4月25日,2024第十一屆中國國際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA年會(huì)在內(nèi)蒙古呼和浩特盛大召開,中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司科技創(chuàng)新中心總經(jīng)理、副總工程師趙曉輝出席會(huì)議并作主題報(bào)告《風(fēng)光一體化項(xiàng)目配熔鹽儲(chǔ)能(不配光場)的若干問題探討》。
圖:趙曉輝
以下為演講內(nèi)容。
大家好!我先說一下我發(fā)言的結(jié)論,不配光場的風(fēng)光一體化項(xiàng)目,其經(jīng)濟(jì)性是不是比直接采用電加熱熔鹽儲(chǔ)能并發(fā)電的系統(tǒng)便宜?或者說基于現(xiàn)階段的設(shè)備性能和投資水平,不配鏡場的方案經(jīng)濟(jì)性是不是更好,答案是“不可能”。
光熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
關(guān)于太陽能熱發(fā)電的概念,大家都比較熟悉了,前面也有人多次提到,為了整個(gè)報(bào)告的邏輯性完備,我這里還是要簡單提一下,太陽能熱發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能,通過熱功轉(zhuǎn)換過程發(fā)電的系統(tǒng),一般依據(jù)上游能量收集環(huán)節(jié)的技術(shù)路線將其分為塔式光熱發(fā)電、槽式光熱發(fā)電、菲涅耳式光熱發(fā)電和碟式光熱發(fā)電。目前碟式光熱發(fā)電沒有商業(yè)化應(yīng)用的案例,后面的比較分析就不講了。
圖:槽式導(dǎo)熱油電站流程示意圖
圖:菲涅耳/槽式熔鹽電站流程示意圖
圖:塔式熔鹽電站流程示意圖
如圖所示,光熱發(fā)電分為三個(gè)子系統(tǒng),即聚光集熱系統(tǒng),儲(chǔ)換熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)。我們今天討論的問題就是要把聚光集熱系統(tǒng)替換為電熱儲(chǔ)能的電加熱熔鹽系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性是否優(yōu)于聚光集熱系統(tǒng)。
除了前面幾種帶儲(chǔ)熱的技術(shù)路線外,這張PPT是塔式水工質(zhì)電站,也就是鏡場直接加熱水產(chǎn)生蒸汽,基本沒有儲(chǔ)熱功能。這個(gè)技術(shù)路線早在十多年前美國有三座大概130MW的電站,核準(zhǔn)建設(shè)。運(yùn)行到現(xiàn)在大約十余年了。這種技術(shù)路線沒有儲(chǔ)熱系統(tǒng),簡單,其歷史背景就是當(dāng)時(shí)的光伏建設(shè)成本比較高。我記得很清楚,2011年6月底,我當(dāng)時(shí)因工作需要在北京某投資方出差,聽他們很高興的討論1.15元/kWh的電價(jià)政策文件剛出來。這個(gè)電價(jià)水平基本反映了當(dāng)時(shí)光伏電站的投資水平,也就是很高。十多年過去了,這個(gè)成本幾乎降到當(dāng)時(shí)的十分之一。那么上述DSG水工質(zhì)電站在當(dāng)時(shí)的意義就在于與光伏技術(shù)角逐太陽能發(fā)電的技術(shù)路線是光伏還是光熱。顯然,不帶儲(chǔ)熱的光熱電站不可能成本降低這么多。因此這類技術(shù)可以說,至少在中國,被歷史淘汰了。講這個(gè)的目的,就是表達(dá)一個(gè)觀點(diǎn),即不論何種技術(shù),若不能及時(shí)占領(lǐng)技術(shù)和成本優(yōu)勢,必然會(huì)被歷史淘汰。如果鏡場失去了它的經(jīng)濟(jì)競爭優(yōu)勢,會(huì)被電加熱器完全替代,那我想沒有任何人會(huì)憐憫聚光集熱系統(tǒng)成套供應(yīng)商的生存情況。這是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題,市場是殘酷的。
那么我們接下來分析一下,鏡場會(huì)不會(huì)退出歷史舞臺(tái)。
這張幻燈片羅列了光熱電站區(qū)別于光伏電站一些被認(rèn)可的優(yōu)勢以及特點(diǎn),時(shí)間原因我就不展開講了,主要有負(fù)荷波動(dòng)性好,具有儲(chǔ)能特別是長時(shí)儲(chǔ)能的優(yōu)勢。當(dāng)然其建設(shè)成本是遠(yuǎn)高于光伏的。這里要強(qiáng)調(diào)一下,用具備儲(chǔ)能特征的光熱電站的發(fā)電成本和光伏比,本來就不科學(xué)。因?yàn)槎叩奶匦?,價(jià)值不同。
