储能优势推动光热发电崛起中国参与或助力成本快速下降 - CSPPLAZA光热发电网-太阳能热发电行业权威媒体商务平台！

国产精品视频一区二区三区无码,国产午夜精品无码,午夜天堂一区人妻,无遮挡色视频免费观看,中文字幕久热精品视频在线

儲能優勢推動光熱發電崛起中國參與或助力成本快速下降

發布者：本網記者Grace | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 6515查看 | 2017-02-06 11:01:00

CSPPLAZA光熱發電網報道：如(ru)果你持續關(guan)注能(neng)源(yuan)領域的(de)發展，那(nei)么你將意(yi)識到一(yi)些(xie)國家的(de)電力市(shi)場正悄(qiao)然發生(sheng)(sheng)著變革。與(yu)傳統化石(shi)燃料相(xiang)比，太陽能(neng)和風能(neng)等(deng)可(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)越(yue)來越(yue)具有競爭優勢，近(jin)年來許多國家的(de)可(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)發電量占(zhan)比都在(zai)不斷提升。例如(ru)，2010年德(de)國出臺能(neng)源(yuan)轉型(Energiewende)政策(ce)，稱要(yao)在2035年實(shi)現可再生能源(yuan)用電量占比(bi)達(da)55%~60%的目(mu)標。

德國及(ji)其它(ta)國家的能源(yuan)變(bian)革(ge)政策有力地促進(jin)(jin)了可(ke)再(zai)生能源(yuan)的研究與(yu)發展（R＆D），同時也推動相關企(qi)業(ye)進(jin)(jin)一步發展風能、太陽能及(ji)其它(ta)可(ke)再(zai)生能源(yuan)技術。

在太(tai)陽能發電領域，現階段光(guang)伏毫無疑問處(chu)于支配地(di)位，多年以來(lai)，光(guang)伏市(shi)場的激烈競(jing)爭和技術(shu)不斷(duan)創(chuang)新升級促使其成(cheng)本不斷(duan)降低，也使一些企(qi)業淘汰出局。目前，作為已有數(shu)十年發展歷史的另一種太(tai)陽(yang)能發電技術(shu)——光(guang)熱發電也逐(zhu)漸開始嶄(zhan)露(lu)頭角，隨(sui)著技術的(de)不斷(duan)發展進步，其獨特的(de)儲能優(you)勢可以(yi)使(shi)光熱電(dian)站實現24小時連續發電(dian)，逐(zhu)步具備承擔電(dian)力(li)基礎負載(zai)的(de)能力(li)。　　

熔鹽塔式技術占比日趨提升

光伏發電利用太陽能電池板將太陽輻射能直接轉換成電能，而光熱發電則由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成蒸氣，再驅動汽輪機發電。目前，商業可用的光熱發電技術路線基本分為四種，根據它們集中太陽輻射方式的不同，可以分為點聚焦集熱系統和線聚(ju)焦集(ji)熱系統。點聚(ju)焦集(ji)熱技術包括塔式和碟式；線聚(ju)焦集(ji)熱系統包括槽式和線性菲(fei)涅爾式。

據美國能源部國家可再生能源實驗室（NREL）數據庫顯示，目前全球共有130多個光熱電站項目。其中，99個電站已投入運行，18個電站仍處于建設階段。這些電站中，槽式光熱電站占主導地位（88個），而塔式電站（29個）則因其在高溫下的儲能優勢日越來越受到重視。

據國際可再生能源機構（IRENA）和CSPPLAZA研究中心分別公布的相關數據顯示，截至2016年年底，全球光熱發電裝機已超過5GW（CSPPLAZA統計數據為5017MW）。目前，西班牙國內共有50座光熱電站投入運營，裝機量達2.3GW，而美國投入運營的光熱電站裝機達1.7GW，規劃建設中的光熱電站裝機達1.7GW。此外(wai)，中國(guo)(guo)也計劃(hua)在(zai)2018年(nian)之前實現(xian)光熱發(fa)電裝機1.4GW，到2020年(nian)達(da)5GW的(de)目(mu)標。去年(nian)9月，中國(guo)(guo)國(guo)(guo)家能源局公布了(le)20個(ge)光熱示范項(xiang)目(mu)名單，其中大多數(shu)項(xiang)目(mu)將由中國(guo)(guo)企業設計和建造，而美國(guo)(guo)和澳大利亞(ya)等國(guo)(guo)的(de)相關(guan)企(qi)業也將參與(yu)到(dao)部分項目的建設中來。

