可重新再利用的光熱發(fā)電站 定位礦業(yè)市場(chǎng)
發(fā)布者:本網(wǎng)記者Alice | 來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 5897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(chǎng)應(yīng)用空間,礦業(yè)用能市場(chǎng)正成為SolarReserve等領(lǐng)先光熱發(fā)電企業(yè)的目標(biāo)新興市場(chǎng),這一市場(chǎng)也對(duì)光熱發(fā)電技術(shù)提出了獨(dú)特的要求,為適應(yīng)市場(chǎng)需求,SolarReserve提出了可重新利用的光熱電站設(shè)計(jì)的新概念。

  CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)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(shí)擁有豐富的金屬礦產(chǎn)資源。這為光熱發(fā)電提供了一個(gè)新的市場(chǎng)方向,礦業(yè)用電市場(chǎng)。

圖:夜間仍在運(yùn)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(shí)持續(xù)運(yùn)行。在一個(gè)礦山被開采完畢后,其可以隨時(shí)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(chǎng),其必然需要面對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的競(jìng)爭(zhēng),柴油發(fā)電為礦業(yè)市場(chǎng)提供了其所需要的可移動(dòng)的可承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷的電力來源。對(duì)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(jià)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(jì)攤銷成本

  雖然從整個(gè)壽命期內(nèi)來看,對(duì)于光熱發(fā)電而言,是可以與柴油發(fā)電的成本相競(jìng)爭(zhēng)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(gòu)幾臺(tái)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(chǎng)的光熱發(fā)電領(lǐng)先企業(yè)SolarReserve公司業(yè)務(wù)發(fā)展高級(jí)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(zhǎng)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(dòng)力方面的工作經(jīng)驗(yàn)給了他靈感,船舶動(dòng)力電源可以在需求電力時(shí)對(duì)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(jì)構(gòu)想。目前,Georgis正在與SolarReserve和RocketDyne(SolarReserve熔鹽儲(chǔ)熱專利技術(shù)的持有方)的工程團(tuán)隊(duì)成員一起重新開發(fā)適應(yīng)礦業(yè)市場(chǎng)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(chǔ)熱光熱發(fā)電技術(shù)的小規(guī)模版本“M”級(jí)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(chǎng)對(duì)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(jí)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(jì),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(chǔ)熱的可7*24小時(shí)持續(xù)供電的離網(wǎng)型光熱發(fā)電系統(tǒng),主要設(shè)計(jì)攻關(guān)點(diǎn)是可拆卸式可重復(fù)利用設(shè)計(jì),以保證在電站運(yùn)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(chǎng)的特殊用電需求,光熱發(fā)電在礦業(yè)市場(chǎng)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(zhǎng)期的PPA購(gòu)電協(xié)議來通過售電獲得收入,因?yàn)檫@大多是離網(wǎng)型用電市場(chǎng)。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(zhǎng)期的,因?yàn)樵诘V業(yè)市場(chǎng),供應(yīng)端和需求端都存在不可預(yù)知性。

  美國(guó)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(gè)礦山擁有一定量的礦藏,基于這些礦藏和對(duì)應(yīng)的礦藏金屬價(jià)格,你可以預(yù)測(cè)一個(gè)礦山的運(yùn)行時(shí)間。但金屬的價(jià)格一直都是忽升忽降的,假如這種金屬的價(jià)格在10年以后下跌了呢?如果到時(shí)你處于一個(gè)投入產(chǎn)出的邊際情景,你將不能夠維持該礦山的運(yùn)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?yàn)槠涞V藏已被開采完畢?!?/div>

  基于金屬市場(chǎng)的不可預(yù)知性,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)一個(gè)礦山到底需要多長(zhǎng)時(shí)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(shí),一個(gè)礦山可能還需要增加供電能力。Moeller稱,不論何時(shí)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(shí)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(cái)務(wù)可行性

  對(duì)電力需求的不可預(yù)測(cè)性是一個(gè)問題,但柴油發(fā)電每年增加的耗費(fèi)是確定的,Moeller說道,“我們知道柴油價(jià)格正在日益增長(zhǎng),但我們目前沒有其它選擇。雖然每個(gè)人都希望用上太陽(yáng)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(jià)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(yùn)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(gòu)成本上。如果將這兩種發(fā)電技術(shù)進(jìn)行全生命周期對(duì)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(chǎng)的需要,‘M’級(jí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在礦業(yè)市場(chǎng)具備財(cái)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?!币仓挥羞@樣,光熱發(fā)電才可以與柴油發(fā)電相競(jìng)爭(zhēng)。

  這意味著,這一可重新利用的供電方案可能需要在其整個(gè)生命周期內(nèi)簽署三個(gè)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(gè)光熱電站將需要進(jìn)行兩次重拆裝的再利用。

儲(chǔ)熱技術(shù)+柴油輔助

  Georgis還稱,“絕大多數(shù)礦山都是7*24小時(shí)運(yùn)行的,采礦是資本密集型的行業(yè),為實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益必須24小時(shí)持續(xù)運(yùn)行。礦業(yè)市場(chǎng)需要持續(xù)的穩(wěn)定電力來源,這對(duì)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(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行檢修?!边@是礦業(yè)市場(chǎng)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(huì)主席Reg Howard-Smith表示,“礦業(yè)生產(chǎn)的機(jī)會(huì)成本巨大,選擇低風(fēng)險(xiǎn)的傳統(tǒng)能源供電比高風(fēng)險(xiǎn)的具有間歇性缺陷的可再生能源供電更為現(xiàn)實(shí)?!?/div>

  SolarReserve要將其光熱發(fā)電系統(tǒng)推向礦業(yè)市場(chǎng)也面臨這樣的障礙,雖然儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)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(chǎng)無法采用天然氣輔助,只能采用柴油輔助加熱。這在全年時(shí)間內(nèi)大概有10%的時(shí)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(chǎng),提供大概30MW規(guī)模的光熱電站系統(tǒng)設(shè)計(jì),需要滿足白天和夜間的持續(xù)供電,并可實(shí)現(xiàn)可拆卸重新利用。

如何實(shí)現(xiàn)拆卸運(yùn)輸再安裝?

  連根拔起并拆卸運(yùn)輸一個(gè)光熱電站至一個(gè)新的地方的想法聽起來有點(diǎn)不可思議。雖然“M”級(jí)光熱發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依然在進(jìn)行中,Georgis現(xiàn)已確定,“僅僅系統(tǒng)中的儲(chǔ)熱罐可能確定無法實(shí)現(xiàn)再利用,這種儲(chǔ)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(jì)壽命在30年以上,對(duì)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(duì)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(shí),礦產(chǎn)地似乎也為運(yùn)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(chǎng)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(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施,礦產(chǎn)商利用這些運(yùn)輸設(shè)施將開采出的礦產(chǎn)從礦山運(yùn)至港口。這些設(shè)施未來可以用來運(yùn)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(gè)用電礦山進(jìn)行再次安裝,這同時(shí)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(yáng)能資源。”SolarReserve確信,可移動(dòng)的、可擴(kuò)展的、更具成本競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)力。
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