正因?yàn)樯鲜鰞?yōu)勢,政策層面,近三年來,從國務(wù)院、能源局到多省份,都陸續(xù)出臺(tái)的新能源儲(chǔ)能支持政策,提及支持光熱發(fā)電的發(fā)展,從一定層面已經(jīng)印證了太陽能熱發(fā)電的存在價(jià)值。我們有理由認(rèn)為光熱電站配置鏡場是合理的。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全國已有近30個(gè)省份出臺(tái)了新型儲(chǔ)能規(guī)劃或新能源配置儲(chǔ)能文件;這個(gè)大的邏輯就是突飛猛進(jìn)的新能源裝機(jī)容量占比對于消納調(diào)峰的迫切需求。各地政策中對新能源配儲(chǔ)占比要求達(dá)到10%~20%(裝機(jī)容量占比),4小時(shí)以上并且低成本的長時(shí)儲(chǔ)能需求逐漸成為剛需;在部分光資源和電價(jià)合適的區(qū)域,實(shí)施長時(shí)熔鹽儲(chǔ)能與電熱儲(chǔ)能系統(tǒng)耦合,具有經(jīng)濟(jì)競爭力(相對抽蓄或電化學(xué)儲(chǔ)能)。
此外,截至2024年3月底,我國列入政府名單的在建和擬建光熱發(fā)電項(xiàng)目超40個(gè),總裝機(jī)容量約4800MW,預(yù)計(jì)將于2025年完成建設(shè)。
那么本報(bào)告的第二部分,誰在挑戰(zhàn)聚光集熱系統(tǒng)存在的必要性?
前面簡單介紹了光熱發(fā)電的特性,政策層面的態(tài)度。那么回到我們今天要討論的主題,誰在挑戰(zhàn)聚光集熱系統(tǒng)存在的必要性?
上圖數(shù)據(jù)來源是國際可再生能源協(xié)會(huì)報(bào)告,橫坐標(biāo)為成對出現(xiàn)的時(shí)間段,每一段代表一種典型的發(fā)電形式;縱坐標(biāo)為度電成本的指標(biāo)。2010-2022年間不同發(fā)電形式的發(fā)電成本數(shù)據(jù),作為對比,紅色虛線框?yàn)榛剂系陌l(fā)電成本范圍,紫色框則代表光熱發(fā)電成本。
如圖所示,2010年太陽能熱發(fā)電成本較高,在0.3美元/kWh以上。到了2022年前后,太陽能熱發(fā)電成本跌至0.118美元/kWh。光伏發(fā)電成本在2022年遠(yuǎn)遠(yuǎn)跌破化石燃料發(fā)電成本。2024年,光伏發(fā)電成本下跌更甚,與之類似的還有海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電?;谶@個(gè)光伏發(fā)電的成本下降快速的背景,有觀點(diǎn)就提出,那用光伏發(fā)的電直接加熱儲(chǔ)熱的熔鹽,鏡場那么貴,要它干啥?這是一個(gè)很好,很嚴(yán)肅的問題,
2024年3月,據(jù)媒體報(bào)道,我國儲(chǔ)能系統(tǒng)報(bào)價(jià)年降幅超40%。卷價(jià)格、卷成本,“內(nèi)卷”早已將整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)推上了風(fēng)口浪尖。
舉幾個(gè)我親身經(jīng)歷的數(shù)據(jù),2022年4月,我們投標(biāo)參與的寧夏某集中式儲(chǔ)能200兆瓦時(shí)項(xiàng)目,當(dāng)時(shí)市場上的EPC價(jià)格是2100元/kWh,到了2023年的7、8月份,在河南建設(shè)同樣容量的儲(chǔ)能電站,EPC價(jià)格已經(jīng)是1600元/kWh了;根據(jù)公開消息,最近剛剛結(jié)束的幾個(gè)國內(nèi)招標(biāo),EPC成本跌到了800元/kWh以下。不到兩年的時(shí)間,電化學(xué)儲(chǔ)能的成本已經(jīng)跌到兩年前的1/3,光伏發(fā)電更是如此。
根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù),直至2030年,儲(chǔ)能裝機(jī)將以27%的復(fù)合年增長率增長,其中2030年年新增裝機(jī)容量將達(dá)110GW/372GWh,是2023年預(yù)期數(shù)字的2.6倍。