美國知名光熱電站開發商BrightSource的市場部及政務部高級副總裁Joe Desmond表示，根據可參考案例分析，IRENA預計到2030年全球光熱電站總裝機容量至少達到45GW，甚至有望達到110GW，而這樣做可(ke)以將全球溫度升幅控制(zhi)在(zai)2℃以內。

光熱發電的核心優勢——儲能

另一美國知名光熱電站開發商SolarReserve的首席執行官Kevin Smith認為，光熱電站的主要優勢在于它可以生產出電網友好型的可調度電力。這意味著與傳統的發電廠一樣，光熱電站產生的電力可以很好地滿足連續的用電需求，而這主要得益于光熱電站可以配置高性(xing)價(jia)比(bi)的熔鹽儲(chu)熱(re)系(xi)統。這(zhe)(zhe)種儲(chu)熱(re)技術并非直接(jie)蓄電(dian)(dian)（光伏(fu)和(he)風電(dian)(dian)一般使(shi)用(yong)蓄電(dian)(dian)池(chi)來儲(chu)存電(dian)(dian)力(li)），這(zhe)(zhe)使(shi)得(de)光熱(re)電(dian)(dian)站生產的電(dian)(dian)力(li)不(bu)僅可(ke)調度(du)，而(er)且可(ke)以實現24小時(shi)電(dian)(dian)力(li)調度(du)，且夜間不(bu)需要補充備用(yong)燃料。

圖：由SolarReserve開發的新月沙丘光熱電站

SolarReserve的塔式光熱發電技術便采用熔鹽進行儲熱，由硝酸鈉和硝酸鉀組成的混合物被作為電站的傳儲熱介質。熔鹽泵將熔融鹽（300℃）泵到高約164米左右的吸熱塔頂端的吸熱器中，而吸熱器用集中的太陽輻射熱量將熔鹽加熱到約565℃。約27215噸的熔融鹽被密封存儲在不銹鋼(gang)罐中，這樣(yang)可以更(geng)好地實現儲熱。

圖：塔式光熱電站運行原理

該公司第一個投入商業應用的光熱電站是裝機110MW的新月沙丘項目，該電站已于2015年年底投入運行，并于2016年獲得電力雜志（Power Magazine）年度最佳電站獎。此后，SolarReserve繼續開發多個光熱項目，包括南非裝機100MW塔式光熱電站Redstone，該電站配置(zhi)了12小時的熔鹽儲熱系統，并將(jiang)于(yu)2018年(nian)投入(ru)運行。

Torresol能源公司率先在塔式光熱電站中采用熔鹽儲熱技術，該公司第一個投入商業運營的光熱電站是位于西班牙的裝機19.9MW的Gemasolar項目，該電站的熔鹽儲熱時長達15小時。

其他公司如Abengoa和BrightSource此后也陸續開始采用熔鹽儲熱技術。例如，Abengoa正在智利Atacama沙漠建設一座裝機110MW的塔式熔鹽光熱電站，該電站儲熱時長達17.5小時。另外，該公司還完成建設全球裝機規模最大的槽式光熱電站之一，位于美國亞利桑那州裝機(ji)280MW的Solana光(guang)熱電(dian)站，該電(dian)站配(pei)置(zhi)6小時儲熱系統(tong)，已于2013年10月實現商業化運行(xing)。

圖：智利Atacama1塔式光熱電站

降低成本勢在必行

盡管光熱發電具有優于光伏和風電的儲能優勢，但目前其成本仍然相對較高，因此降低成本勢在必行。2011年，美國能源部推出SunShot計劃，旨在到2020年實現光熱發電平準化電力成本（LCOE）達$0.06/kwh（無補貼）的目標，而這一數據意味著光熱發電成本將在2010年的基礎上下降70％。

