近日，一家由國(guó)際光熱發(fā)電行業(yè)知名專(zhuān)家為骨干的美國(guó)公司——SolStor Energy正式成立，該公司旨在美國(guó)部署儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電項(xiàng)目，以在夜間利用儲(chǔ)熱系統(tǒng)提供電力，并實(shí)現(xiàn)為光伏發(fā)電提供補(bǔ)充。

據(jù)悉，該公司的三名成員Fred Morse、David Kearney以及Xavier Lara因在光熱發(fā)電領(lǐng)域的成就分別于2013年、2018年和2022年獲得了由國(guó)際太陽(yáng)能熱發(fā)電和化學(xué)組織SolarPACES頒發(fā)的終身成就獎(jiǎng)。

瞄準(zhǔn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，擬開(kāi)發(fā)第三代光熱發(fā)電項(xiàng)目

談到為何要成立該公司，SolStor energy創(chuàng)始首席執(zhí)行官Fred Morse表示：“我們注意到有幾個(gè)大型且不斷增長(zhǎng)的夜間能源市場(chǎng)，需求是現(xiàn)實(shí)存在的。目前，針對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域加州和聯(lián)邦政府都有相關(guān)激勵(lì)措施，我們知道市場(chǎng)需要什么，也很清楚如何建造光熱發(fā)電項(xiàng)目，最終我們決定成立一家光熱發(fā)電開(kāi)發(fā)公司。”

回顧歷史，美國(guó)光熱發(fā)電行業(yè)已經(jīng)歷了兩輪發(fā)展高潮，而前兩輪發(fā)展背后則是不同的市場(chǎng)條件。

據(jù)David Kearney介紹，20世紀(jì)80年代-90年代，面對(duì)石油禁運(yùn)，美國(guó)開(kāi)始為實(shí)現(xiàn)能源多樣性和能源獨(dú)立而努力，光熱發(fā)電迎來(lái)第一次發(fā)展機(jī)遇。

注：第一次石油危機(jī)——在20世紀(jì)70年代，全球發(fā)生了一場(chǎng)前所未有的石油危機(jī)，其起因是阿拉伯石油輸出國(guó)組織（歐佩克）為了支持阿拉伯國(guó)家與以色列的贖罪日戰(zhàn)爭(zhēng)（第四次中東戰(zhàn)爭(zhēng)），而對(duì)美國(guó)等親以色列國(guó)家采取了石油禁運(yùn)和減產(chǎn)的措施。這導(dǎo)致了全球石油供應(yīng)的急劇縮減和價(jià)格的急劇上漲。

彼時(shí)，光熱發(fā)電比光伏發(fā)電更加便宜，因此，位于美國(guó)加州的Kramer Junction和Daggett當(dāng)?shù)氐谝粋€(gè)太陽(yáng)能項(xiàng)目均是光熱發(fā)電項(xiàng)目。

時(shí)間來(lái)到2000-2010年，在美國(guó)頒布的可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)(RPS)（該標(biāo)準(zhǔn)要求一定比例的能源來(lái)自可再生能源）的驅(qū)動(dòng)下，美國(guó)迎來(lái)了第二輪光熱發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)潮。

SolStor energy首席運(yùn)營(yíng)官Hank price表示：“待第二輪光熱項(xiàng)目建設(shè)完畢，國(guó)際范圍內(nèi)光伏發(fā)電價(jià)格已經(jīng)暴跌，此后美國(guó)再?zèng)]有新建光熱發(fā)電項(xiàng)目?！?/p>

總體來(lái)看，美國(guó)第一代光熱發(fā)電和第二代光熱發(fā)電項(xiàng)目是在可再生能源需求約為10%時(shí)建造的，當(dāng)時(shí)的公用事業(yè)公司只是尋求最便宜的可再生能源來(lái)實(shí)現(xiàn)最初的目標(biāo)。只有在能夠證明存儲(chǔ)可以降低能源的總體成本的情況下，存儲(chǔ)才被視為增值，因此很少有項(xiàng)目包含存儲(chǔ)，而那些包含存儲(chǔ)的項(xiàng)目通常在如何操作存儲(chǔ)進(jìn)行調(diào)節(jié)方面幾乎沒(méi)有靈活性。

隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電現(xiàn)在被廣泛接受為人類(lèi)有史以來(lái)成本最低的電力形式，公用事業(yè)公司理所當(dāng)然地部署了更多的光伏發(fā)電項(xiàng)目。

而光熱發(fā)電度電成本原本就更貴，在一天中光伏發(fā)電可以以每千瓦時(shí)幾美分的價(jià)格直接供電的時(shí)候，光熱發(fā)電試圖與光伏直接競(jìng)爭(zhēng)是沒(méi)有意義的。但在光伏資源（即使配置電池）也無(wú)法適合需求的時(shí)候，光熱發(fā)電就可以一顯身手了。