根據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫的最新統(tǒng)計(jì),截至2023年底,中國已投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到了86.5GW,同比增長了45%。抽水蓄能項(xiàng)目以51.3GW的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位,但自2015年以來,其規(guī)模占比持續(xù)下滑,2023年首次跌破60%。
與此同時(shí),新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)34.5GW/74.5GWh,在2023年實(shí)現(xiàn)了迅猛增長,新增裝機(jī)規(guī)模高達(dá)21.5GW/46.6GWh,是2022年的三倍之多,并首次在新增投運(yùn)規(guī)模上超過了抽水蓄能,近乎其四倍。
圖:我國儲(chǔ)能歷年新增并網(wǎng)規(guī)模
以上數(shù)據(jù),無一不在側(cè)面印證電力系統(tǒng)對儲(chǔ)能的需求,同時(shí)也說明了儲(chǔ)能成本下降幅度之大——倘若價(jià)格一直居高不下,顯然是不會(huì)被市場接受的。這里稍微提一下不展開了,為了適應(yīng)電化學(xué)儲(chǔ)能電站對薄弱電網(wǎng)區(qū)域的穩(wěn)定運(yùn)行支撐,近期部分區(qū)域招標(biāo)的電化學(xué)儲(chǔ)能傾向于構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能,相對于跟網(wǎng)型,其成本會(huì)有上浮。包括部分項(xiàng)目配套建設(shè)的調(diào)相機(jī)等,這些都是服務(wù)于新能源消納,或者保障在高比例新能源滲透率下,電網(wǎng)可靠運(yùn)行的手段,都會(huì)增加以光伏風(fēng)電為代表的傳統(tǒng)新能源發(fā)電成本綜合成本。
前面提到以光伏為代表的傳統(tǒng)新能源成本降低明顯;如何和熔鹽儲(chǔ)能的光熱電站做橫向成本對比?發(fā)電系統(tǒng)里面還得有一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備,即電熱儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電熱轉(zhuǎn)換設(shè)備,通俗講就是電加熱器。學(xué)術(shù)界有時(shí)候把這些設(shè)備稱之為卡諾電池;和傳統(tǒng)電池的區(qū)別是,它的能量是以熱能的方式儲(chǔ)存起來。系統(tǒng)的核心設(shè)備就是把電能轉(zhuǎn)化為熱能的設(shè)備,卡諾電池本身有如下典型的幾類,使用熱泵循環(huán)充能的卡諾電池;直接使用電加熱充能的卡諾電池;液化空氣儲(chǔ)能。我們對比的切入點(diǎn)就是目前相對比較成熟的電加熱器系統(tǒng)的成本,之所以用相對成熟,是說高電壓供電的大容量電加熱器(如50MW等級及以上)確實(shí)還沒有長時(shí)間的應(yīng)用案例,比如三五年以上,因此需要保持對該技術(shù)的關(guān)注并不斷改進(jìn)產(chǎn)品細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。
那么,前面是誰在挑戰(zhàn)聚光集熱系統(tǒng)存在的必要性?簡單講,是成本日益下降的光伏風(fēng)電、電化學(xué)儲(chǔ)能,以及電熱儲(chǔ)能設(shè)備。
我們把上述低成本的光伏發(fā)電,電熱儲(chǔ)能設(shè)備串聯(lián)起來,將棄電以熱能形式存儲(chǔ)于高溫熔鹽,就地消納新能源電站的部分電能,提高新能源消納。根據(jù)工程實(shí)踐,電熱轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能部分單位成本約400-500元/kWhe(取決于充電功率,價(jià)格區(qū)間涵蓋4h充滿至1h充滿),這是折合到電能的總投資轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)成本;還要提及一點(diǎn),電熱轉(zhuǎn)換和熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命更長(相對于目前的電化學(xué)儲(chǔ)能電池的循環(huán)壽命),幾乎無循環(huán)次數(shù)限制;