Kevin Smith認為，從已經投入運行的光熱電站汲取經驗來降低成本是一條行之有效的思路。例如，在塔式光熱電站的建設中，整個鏡場投資約占總投資的50％。Kevin Smith表示：“我們已經能夠將定日鏡的成本降低30％至40％，而這得益于定日鏡設計的不斷改進促使定日鏡精度的(de)不斷提高以及良好(hao)的(de)驅(qu)動裝置和無(wu)線技(ji)(ji)術(shu)，所有的(de)努(nu)力使其可以更有效地獲取光資源。我們一直致力于改進技(ji)(ji)術(shu)，因此(ci)我們在南非(fei)建設(she)的(de)Redstone光熱項目(mu)成本(ben)(ben)將比新月(yue)沙丘項目(mu)成本(ben)(ben)低25％。”

Joe Desmond也認(ren)同這一思路：“光(guang)熱(re)(re)發電的(de)(de)各個(ge)環節都(dou)取得了(le)一定的(de)(de)進展，包括儲熱(re)(re)技(ji)術(shu)以(yi)(yi)及吸熱(re)(re)器和(he)定日鏡(jing)的(de)(de)設(she)計等。”BrightSource公司的(de)(de)第四代(dai)技(ji)術(shu)將應用于以(yi)(yi)色列(lie)裝機121MW的(de)(de)Ashalim塔式(shi)光(guang)熱(re)(re)電站(zhan)中(zhong)。該技(ji)術(shu)包括一種新的(de)(de)定日鏡(jing)設(she)計方案(an)——部件(jian)更少且組(zu)裝簡便，同時能提(ti)高定日(ri)鏡精度并降低成本。Joe Desmond表示：“我們最新(xin)(xin)的設計尺寸為4×5.2m，這(zhe)(zhe)比Ivanpah項目定日鏡(jing)面(mian)積大25％。此外(wai)，無線(xian)現場通信和(he)控制技術首次應(ying)用于光(guang)(guang)熱發電領(ling)域，這(zhe)(zhe)也(ye)是一項創(chuang)新(xin)(xin)技術。在Ashalim光(guang)(guang)熱項目中，由50600面(mian)定日鏡(jing)組成的占地面(mian)積(ji)3.15平方公(gong)里的光場中，每一(yi)面定日鏡將(jiang)與公(gong)司的太陽島集成控制系統（SFINCS）進行無線通信。無線系統的應用使我(wo)們在(zai)太陽島的布線成本減少了(le)(le)85％，這樣既降低(di)了(le)(le)成本，同時也加快(kuai)了(le)(le)施工進度。”

此(ci)外，光熱電站目前還普(pu)遍采(cai)用空(kong)冷(leng)(leng)技術來降低(di)成本。蒸(zheng)汽發生器(qi)管道內(nei)的(de)(de)過熱蒸(zheng)汽必須在閉(bi)環(huan)(huan)系(xi)統(tong)中進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)卻并冷(leng)(leng)凝回水(shui)，空(kong)冷(leng)(leng)技術使(shi)用含(han)許多扇葉的(de)(de)空(kong)氣冷(leng)(leng)凝器(qi)使(shi)空(kong)氣在管道內(nei)循環(huan)(huan)以(yi)實現冷(leng)(leng)卻和冷(leng)(leng)凝蒸(zheng)汽。相(xiang)反，水(shui)冷(leng)(leng)系(xi)統(tong)則(ze)使(shi)水(shui)在管道中循環(huan)(huan)，耗水(shui)較多。

Joe Desmond表示：“目(mu)前，所有進行(xing)招(zhao)標的(de)光熱項目(mu)都采用空冷(leng)技(ji)術，這將比傳統的(de)水(shui)(shui)冷(leng)技(ji)術減少(shao)95%的(de)用水(shui)(shui)量。例如(ru)，Ivanpah光熱電(dian)站(zhan)就采用空冷(leng)技(ji)術，該(gai)電(dian)站(zhan)每年(nian)使用50英畝尺(chi)水(shui)(shui)(1英畝尺(chi)相當(dang)于(yu)1英畝地1英尺(chi)深的(de)水(shui)(shui)量)，這相當(dang)于(yu)該(gai)電(dian)站(zhan)旁高(gao)爾夫球場的(de)一個球洞的(de)年(nian)用水(shui)(shui)量。”

