并通過(guò)編制了技術(shù)合同、測(cè)試方法,嚴(yán)把技術(shù)質(zhì)量關(guān),有效減少了企業(yè)新技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)。
4.2.1 不斷完善招投標(biāo)制度
招標(biāo)是引進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,經(jīng)過(guò)詢(xún)比價(jià)流程來(lái)進(jìn)行供應(yīng)商的選擇,這是加強(qiáng)成本控制的基礎(chǔ),也是自身選擇的機(jī)會(huì),根據(jù)價(jià)格比對(duì)、付款方式和供貨周期等多方面進(jìn)行協(xié)商、談判,同時(shí)還有著保護(hù)施工單位管理人員利益的重要作用。項(xiàng)目明確采取如下措施:一是項(xiàng)目招標(biāo)公告在電子商務(wù)平臺(tái)發(fā)布后,同時(shí)將在公司內(nèi)、外部網(wǎng)站同步發(fā)布,并動(dòng)員全體干部員工加大招標(biāo)項(xiàng)目的宣傳,動(dòng)員更多的合格供應(yīng)商參與,保證投標(biāo)報(bào)名7家以上,并且確保有5家進(jìn)入最后的開(kāi)、評(píng)標(biāo)環(huán)節(jié)。二是招標(biāo)文件的資質(zhì)、業(yè)績(jī)要求適當(dāng)放寬,降低準(zhǔn)入門(mén)檻,制定科學(xué)合理的評(píng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和方法。將非法定、非必要的資質(zhì)、業(yè)績(jī)條件不作為資格條件要求,可在技術(shù)、商務(wù)評(píng)標(biāo)辦法中設(shè)置相關(guān)評(píng)分項(xiàng),允許更多的潛在供應(yīng)商參與,引入充分競(jìng)爭(zhēng)。三是利用電商平臺(tái)庫(kù)內(nèi)16萬(wàn)余家供應(yīng)商資源,提前聯(lián)系動(dòng)員庫(kù)內(nèi)合格供應(yīng)商參與投標(biāo)。
4.2.2 構(gòu)建設(shè)備供應(yīng)商管理體系
對(duì)供貨商績(jī)效,通過(guò)數(shù)字化測(cè)評(píng)的方式,可以全面客觀(guān)準(zhǔn)確地反映供貨商供貨周期、供貨商品質(zhì)量、技術(shù)服務(wù)響應(yīng)等各方面情況;增加供貨商考核,建設(shè)完備的管理人員,從設(shè)備在廠(chǎng)監(jiān)造到設(shè)備出廠(chǎng)運(yùn)輸直到到場(chǎng)驗(yàn)收形成完整供應(yīng)鏈體系,在實(shí)際的制造過(guò)程中做好商品檢測(cè)和工藝分析,以保證工程質(zhì)量;通過(guò)對(duì)原材料價(jià)格進(jìn)行動(dòng)態(tài)信息管理,做好市場(chǎng)觀(guān)察和行業(yè)分析工作,在企業(yè)招標(biāo)、詢(xún)價(jià)、磋商時(shí)做好分析和工作,并做好供應(yīng)商企業(yè)考核,積極參加技術(shù)溝通,在前期洽談時(shí)就將生產(chǎn)制造的工藝和日期確定,進(jìn)行駐廠(chǎng)監(jiān)造,并形成商品質(zhì)量預(yù)防、品質(zhì)信息管理、工程質(zhì)量違規(guī)處理等有關(guān)資料。
質(zhì)量控制放在整個(gè)項(xiàng)目管控的最關(guān)鍵地位。面對(duì)該問(wèn)題,主要采用以下五方面的對(duì)策:
一是設(shè)計(jì)管理,進(jìn)行嚴(yán)格的施工圖預(yù)審,施工圖交底,施工會(huì)審。對(duì)于工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文要求落實(shí)到位,要求設(shè)計(jì)工代經(jīng)常深入施工現(xiàn)場(chǎng),調(diào)查及了解施工是否與設(shè)計(jì)要求相符,并協(xié)助施工單位解決施工中出現(xiàn)的具體問(wèn)題,做好服務(wù)工作。