此外,光熱電站在電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行方面有以下技術(shù)優(yōu)勢:作為旋轉(zhuǎn)慣量電源,可提高交流電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性。作為電壓支撐電源,可有效抑制新能源暫態(tài)過電壓。光熱電站完全是一個(gè)發(fā)新能源的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組,可為系統(tǒng)提供短路容量,在發(fā)出有功的同時(shí),還可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)無功輸出,具備電壓支撐能力。為同步發(fā)電機(jī)電源,可提高交流電網(wǎng)功角穩(wěn)定性。光熱電站聚合了可再生的太陽能資源和傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī),由于不具有常規(guī)火電鍋爐燃燒環(huán)節(jié),熱力系統(tǒng)惰性相對較小,負(fù)荷響應(yīng)調(diào)節(jié)速度更快,可以快速響應(yīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的大小擾動(dòng)。
這些系統(tǒng)本質(zhì)的優(yōu)勢我們在成本比較中就不列了。
經(jīng)濟(jì)性比較
根據(jù)以上對系統(tǒng)構(gòu)成的分析,我們最后一部分內(nèi)容給出經(jīng)濟(jì)性比較的邏輯,路徑,和結(jié)果。提出如下三個(gè)問題,圍繞這三個(gè)大家感興趣的問題來展開。
問題1:光伏+電加熱器能否替代光熱電站中的聚光集熱系統(tǒng)?
問題2:已經(jīng)存在大量棄電且棄電成本為0,純電制熱熔鹽儲(chǔ)能與電化學(xué)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性對比。
問題3:現(xiàn)有光熱電站,擴(kuò)大鏡場及采用電加熱器+棄電那種方案更優(yōu)?
那我是否能客觀公正回答如上問題?應(yīng)該可以。這里植入一段廣告,我們公司西北電力設(shè)計(jì)院近兩年在光伏、風(fēng)電、電化學(xué)儲(chǔ)能以及光熱發(fā)電領(lǐng)域有大量工程實(shí)踐,全公司在這行的這類項(xiàng)目合同額度有300億,裝機(jī)容量10GW以上。我們對技術(shù),政策,趨勢,成本了解比較全面。正是基于這些廣泛的實(shí)踐,我們有理由回答上述三個(gè)問題。
以新疆哈密我們執(zhí)行的中國能建1.5GW光熱光伏項(xiàng)目為例,年太陽直接輻射資源DNI按2056kWh/㎡計(jì)算,年GHI1693kWh/㎡計(jì)算,如果是固定光伏,傾斜面全輻射GHI大約會(huì)提高10%以上,跟蹤光伏的話GHI比水平面GHI提高大概20%,按照產(chǎn)生相同的熱量(進(jìn)入熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng))進(jìn)行全壽命期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性對比。方案1:光熱聚光集熱系統(tǒng)。(采用塔式技術(shù)路線,按當(dāng)前最新市場價(jià));方案2:光伏+電加熱器系統(tǒng)。(采用固定式光伏,N型,單位造價(jià)按2.9元/Wp,電加熱器系統(tǒng)投資按50萬元/MW,包含設(shè)備和建安成本)。對比數(shù)據(jù)如下表:可以看出,產(chǎn)生同樣的熱能,光伏加電加熱器的投資強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光熱的鏡場(含吸熱器)。這里面有-個(gè)技術(shù)層面的因素,第一是光伏電站太陽能到電能轉(zhuǎn)換效率(不是組件的效率)不到20%(是指年值,年發(fā)電量除以“組件面積和傾斜面GHI的乘積)),再乘以電能到熱能的轉(zhuǎn)換效率大概95%,我們樂觀近似認(rèn)為近兩年來隨著異質(zhì)結(jié)等技術(shù)的進(jìn)步,上述光伏發(fā)電加電熱轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)太陽能到熱能的效率20%;而光熱鏡場太陽能到熱能的轉(zhuǎn)換效率45%,如果和光熱發(fā)電的光熱轉(zhuǎn)化效率比,光伏這邊水平面GHI和組件面積的乘積與發(fā)電量對應(yīng)的光電效率大概22%左右,也就是光熱鏡場光熱轉(zhuǎn)化效率的一半。
▍光伏+電加熱器能否替代光熱電站中的聚光集熱系統(tǒng)?
