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熔鹽儲(chǔ)熱成本壽命均完爆蓄電池美擬建全球最大儲(chǔ)能項(xiàng)目

發(fā)布者：本網(wǎng)記者Grace | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 20297查看 | 2016-10-28 13:43:00

　　CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：近日，SolarReserve計(jì)劃在美國(guó)建設(shè)其第二座太陽能光熱發(fā)電項(xiàng)目，其規(guī)模相當(dāng)于一座1000MW級(jí)的核電廠。該項(xiàng)目名為Sandstone Energy X，為一個(gè)裝機(jī)規(guī)模高達(dá)2GW、采用熔融鹽塔式技術(shù)路線的光熱發(fā)電園區(qū)，裝機(jī)容量相當(dāng)于SolarReserve此前開發(fā)的裝機(jī)110MW的新月沙丘項(xiàng)目的20倍左右，幾乎可與胡佛水壩的發(fā)電容量相匹敵。

　　將儲(chǔ)能做到極致

　　這個(gè)規(guī)模龐大的光熱發(fā)電園區(qū)預(yù)計(jì)總投資高達(dá)50億美元，到2021年將可實(shí)現(xiàn)全天侯穩(wěn)定輸出電力。據(jù)SolarReserve方面介紹，Sandstone Energy X項(xiàng)目的關(guān)鍵在于“將儲(chǔ)能做到極致”。該項(xiàng)目擁有20000MWh的儲(chǔ)熱容量，其儲(chǔ)能容量使南加州愛迪生電力公司（Southern California Edison）投標(biāo)的400MWh AES蓄電池系統(tǒng)相形見絀，因此該項(xiàng)目號(hào)稱是“世界上最大的儲(chǔ)能蓄電池?！?/div>

圖：Sandstone Energy X電站想象圖

　　Sandstone Energy X所配置的巨大儲(chǔ)能系統(tǒng)將賦予該發(fā)電園區(qū)極強(qiáng)的靈活性，并將為加州輸送充足的電力，可不分晝夜地滿足用電要求，包括加利福尼亞州的晚高峰負(fù)荷期。

　　最廉價(jià)的儲(chǔ)能解決方案？

　　SolarReserve公司CEO Kevin Smith自信地表示：“該項(xiàng)目的發(fā)電成本將比光伏發(fā)電（帶蓄電池儲(chǔ)能）要低”，甚至將低于10美分，這個(gè)價(jià)格比該公司開發(fā)的首個(gè)光熱發(fā)電項(xiàng)目新月沙丘的發(fā)電成本大幅下降約25%。

　　按照2009年新月沙丘項(xiàng)目方與NV Energy公司簽訂的購電協(xié)議，后者將以13.5美分/千瓦時(shí)的價(jià)格購電。當(dāng)時(shí)光伏發(fā)電的收購價(jià)約為9美分/千瓦時(shí)左右，但如今已有3美分/千瓦時(shí)左右的價(jià)格打破紀(jì)錄（今年8月17日結(jié)束的智利供電項(xiàng)目招標(biāo)中，來自西班牙的Solarpack Corp.Tecnologica公司以一個(gè)裝機(jī)120MW的光伏發(fā)電項(xiàng)目贏得了智利的供電標(biāo)段，并以$29.10/MWh的投標(biāo)價(jià)格再次刷新了光伏最低中標(biāo)價(jià)）。但是，配置儲(chǔ)能系統(tǒng)的光熱發(fā)電與無儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電進(jìn)行價(jià)格比較是不合理的。

　　如果光伏發(fā)電配置蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，即可以像配置儲(chǔ)熱系統(tǒng)的光熱電站那樣穩(wěn)定向電網(wǎng)輸電及調(diào)峰，那么即使在目前蓄電池價(jià)格已經(jīng)有了大幅下降的情況下，整體發(fā)電成本仍將達(dá)到15美分/千瓦時(shí)甚至更高。