二是材料管理,所有建造發(fā)電站的材料、設(shè)備必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)和測(cè)試,包括其規(guī)格、品種、登記等各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),必須符合出廠(chǎng)和建造要求,才可以投入使用,比如水泥工人入場(chǎng)時(shí),必須對(duì)水泥的種類(lèi)、等級(jí)、散裝及包裝的倉(cāng)號(hào)、產(chǎn)品出廠(chǎng)時(shí)間等規(guī)格進(jìn)行比對(duì)核實(shí),而且還要對(duì)水泥的硬度、穩(wěn)定性以及其他技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行復(fù)驗(yàn),產(chǎn)品質(zhì)量要達(dá)到現(xiàn)行的我國(guó)相關(guān)規(guī)范。模板及支撐構(gòu)件要具有適當(dāng)?shù)某休d力、硬度和穩(wěn)定性,并能夠安全可靠地經(jīng)受住施工水泥的屯量、土體側(cè)壓強(qiáng),以及施工的荷載。
三是現(xiàn)場(chǎng)施工管理,重點(diǎn)檢查地基承載力,采用靜荷載試驗(yàn)檢驗(yàn)墊層承載力,且每個(gè)單體不少于3個(gè)點(diǎn)。在對(duì)鋼支架安裝方面,重點(diǎn)控制鋼支架支撐的垂直程度,以及鋼支架預(yù)埋件焊縫的飽滿(mǎn)度。
四是資料管理,工程管理、施工技術(shù)準(zhǔn)備、質(zhì)量管理與預(yù)控等方面的支持性文件及資料,包括施工組織設(shè)計(jì)、施工技術(shù)方案、施工作業(yè)文件、檢測(cè)試驗(yàn)計(jì)劃、質(zhì)量與安全控制關(guān)鍵點(diǎn)的識(shí)別及措施、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)條文執(zhí)行策劃文件、監(jiān)理實(shí)施細(xì)則、旁站方案、工程設(shè)計(jì)文件、混凝土管樁/鋼構(gòu)件/焊材出廠(chǎng)質(zhì)量證明文件、材質(zhì)證明文件、廠(chǎng)家技術(shù)文件、材料進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)記錄文件、焊工資格證,焊接工藝評(píng)定及焊接工藝文件、監(jiān)理質(zhì)量旁站記錄、監(jiān)理驗(yàn)收資料、監(jiān)理見(jiàn)證取樣記錄文件、已形成實(shí)體工程的材料檢驗(yàn)記錄及質(zhì)量驗(yàn)收簽證等。自始至終進(jìn)行數(shù)據(jù)資料的采集與匯總存檔,為竣工驗(yàn)收提供依據(jù)。
光伏發(fā)電站項(xiàng)目的工程建設(shè),首先需要針對(duì)光伏發(fā)電站具體的項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)和地點(diǎn)深入分析,再進(jìn)行投標(biāo)或招標(biāo)的方法確定。為了工程的順利進(jìn)行,首先需要施工隊(duì)伍必須具備豐富經(jīng)驗(yàn)及優(yōu)質(zhì)的技術(shù)實(shí)力。這需要通過(guò)對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行資格預(yù)審,通過(guò)網(wǎng)上查詢(xún)方法,以了解施工隊(duì)伍的技術(shù)商譽(yù)程度,并咨詢(xún)施工業(yè)績(jī)記錄中項(xiàng)目建設(shè)方的主要負(fù)責(zé)人后,才能篩選出技術(shù)技能等級(jí)合格的施工隊(duì)伍。對(duì)該施工隊(duì)伍投標(biāo)價(jià)格和招標(biāo)文件,進(jìn)行嚴(yán)格控制,確定價(jià)格和施工期限的合法性,防止以低成本競(jìng)價(jià)項(xiàng)目招標(biāo),從而導(dǎo)致建設(shè)項(xiàng)目施工期限的延誤,或者無(wú)法順利按時(shí)進(jìn)行工程。招標(biāo)方式項(xiàng)目部門(mén)應(yīng)當(dāng)開(kāi)展評(píng)標(biāo)會(huì),以提高招投標(biāo)團(tuán)隊(duì)的質(zhì)量安全性,而針對(duì)新材料設(shè)備的工程項(xiàng)目招標(biāo),則應(yīng)當(dāng)選擇提交有關(guān)材料質(zhì)量、尺寸、機(jī)械性能的檢驗(yàn)報(bào)告書(shū)和技術(shù)合同的公司集團(tuán),以減少光伏發(fā)電站項(xiàng)目的工程風(fēng)險(xiǎn)。