這張幻燈片計(jì)算了產(chǎn)生1kWh熱量的成本。對于儲(chǔ)罐而言,無論熱能來自于聚光集熱系統(tǒng)還是電熱轉(zhuǎn)化,都能發(fā)電。其中,方案一采用塔式技術(shù)路線,聚光集熱系統(tǒng)采用在建的項(xiàng)目實(shí)施價(jià)格水平;方案二固定式光伏單位造價(jià)按2.9元/Wp,電加熱器系統(tǒng)投資按50萬元/MW,上述價(jià)格范圍包含設(shè)備的成本和施工和安裝成本,都是近期市場真實(shí)價(jià)格水平。
可以看出,在目前的價(jià)格水平下,上述算例下塔式光熱聚光集熱系統(tǒng)提供1kWh熱的成本約0.1268元,光伏+電加熱器提供1kWh熱的成本約0.1916元,方案2比方案1相對高約51%,若兩者要持平,光伏成本需下降到1.45元/Wp,在本評估用的單價(jià)水平上降低約50%。光伏發(fā)電的成本今年能降低50%么?不可能,明年呢,應(yīng)該也不可能。所以暫時(shí)別考慮這個(gè)方案了。
由此,回答前述第一個(gè)問題,即鏡場提供熱量的經(jīng)濟(jì)性好于光伏加電加熱器提供熱量。
▍那么過度到第二個(gè)問題,即已經(jīng)存在大量棄電且棄電成本為0,純電制熱熔鹽儲(chǔ)能與電化學(xué)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性對比。
這個(gè)場景沒有鏡場,一個(gè)獨(dú)立的電熱儲(chǔ)能電站。約定如下邊界條件:充電價(jià)格(棄電成本)0元/kWh,充電時(shí)長8h/天,每年滿充滿放次數(shù)250次/年。儲(chǔ)能放電功率都為300MW,儲(chǔ)能時(shí)長在2~8h。電化學(xué)儲(chǔ)能選用磷酸鐵鋰技術(shù)路線,成本按照0.85元/Wh估算,電芯更換按照0.4元/Wh估算(這個(gè)價(jià)格已經(jīng)很低了)。
相關(guān)投資強(qiáng)度表及技術(shù)數(shù)據(jù)如下圖。
上述表格數(shù)據(jù)是投資強(qiáng)度,在不同儲(chǔ)能時(shí)長調(diào)價(jià)下,電化學(xué)儲(chǔ)能和電熱熔鹽儲(chǔ)能的度電成本變化趨勢如下曲線。
可以看出,隨著儲(chǔ)能時(shí)長增加,純電制熱熔鹽儲(chǔ)能的度電成本下降,而電化學(xué)儲(chǔ)能度電成本基本沒有變化。在本算例下,當(dāng)儲(chǔ)能時(shí)長小于4.5h時(shí),電化學(xué)儲(chǔ)能的度電成本更低;當(dāng)儲(chǔ)能時(shí)長大于4.5h時(shí),純電制熱熔鹽儲(chǔ)能的度電成本更低。經(jīng)濟(jì)性轉(zhuǎn)折點(diǎn)在4.5h左右。注意不要得出結(jié)論4.5h的長時(shí)儲(chǔ)能,電加熱熔鹽并用汽輪機(jī)發(fā)電比電化學(xué)儲(chǔ)能便宜,因?yàn)槲覀冋J(rèn)為購電成本是0,實(shí)際中至少目前不存在。如果考慮購電成本,會(huì)有效率的問題差異,也會(huì)有不同時(shí)段購電成本變化從而引起生產(chǎn)成本變化的問題等,計(jì)算對比較復(fù)雜。