　　但是，Sandstone Energy X項(xiàng)目能做到全天侯穩(wěn)定輸送電力，且按照目前的水平，發(fā)電成本已經(jīng)在10美分/千瓦時(shí)以下。Kevin Smith表示，業(yè)界預(yù)測(cè)蓄電池成本將在未來3~5年內(nèi)大幅下跌，但即使預(yù)言實(shí)現(xiàn)，熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性依然要比蓄電池系統(tǒng)高很多。

　　壽命比蓄電池系統(tǒng)更長(zhǎng)

　　“我們能做到在同一天里大量存儲(chǔ)太陽能，同時(shí)還可以根據(jù)用電需求靈活地提供電力輸出?！盞evinSmith說，“我們?cè)趦?nèi)華達(dá)州的項(xiàng)目每天存儲(chǔ)和釋放的能量高達(dá)1100MWh，但與蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)不同的是，我們的儲(chǔ)熱系統(tǒng)不會(huì)衰減。如果你觀察過一些頂尖的電池制造商所提供的產(chǎn)品，你會(huì)發(fā)現(xiàn)近些年來他們的產(chǎn)品會(huì)發(fā)生大幅度的衰減，但我們的儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在30多年甚至更長(zhǎng)的生命周期內(nèi)不會(huì)衰減。”

　　該項(xiàng)目采用熔融鹽儲(chǔ)熱，每天產(chǎn)生的熱損失在1%左右，同石油、煤炭或核能發(fā)電原理類似，儲(chǔ)熱系統(tǒng)所儲(chǔ)存的熱量用于產(chǎn)生水蒸汽以驅(qū)動(dòng)發(fā)電。

　　在多云天氣和晚間用電高峰期，光伏發(fā)電需要輔助電源（在美國(guó)通常由天然氣發(fā)電系統(tǒng)補(bǔ)充）。與光伏電站不同的是，Sandstone Energy X項(xiàng)目晝夜都可以穩(wěn)定輸送電力。

　　此項(xiàng)巨大的工程將有助于取代加州部分用于調(diào)峰的天然氣發(fā)電廠，從而進(jìn)一步減少加州碳排放量。

　　DNI值高達(dá)2685kWh/m2/yr

　　光資源的相關(guān)指標(biāo)在一定程度上決定著太陽能發(fā)電的價(jià)格，對(duì)于光熱發(fā)電來講最關(guān)鍵的指標(biāo)就是當(dāng)?shù)氐闹苯虞椛渲担―NI），即在相對(duì)清潔無污染的空氣中，如果只有極少的顆粒會(huì)分散和降低輻照強(qiáng)度，那么DNI值就相對(duì)較高，則更適宜開發(fā)光熱電站。

　　例如，智利的阿塔卡瑪沙漠擁有世界上最高的DNI指標(biāo)，SolarReserve此前投標(biāo)了智利的兩個(gè)光熱發(fā)電項(xiàng)目Copiapo和Likano，其中一個(gè)項(xiàng)目的投標(biāo)價(jià)格創(chuàng)最低紀(jì)錄至$63/MWh（約0.42元/kWh），這也是有史以來光熱發(fā)電項(xiàng)目的最低投標(biāo)價(jià)，刷新了SolarReserve南非Redstone熔鹽塔電站約12美分/kWh的投標(biāo)電價(jià)，且低出近一倍。該項(xiàng)目配置了14小時(shí)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全天候穩(wěn)定提供電力輸出。

　　內(nèi)華達(dá)州也擁有較為豐富的太陽能資源，但其高達(dá)2685kWh/m2/yr的DNI值與智利阿塔卡瑪沙漠3000kWh/m2/yr甚至更高的指標(biāo)相比仍有差距。

　　為何加州需要內(nèi)華達(dá)州儲(chǔ)存的太陽能?

