可重新再利用的光熱發(fā)電站 定位礦業(yè)市場
發(fā)布者：本網(wǎng)記者Alice | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評論 | 6671查看 | 2014-02-17 13:44:00
光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)正竭盡全力地試圖開拓新的市場應(yīng)用空間，礦業(yè)用能市場正成為SolarReserve等領(lǐng)先光熱發(fā)電企業(yè)的目標(biāo)新興市場，這一市場也對光熱發(fā)電技術(shù)提出了獨特的要求，為適應(yīng)市場需求，SolarReserve提出了可重新利用的光熱電站設(shè)計的新概念。
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道：在全球范圍內(nèi)，擁有適合開發(fā)光熱電站的高DNI輻照資源條件的地區(qū)大多位于內(nèi)陸沙漠等偏遠(yuǎn)地區(qū)，這里同時擁有豐富的金屬礦產(chǎn)資源。這為光熱發(fā)電提供了一個新的市場方向，礦業(yè)用電市場。
圖：夜間仍在運作的礦山
礦業(yè)生產(chǎn)屬高耗能產(chǎn)業(yè)，在礦業(yè)領(lǐng)域，當(dāng)前最常用的供電設(shè)備是柴油發(fā)電機(jī)，這種模塊化的可擴(kuò)展的巨型發(fā)電機(jī)可以7*24小時持續(xù)運行。在一個礦山被開采完畢后，其可以隨時拆裝以用于下一座礦山的開采需求。
光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入礦業(yè)市場，其必然需要面對柴油發(fā)電機(jī)的競爭，柴油發(fā)電為礦業(yè)市場提供了其所需要的可移動的可承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷的電力來源。對于礦產(chǎn)地離網(wǎng)型的電力供應(yīng)，一旦礦山不再開采、電力需求消失，供電源的價值也將不復(fù)存在。比如有些小型礦山可能僅僅能維持開采10年，與之配套的供電設(shè)備在10年之后就將面臨拆除。
可再利用設(shè)計攤銷成本
雖然從整個壽命期內(nèi)來看，對于光熱發(fā)電而言，是可以與柴油發(fā)電的成本相競爭的。但光熱發(fā)電站的初期投資成本過高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采購幾臺柴油發(fā)電機(jī)的成本，初期投資成本過高是其推廣的首要障礙。
此前已經(jīng)宣布在澳大利亞Perth設(shè)立辦公室，正式進(jìn)軍澳大利亞礦業(yè)用電市場的光熱發(fā)電領(lǐng)先企業(yè)SolarReserve公司業(yè)務(wù)發(fā)展高級副總裁Tom Georgis稱，“解決這一問題應(yīng)使光熱電站也具備可重復(fù)利用性，以在較長一段使用壽命期內(nèi)分?jǐn)偲涑跗谕顿Y的巨額成本”。
Georgis在船舶動力方面的工作經(jīng)驗給了他靈感，船舶動力電源可以在需求電力時對供電源進(jìn)行快速部署?；诖嗽O(shè)想，SolarReserve提出了可重復(fù)利用的光熱電站設(shè)計構(gòu)想。目前，Georgis正在與SolarReserve和RocketDyne（SolarReserve熔鹽儲熱專利技術(shù)的持有方）的工程團(tuán)隊成員一起重新開發(fā)適應(yīng)礦業(yè)市場應(yīng)用的塔式光熱發(fā)電技術(shù)。
Georgis透露，其正在開發(fā)的是其大規(guī)模熔鹽儲熱光熱發(fā)電技術(shù)的小規(guī)模版本“M”級光熱發(fā)電系統(tǒng)?！艾F(xiàn)在該系統(tǒng)仍處于前期開發(fā)階段，但我們確定礦業(yè)市場對這種可重新利用的光熱發(fā)電技術(shù)是有需求的。”Georgis表示，“M”級塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)定位于滿足小型礦山的用電需求設(shè)計，提供客戶自定義的定制化產(chǎn)品方案，目標(biāo)是提供20~30MW的帶儲熱的可7*24小時持續(xù)供電的離網(wǎng)型光熱發(fā)電系統(tǒng)，主要設(shè)計攻關(guān)點是可拆卸式可重復(fù)利用設(shè)計，以保證在電站運行10年后可以被轉(zhuǎn)移至另外一座礦山進(jìn)行重利用。
可能的租賃協(xié)議模式
為適應(yīng)礦業(yè)市場的特殊用電需求，光熱發(fā)電在礦業(yè)市場的商業(yè)模式也需要有所改變。在礦業(yè)領(lǐng)域，你無法與電力公司簽署長期的PPA購電協(xié)議來通過售電獲得收入，因為這大多是離網(wǎng)型用電市場。為此，SolarReserve稱將考慮采取租賃模式。但租賃期限的設(shè)定必須是靈活的且是長期的，因為在礦業(yè)市場，供應(yīng)端和需求端都存在不可預(yù)知性。
美國猶他州有60年歷史的Clifton礦業(yè)公司CEO Bill Moeller解釋稱，“情況每年都在變化，一個礦山擁有一定量的礦藏，基于這些礦藏和對應(yīng)的礦藏金屬價格，你可以預(yù)測一個礦山的運行時間。但金屬的價格一直都是忽升忽降的，假如這種金屬的價格在10年以后下跌了呢？如果到時你處于一個投入產(chǎn)出的邊際情景，你將不能夠維持該礦山的運行，你必須將其關(guān)閉。我們公司就曾經(jīng)遇到這樣的事，我們關(guān)閉了一些礦山，并非因為其礦藏已被開采完畢。”