當(dāng)然電化學(xué)儲(chǔ)能的成本繼續(xù)快速下探的話,比如下降30%以上,甚至50%,難度較大,就要等待電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)革命或者構(gòu)成電池的原材料碳酸鋰價(jià)格繼續(xù)快速下探。所以第二個(gè)問題,純電制熱熔鹽儲(chǔ)能比電化學(xué)儲(chǔ)能更經(jīng)濟(jì)。強(qiáng)調(diào)一下,應(yīng)用場景是要跟既有的熔鹽儲(chǔ)能光熱電站結(jié)合,不再獨(dú)立建設(shè)發(fā)電單元,也就是通過增加電熱儲(chǔ)能系統(tǒng),提高光熱發(fā)電機(jī)組的年利用小時(shí)數(shù),也就是說對于一個(gè)大基地多種發(fā)電形式的項(xiàng)目,當(dāng)下如果有光熱發(fā)電,那從經(jīng)濟(jì)性角度,就沒有邏輯再上電化學(xué)儲(chǔ)能來增加大基地電站的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)能力。
前述列出的第三個(gè)問題,即現(xiàn)有光熱電站,擴(kuò)大鏡場及采用電加熱器+棄電那種方案更優(yōu)?
對于現(xiàn)有光熱電站而言,光熱電站定位是調(diào)峰電站,在白天停機(jī)(新疆13~17點(diǎn)為谷段,停機(jī))。無論是加大鏡場還是采用電加熱器+棄電(以光伏棄電為例),在原方案基礎(chǔ)上都要適當(dāng)?shù)脑龃髢?chǔ)熱系統(tǒng)以儲(chǔ)存新增的熱能,因此在兩種方案產(chǎn)生相同熱能的情況下,儲(chǔ)熱系統(tǒng)的變化是基本一致的。核心是對比收集熱能成本。
同樣以上述新疆哈密在建設(shè)的電站為例,鏡場增加20萬㎡,吸熱器在原有基礎(chǔ)上不變,對比采用電加熱器+棄電的方案。結(jié)果如下表。此處的年均光熱效率基于電站吸熱器功率不變,導(dǎo)致部分吸熱器高位棄光,新增鏡場部分的年均光熱效率降低至33%;擴(kuò)大鏡場時(shí),變壓器、UPS等設(shè)備的容量很有可能不變,因此暫不考慮鏡場電氣成本及鏡場部分輔助系統(tǒng)的費(fèi)用增加。
兩個(gè)方案的投資構(gòu)成如下表。表格數(shù)據(jù)太多信息量較大,看最后一行即可,可以看出電加熱器加棄電相對于增加鏡場投資低很多(近似二分之一)
計(jì)算的收集單位kWh的熱能的成本LCOH如下表。表格數(shù)據(jù)太多信息量較大,看最后一行即可。最后一行最后一個(gè)格子的數(shù)據(jù)也就是電加熱器和棄電方案的成本熱價(jià)有個(gè)變量A,表示采購棄電的成本,棄電成本一般包含:棄電電量成本、棄電收集線路費(fèi)用或輸配電費(fèi)用、中壓配電室擴(kuò)容成本等,決策時(shí)應(yīng)考慮收集棄電的綜合成本。
上表中,擴(kuò)大鏡場其熱能收集成本是0.08元/kWht,電加熱器+棄電熱能成本為0.05+A元/kWht。
第三個(gè)問題的答案也比較明確了,也就是說,當(dāng)棄電成本A低于人民幣3分/kWh時(shí),現(xiàn)有光熱電站采用電加熱器+棄電方案經(jīng)濟(jì)性更優(yōu),若高于3分/kWh,則采用擴(kuò)大鏡場的方案經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。如此大容量的電加熱器(百M(fèi)W級電功率)從電網(wǎng)購電,哪怕是用自己的電(且不說能否行得通),成本低于三分錢的可能性目前看比較小。