　　鑒于加州排名世界第五的經(jīng)濟(jì)體量，加之其規(guī)劃到2030年清潔能源利用率要達(dá)到50%的宏偉目標(biāo)，使得加州對(duì)可再生能源的需求很大。

　　但最近，由于公共土地利用受限，加州不得不暫緩一部分大型太陽能項(xiàng)目的開發(fā)。沙漠可再生能源保護(hù)組織（DRECP）研究之后所作的最終決定相當(dāng)嚴(yán)重地限制了未來加州公共土地在可再生能源方面的使用。

　　“美國(guó)西南部沙漠的獨(dú)特之處在于它毗鄰一些大城市。加州不但有世界一流的太陽能資源，還緊鄰巨大的電力負(fù)荷中心，因此這里有世界上開發(fā)可再生能源的最佳條件?！?/span>大規(guī)模太陽能發(fā)電協(xié)會(huì)（LSA）會(huì)長(zhǎng)Shannon Eddy表示，但LSA最終未能成功阻礙DRECP對(duì)可再生能源項(xiàng)目的打壓。　　

　　鑒于上述原因，在緊鄰加州的內(nèi)華達(dá)州開發(fā)太陽能項(xiàng)目，將電力輸送至加州成為一個(gè)可行的曲線方案。

　　Sandstone Energy X設(shè)計(jì)共建設(shè)10個(gè)熔鹽塔電站，單塔裝機(jī)200MW，每個(gè)集熱塔都將被半徑為一英里的鏡場(chǎng)環(huán)繞，熔鹽工作溫度超過1000華氏度。每座電站占地約1500英畝，整個(gè)園區(qū)占地面積約為15000到20000英畝，這僅僅占內(nèi)華達(dá)州總面積的0.03%，但其發(fā)電量卻能與內(nèi)華達(dá)州另一個(gè)千兆瓦規(guī)模的可再生能源發(fā)電項(xiàng)目胡佛大壩的發(fā)電量比肩。

　　據(jù)悉，目前SolarReserve已將該項(xiàng)目的選址范圍縮小到兩個(gè)場(chǎng)地，與新月沙丘一樣，它們都位于Nye縣。

　　“在過去的18個(gè)月，我們大概看了15到20個(gè)不同的場(chǎng)地，現(xiàn)在我們關(guān)注的焦點(diǎn)集中在兩個(gè)我們認(rèn)為不錯(cuò)的場(chǎng)地。”Kevin Smith表示，他希望在六個(gè)月內(nèi)做出最后選擇并進(jìn)入項(xiàng)目審批階段。

　　解決加州“鴨子曲線”問題的完美方案？

　　據(jù)GE公司能源互聯(lián)首席統(tǒng)計(jì)官Karim El Naggar介紹，“鴨子曲線”產(chǎn)生的主要因素是光伏白天發(fā)電量會(huì)超過用電量，但在傍晚太陽能輻照停止時(shí)，實(shí)際的電力需求卻急劇上升。而此時(shí)光伏發(fā)電卻無法滿足這種需求，這種現(xiàn)象就是“鴨子曲線”。理論上看，鴨子曲線源自美國(guó)加州電力系統(tǒng)模型，是指用電負(fù)荷減去光伏發(fā)電功率后得到的凈負(fù)荷曲線（因曲線形似一只鴨子而得名）。

圖：上圖的“鴨子曲線”可以形象的表示出加州一天24小時(shí)中的電力凈負(fù)荷情況

　　“如今鴨子曲線是個(gè)大問題，未來可能成為更大的問題，因?yàn)楹茱@然有越來越多的分布式能源將進(jìn)入電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，并且步伐將越來越快。”Karim El Naggar表示，“我認(rèn)為未來加州很可能將成為光熱發(fā)電行業(yè)的市場(chǎng)典范，而且光熱發(fā)電也將會(huì)在全球更多新興市場(chǎng)蓬勃發(fā)展?！?/div>

評(píng)論

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