基于金屬市場的不可預(yù)知性，準(zhǔn)確預(yù)測一個礦山到底需要多長時間的供電期是困難的。柴油發(fā)電機(jī)的靈活性使其得以廣泛應(yīng)用。另外，有時，一個礦山可能還需要增加供電能力。Moeller稱，不論何時我們需要，或某些柴油發(fā)電機(jī)需要更新設(shè)備，我們都可以隨時增加或更新這些機(jī)組。而光熱發(fā)電站的靈活性顯然遠(yuǎn)不及柴油發(fā)電。
財務(wù)可行性
對電力需求的不可預(yù)測性是一個問題，但柴油發(fā)電每年增加的耗費是確定的，Moeller說道，“我們知道柴油價格正在日益增長，但我們目前沒有其它選擇。雖然每個人都希望用上太陽能電力這種清潔電能，但問題是，其成本如何？”
柴油發(fā)電的價格大概在300~500美元/MWh，即0.3美元~0.5美元/kWh。SolarReserve的光熱發(fā)電技術(shù)的LCOE已經(jīng)完全可以與之抗衡，但前提是，需要有25年的運行期限作保證。
Georgis表示，“光熱發(fā)電站的先期投資較大，但我們后期沒有燃料成本，柴油發(fā)電的主要成本則在燃料的采購成本上。如果將這兩種發(fā)電技術(shù)進(jìn)行全生命周期對比，我們的技術(shù)仍然更具成本經(jīng)濟(jì)效益。為適應(yīng)市場的需要，‘M’級系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)是在礦業(yè)市場具備財務(wù)可行性，即使在較短的礦山生命周期內(nèi)，或短期的僅僅10年的協(xié)議供電期內(nèi)，仍然比柴油發(fā)電更具經(jīng)濟(jì)性。”也只有這樣，光熱發(fā)電才可以與柴油發(fā)電相競爭。
這意味著，這一可重新利用的供電方案可能需要在其整個生命周期內(nèi)簽署三個約10年的PPA合約，以此來分?jǐn)偢甙旱某跗谕顿Y。這也意味著一個光熱電站將需要進(jìn)行兩次重拆裝的再利用。
儲熱技術(shù)+柴油輔助
Georgis還稱，“絕大多數(shù)礦山都是7*24小時運行的，采礦是資本密集型的行業(yè)，為實現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益必須24小時持續(xù)運行。礦業(yè)市場需要持續(xù)的穩(wěn)定電力來源，這對光熱發(fā)電站而言是十分關(guān)鍵的，如果供電因任何原因中斷，礦業(yè)開采就只能停止，如果選擇光熱發(fā)電，這意味著你在5分鐘之內(nèi)無法完成重啟，這可能需要花費很長時間進(jìn)行檢修?！边@是礦業(yè)市場選擇更為昂貴的柴油供電的最大原因。
西澳大利亞礦產(chǎn)與能源商會主席Reg Howard-Smith表示，“礦業(yè)生產(chǎn)的機(jī)會成本巨大，選擇低風(fēng)險的傳統(tǒng)能源供電比高風(fēng)險的具有間歇性缺陷的可再生能源供電更為現(xiàn)實。”
SolarReserve要將其光熱發(fā)電系統(tǒng)推向礦業(yè)市場也面臨這樣的障礙，雖然儲熱技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)長時間的持續(xù)供電，但在連續(xù)的光照資源不足、冬季寒冷天氣的情況下，仍需輔助燃料進(jìn)行加熱。在礦業(yè)市場無法采用天然氣輔助，只能采用柴油輔助加熱。這在全年時間內(nèi)大概有10%的時間段需要采用柴油輔助。
SolarReserve的目標(biāo)是在如西澳大利亞地區(qū)孤立的小型礦用電市場，提供大概30MW規(guī)模的光熱電站系統(tǒng)設(shè)計，需要滿足白天和夜間的持續(xù)供電，并可實現(xiàn)可拆卸重新利用。
如何實現(xiàn)拆卸運輸再安裝？
連根拔起并拆卸運輸一個光熱電站至一個新的地方的想法聽起來有點不可思議。雖然“M”級光熱發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計依然在進(jìn)行中，Georgis現(xiàn)已確定，“僅僅系統(tǒng)中的儲熱罐可能確定無法實現(xiàn)再利用，這種儲熱罐是碳鋼和不銹鋼材質(zhì)，并采用混凝土澆筑的。而罐中的熔鹽仍可以被重新利用。另外，高精度的定日鏡的設(shè)計壽命在30年以上，對這些定日鏡的重利用不存在任何問題。汽輪機(jī)也可以得到二次利用。對于蒸汽發(fā)生器和管道系統(tǒng)是否可以拆卸并重新組裝，我們正在進(jìn)行研究?！?/div>
同時，礦產(chǎn)地似乎也為運輸拆卸后的光熱電站提供了一些便利。SolarReserve光熱發(fā)電輔助礦業(yè)開采的主要目標(biāo)市場區(qū)域位于澳大利亞西部，那里礦采業(yè)發(fā)達(dá)，有相關(guān)的背負(fù)式運輸基礎(chǔ)設(shè)施，礦產(chǎn)商利用這些運輸設(shè)施將開采出的礦產(chǎn)從礦山運至港口。這些設(shè)施未來可以用來運輸拆卸后的光熱電站。
拆卸后的光熱電站，需要搬遷至另一個用電礦山進(jìn)行再次安裝，這同時將增加安裝成本。
Howard-Smith表示，“西澳大利亞的主要礦業(yè)區(qū)如Pilbara、中西部地區(qū)和采金區(qū)，有十分豐富的可再生能源，特別是太陽能資源?！盨olarReserve確信，可移動的、可擴(kuò)展的、更具成本競爭力的光熱發(fā)電技術(shù)的開發(fā)將可以在未來使光熱發(fā)電技術(shù)更具競爭力。
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