電熱儲(chǔ)能成本低;聚光集熱相對光伏發(fā)電加電化學(xué)儲(chǔ)能,儲(chǔ)能角度較成本在部分資源條件合適區(qū)域有競爭力;此外,充分利用光熱電站類似火電機(jī)組的特性,和電化學(xué)儲(chǔ)能+調(diào)相機(jī)進(jìn)行比較具有經(jīng)濟(jì)性。
綜合一下上述發(fā)言內(nèi)容,
第一,鏡場和光伏發(fā)電加電加熱器產(chǎn)熱相比,配置鏡場于已經(jīng)有儲(chǔ)熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的電站,經(jīng)濟(jì)性高于靠光伏發(fā)電轉(zhuǎn)化為熱能的電熱儲(chǔ)能技術(shù)。
第二,電熱儲(chǔ)能成本低,相對于電化學(xué)儲(chǔ)能更適合長時(shí)儲(chǔ)能;含電熱轉(zhuǎn)換部分單位成本約400-500元/kWhe(對應(yīng)4h充滿慢充型和1h充滿快充型),這是折合到電能的總投資(不僅僅是儲(chǔ)熱部分)存儲(chǔ)成本;儲(chǔ)能時(shí)長越長,成本越有競爭力。
第三,光熱發(fā)電相對“光伏發(fā)電加電化學(xué)儲(chǔ)能電站”作比較比較科學(xué),因?yàn)樾枰驹趶奶柲苌a(chǎn)電能并具備存儲(chǔ)功能這一同等邊界要求下,那么在部分資源條件合適區(qū)域光熱發(fā)電更具競爭力;此外,充分利用光熱電站類似火電機(jī)組的特性,和光伏發(fā)電+電化學(xué)儲(chǔ)能+調(diào)相機(jī)進(jìn)行比較,光熱發(fā)電具有經(jīng)濟(jì)性。
我的匯報(bào)結(jié)束,謝謝。
2024第十一屆中國國際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA年會(huì)4月25-26日在內(nèi)蒙古呼和浩特香格里拉大酒店盛大召開,大會(huì)由CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺(tái)聯(lián)合常州龍騰光熱科技股份有限公司共同主辦,大會(huì)主題為“在多變的形勢下實(shí)現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展”,共有來自海內(nèi)外約800名代表出席本屆大會(huì)。
附:中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院介紹
西北電力設(shè)計(jì)院有限公司成立于1956年10月,是中國能建大型區(qū)域設(shè)計(jì)院之一。長期致力于能源規(guī)劃、勘察設(shè)計(jì)、工程總承包、咨詢監(jiān)理、投建營一體化等業(yè)務(wù),業(yè)務(wù)涵蓋能源規(guī)劃研究、發(fā)電(火電)、電網(wǎng)、新能源、勘測、市政、環(huán)境、數(shù)字工程等,具備為客戶提供全生命周期一體化服務(wù)的雄厚實(shí)力,已與全球四十多個(gè)國家和地區(qū)建立了業(yè)務(wù)往來關(guān)系。截至目前國內(nèi)在運(yùn)行的光熱電站,西北電力設(shè)計(jì)院參與70%其建設(shè)過程。在運(yùn)行業(yè)績最多。
西北院具有工程設(shè)計(jì)、工程勘察2項(xiàng)綜合甲級資質(zhì),同時(shí)具有電力工程施工總承包壹級資質(zhì)和安全生產(chǎn)許可證,資質(zhì)范圍覆蓋全行業(yè),全產(chǎn)業(yè)鏈,居全國同行業(yè)之首。