項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管是項(xiàng)目建設(shè)的重中之重,在建筑團(tuán)隊(duì)進(jìn)行項(xiàng)目施工布設(shè)時(shí),應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照項(xiàng)目的平面施工工程設(shè)計(jì)總圖、建材設(shè)備設(shè)計(jì)尺度等進(jìn)行具體建筑布局,在建筑施工之前,要檢查建設(shè)施工器具配置,認(rèn)真查閱設(shè)施證明書(shū),以確保各種資源齊備,并做出工作記錄,以搞好工程質(zhì)量管理工作。因此,在工地對(duì)原材料的供應(yīng)商做好了記錄和審核,以確定使用鋼筋混凝土材質(zhì)的型號(hào)、數(shù)量、級(jí)別和品種,使之與原方案一致,使用水泥的種類(lèi)、型號(hào)和品質(zhì)也應(yīng)符合工程要求,設(shè)施模板應(yīng)具有規(guī)定的承載力,設(shè)施支撐穩(wěn)定性好,能經(jīng)受水泥混凝土工作過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)建筑施工時(shí)的重壓,確保線(xiàn)纜連接裝置品質(zhì)良好,電器連接無(wú)裂紋。
根據(jù)光伏發(fā)電站的建設(shè)要求,一般需要建在地面寬闊、周邊無(wú)人地帶,如果這些地方自然環(huán)境遭到嚴(yán)重毀壞或者地形塌陷,地表構(gòu)造損傷或變形,如果在此種情況下進(jìn)行建造施工,則會(huì)直接影響建筑質(zhì)量,包括光伏組件的基礎(chǔ)設(shè)施、逆變器和升壓室的基礎(chǔ)設(shè)施、光纜掩埋設(shè)計(jì)等。在尋求光伏發(fā)電機(jī)工程建設(shè)地塊時(shí),當(dāng)?shù)卣髦鞴軕?yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作,科學(xué)合理利潤(rùn)分配,共同擇優(yōu)專(zhuān)項(xiàng)方案,減少對(duì)基本農(nóng)田、林地、牧草地的占據(jù),以提高光伏發(fā)電站工程建造的經(jīng)濟(jì)效益。
為確保太陽(yáng)能光伏發(fā)電站工程項(xiàng)目的成功建設(shè),應(yīng)吸收各種優(yōu)質(zhì)、領(lǐng)先科技,認(rèn)真做好整個(gè)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、裝置選型,合理運(yùn)用智能化的先進(jìn)科技技術(shù)設(shè)備,以加倍提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電站運(yùn)行效率。但對(duì)于在那些未成熟使用于國(guó)內(nèi)及國(guó)際市場(chǎng),未進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)研論證和比較分析得新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制,以減少風(fēng)險(xiǎn)。
綜上所述,再生能源的緊缺問(wèn)題已成為整個(gè)社會(huì)所關(guān)心的焦點(diǎn),而節(jié)能環(huán)保的光伏電站又具有其節(jié)能、高效的特點(diǎn)。使用新能源發(fā)電替代傳統(tǒng)火電,利用火電的高適配性為新能源發(fā)電做替補(bǔ),對(duì)保障國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的積極意義。