100%可再生能源供電目標(biāo)，為儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電開(kāi)啟一扇大門(mén)

電池目前被廣泛用于4小時(shí)或更短時(shí)間的短時(shí)能量存儲(chǔ)。然而，許多研究表明，我們?cè)浇咏耆撎迹驮叫枰黾娱L(zhǎng)期儲(chǔ)能。

由于現(xiàn)在光伏的成本非常低，光伏+蓄電池的組合在僅儲(chǔ)能幾個(gè)小時(shí)的情況下綜合成本可以低至8至10美分/kWh。然而，在需要更長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能的情況下，所增加的電池成本可能導(dǎo)致每千瓦時(shí)高達(dá)15美分的綜合價(jià)格。

Hank price對(duì)此表示：“隨著公用事業(yè)公司開(kāi)始大量增加電池，他們意識(shí)到僅靠電池可能是不夠的，這便為儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電技術(shù)打開(kāi)了一扇大門(mén)，因?yàn)樗梢蕴峁└L(zhǎng)的儲(chǔ)能時(shí)間和公用事業(yè)公司所看重的更類(lèi)似于天然氣發(fā)電廠(chǎng)的其他特性。”

圖：SolStor Energy提議在加州等鴨子曲線(xiàn)（Duck Curve）地區(qū)利用光熱發(fā)電取代天然氣

【注：“鴨子曲線(xiàn)”產(chǎn)生的主要因素是光伏發(fā)電量在中午時(shí)達(dá)到最大，在傍晚沒(méi)有太陽(yáng)能時(shí)消失，但此時(shí)的電力需求卻急劇上升，而此時(shí)光伏發(fā)電無(wú)法滿(mǎn)足這種需求?！傍喿忧€(xiàn)”源自美國(guó)加州電力系統(tǒng)模型，是指加州電網(wǎng)內(nèi)熱電廠(chǎng)一天的凈負(fù)荷曲線(xiàn)，因曲線(xiàn)形似一只鴨子而得名。】

在此背景下，Solstor Energy應(yīng)運(yùn)而生，并致力于在天黑之后利用儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電系統(tǒng)來(lái)輸送電力以為光伏發(fā)電提供補(bǔ)充。

此前，Hank price曾與Fred Morse一起參與了為亞利桑那州公共服務(wù)公司開(kāi)發(fā)的280MW的Solana光熱項(xiàng)目和為PG&E開(kāi)發(fā)的250MW的Mojave光熱項(xiàng)目，并已經(jīng)證明了利用光熱電站像天然氣發(fā)電廠(chǎng)那樣提供電力以滿(mǎn)足晚高峰用電需求的可能性。

Solstor Energy首席技術(shù)官Xavier Lara表示：“我們已經(jīng)在向西南部的RFP提交投標(biāo)書(shū)，所以一些公用事業(yè)公司已經(jīng)知道我們的存在。目前加利福尼亞州已制定到2045年實(shí)現(xiàn)100%無(wú)碳發(fā)電的目標(biāo)，如果真的要實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，你需要能夠在任何需要電能的時(shí)候發(fā)電。加州的可再生資源主要是太陽(yáng)能，這就是光熱發(fā)電的機(jī)會(huì)所在，光熱電站有機(jī)會(huì)在白天收集能量，在晚上發(fā)電，主要為夜間發(fā)電服務(wù)?！?/p>

根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商CAISO的一項(xiàng)研究，到2050年，僅加利福尼亞州就需要43吉瓦的儲(chǔ)能。100%的可再生能源目標(biāo)將改變這一局面。

雖然促進(jìn)第一批大型光熱發(fā)電項(xiàng)目部署的早期可再生能源目標(biāo)從10%到20%不等，但立法現(xiàn)在著眼于完全淘汰化石燃料的最終目標(biāo)。內(nèi)華達(dá)州要求在六年內(nèi)可再生能源發(fā)電占比要達(dá)到50%，到2050年達(dá)到100%；新墨西哥州要求到2040年達(dá)到80%；亞利桑那州公共服務(wù)局的目標(biāo)則是到2050年達(dá)到100%。

Fred Morse表示：“一系列政策的頒布，使光熱發(fā)電再次迎來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)，人們?cè)絹?lái)越需要光熱電站在隨時(shí)需要能源時(shí)提供能源。去年，加州公用事業(yè)委員會(huì)預(yù)留了1吉瓦指標(biāo)用于長(zhǎng)期存儲(chǔ)——任何可以運(yùn)行超過(guò)8小時(shí)的儲(chǔ)能技術(shù)，而儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電技術(shù)完全可以滿(mǎn)足；另一吉瓦用于可調(diào)度電力，光熱發(fā)電項(xiàng)目也可以參與競(jìng)爭(zhēng)?！?/p>

附英文報(bào)道原文鏈接：https://www.solarpaces.org/csp-experts-launch-solstor-energy-long-duration-storage-for-the-us/