光熱發電“追逐”高溫

Kevin Smith認為，對于(yu)各(ge)種(zhong)電站而言，較(jiao)高(gao)溫度下的(de)(de)運(yun)作意味著較(jiao)高(gao)的(de)(de)發電效率，光熱(re)電站也是如此。因此，SolarReserve正在開發一種(zhong)可在760℃至816℃的(de)(de)高(gao)溫條件(jian)下運(yun)行(xing)的(de)(de)先(xian)進(jin)的(de)(de)塔式吸(xi)熱(re)器。

槽式(shi)光熱(re)(re)(re)(re)發電技術采用(yong)溫度(du)限于(yu)400℃的合成導熱(re)(re)(re)(re)油(HTF)作為(wei)(wei)傳熱(re)(re)(re)(re)介質。因此，槽式(shi)光熱(re)(re)(re)(re)電站儲熱(re)(re)(re)(re)溫度(du)范圍為(wei)(wei)280-400℃，這比塔式(shi)技術儲熱(re)(re)(re)(re)溫度(du)要低(di)。2015年發表于(yu)Science Direct的一項研(yan)究(jiu)表明，來自德國瓦克化學公司(WackerChemieAG)的新型有機硅(gui)導熱(re)(re)(re)(re)油—Helisol，在(zai)425℃下可(ke)形成低(di)沸點的氣(qi)態化合物。從(cong)經濟性角度(du)來測算，硅(gui)油的使用(yong)可(ke)以使LCOE降低(di)5%。

為(wei)(wei)了提升槽式光(guang)熱系統的(de)運行溫(wen)度，德國航(hang)空航(hang)天中心(DLR)也在進行相(xiang)關研究。2016年(nian)夏，由DLR領導(dao)的(de)為(wei)(wei)期兩年(nian)的(de)國際光(guang)熱項目研究工(gong)作開展，其目的(de)是(shi)證明槽式光(guang)熱電站(zhan)中使(shi)用熔(rong)鹽(yan)的(de)可(ke)行性。“采用熔(rong)鹽(yan)使(shi)運行溫(wen)度高達(da)550℃是(shi)可(ke)能的(de)。”DLR太陽能研究所線聚(ju)焦集(ji)熱系統部項目經理Michael Wittmann說。作為(wei)(wei)這項研究工(gong)作的(de)一(yi)部分，今年(nian)秋天將(jiang)在葡(pu)萄牙èvora建(jian)設一(yi)個熔(rong)鹽(yan)槽示范項目。該電站(zhan)裝機容(rong)量為(wei)(wei)2.2MWth(一(yi)個含四個槽式集(ji)熱器的(de)完(wan)整回路)并配置一(yi)個容(rong)量為(wei)(wei)1.6MW的(de)蒸汽發生器。

參與這項研究(jiu)的一些企業，如(ru)TSK、Flagsol工(gong)程(cheng)(cheng)公司將改進其槽式集熱(re)器的設(she)計，并證明其適用(yong)性。德國Steinmüller工(gong)程(cheng)(cheng)有(you)限公司將安裝和測(ce)試其用(yong)熔(rong)鹽(yan)加熱(re)的直流蒸(zheng)汽(qi)發生(sheng)器，直通設(she)計將滿足商(shang)業化(hua)運行的過熱(re)蒸(zheng)汽(qi)參數。Wittmann表示，熔(rong)鹽(yan)技(ji)術或將使槽式技(ji)術成本降低(di)33%。

創新技術不斷涌現

日本三菱日立電力系(xi)(xi)統(tong)(tong)有限公司(si)計劃在近期完(wan)成其新型太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)集熱(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)測(ce)試工(gong)作(zuo)(zuo)(這項(xiang)工(gong)作(zuo)(zuo)從(cong)去(qu)年(nian)8月開(kai)始在橫濱分公司(si)展開(kai))。該計劃包(bao)含一項(xiang)屬于混合系(xi)(xi)統(tong)(tong)專(zhuan)利設計，它(ta)將菲(fei)涅爾(er)光(guang)熱(re)技術中蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器和塔式光(guang)熱(re)技術中的(de)(de)過熱(re)器相(xiang)結(jie)合。與傳統(tong)(tong)的(de)(de)光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電系(xi)(xi)統(tong)(tong)相(xiang)比，這項(xiang)設計能(neng)(neng)夠以(yi)較低(di)的(de)(de)成本生產更高(gao)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽。在該系(xi)(xi)統(tong)(tong)中，通過低(di)成本的(de)(de)菲(fei)涅爾(er)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器聚(ju)集的(de)(de)太(tai)陽(yang)光(guang)約占總輻射量(liang)70%，同時可(ke)產生溫(wen)度(du)(du)為300℃的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽。剩余的(de)(de)太(tai)陽(yang)光(guang)則由塔式過熱(re)器收(shou)集，這將使蒸(zheng)(zheng)汽的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)升(sheng)至550℃。

圖：創新型數字玻璃

值得一(yi)提的(de)(de)是，去(qu)年(nian)7月，勞倫斯利物摩爾國家實(shi)驗室(LLNL)開始執(zhi)行(xing)美國能(neng)源部(bu)Sunshot計劃(hua)，并與(yu)GiantLeap進行(xing)技術合作。LLNL方面表示，Collects項目旨在進一(yi)步開發GLT的(de)(de)數字玻璃技術，該技術將作為一(yi)種(zhong)新方式來采集太陽光。數字玻璃僅使(shi)用一(yi)小部(bu)分材料，用薄而透明的(de)(de)面板替換目前(qian)使(shi)用的(de)(de)定日鏡，這樣將大大縮(suo)小太陽能(neng)電站的(de)(de)占地面積，同時能(neng)收獲五到(dao)十倍的(de)(de)太陽光。

中國制造或扮演關鍵角色

除了上(shang)述技術(shu)創新(xin)以(yi)及多方(fang)面降低(di)成本的(de)嘗試(shi)以(yi)外，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)行(xing)(xing)業的(de)啟動或成為全球光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)行(xing)(xing)業發(fa)展的(de)最大助力(li)。假如中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)首批光(guang)(guang)熱示范項目及十三五規劃(hua)得以(yi)順利完成，不(bu)但將(jiang)完全顛覆國(guo)(guo)際(ji)光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)行(xing)(xing)業格局(ju)，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)產業鏈的(de)不(bu)斷發(fa)展成熟也必(bi)將(jiang)帶來(lai)光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)成本的(de)大幅(fu)下降，這種發(fa)展模式已經在光(guang)(guang)伏(fu)和(he)風(feng)電(dian)(dian)行(xing)(xing)業中(zhong)(zhong)得到了證實。

事實上，目(mu)前中(zhong)(zhong)(zhong)國光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)行業的啟動正吸引著全(quan)球光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)玩家的目(mu)光(guang)，從整個行業角度來講，如何將(jiang)相對成(cheng)熟(shu)的海(hai)外技術以及部(bu)分已經被驗(yan)證的國產自主(zhu)技術和中(zhong)(zhong)(zhong)國特殊開(kai)發(fa)環境完美結合，盡快推動中(zhong)(zhong)(zhong)國首批光(guang)熱(re)示范項(xiang)目(mu)順利開(kai)發(fa)，盡快促進中(zhong)(zhong)(zhong)國制造在(zai)光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)行業的快速發(fa)展(zhan)成(cheng)熟(shu)，不(bu)但(dan)對中(zhong)(zhong)(zhong)國光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)行業發(fa)展(zhan)具有重要意義，對于全(quan)球光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)行業的未來發(fa)展(zhan)乃至可再生能源發(fa)展(zhan)格(ge)局都(dou)可能將(jiang)產生重要影響。

評論