發(fā)布者:本網(wǎng)記者Alice | 來(lái)源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 1評(píng)論 | 7065查看 | 2014-11-13 18:45:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道:近期,媒體上出現(xiàn)大量報(bào)道稱位于加利福尼亞州新近投運(yùn)的全球裝機(jī)最大的392MW的Ivanpah塔式光熱電站的實(shí)際發(fā)電能力沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。
據(jù)美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)提供的數(shù)據(jù),BrightSource設(shè)計(jì)的這一巨型電站在經(jīng)過(guò)四年的運(yùn)行過(guò)渡期后,項(xiàng)目的年發(fā)電產(chǎn)能可以達(dá)到設(shè)計(jì)值即1079232MWh。
但此前就曾發(fā)布一系列關(guān)于光熱發(fā)電項(xiàng)目負(fù)面消息的清潔能源評(píng)論家Chris Clarke稱,該項(xiàng)目在投產(chǎn)至今的八個(gè)月內(nèi)所發(fā)的電能折算為年發(fā)電量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值,這已經(jīng)可以證明這是一個(gè)失敗的項(xiàng)目。
而該項(xiàng)目的最大投資方NRG能源公司的Jeff Holland則表示,盡管在項(xiàng)目投運(yùn)初期的幾個(gè)月里遇到了技術(shù)和天氣方面的挑戰(zhàn),Ivanpah電站在9月份的產(chǎn)能還是超過(guò)了該項(xiàng)目最初設(shè)計(jì)的月度產(chǎn)能。
NRG公司不僅擁有Ivanpah電站一半的股份,而且還是該電站的運(yùn)營(yíng)方。BrightSource和Google合計(jì)持有該電站的另外一半股權(quán)。
“相關(guān)媒體報(bào)道的電站設(shè)計(jì)產(chǎn)能實(shí)際上是該項(xiàng)目在經(jīng)過(guò)4年的過(guò)渡運(yùn)行期后,即到2018年項(xiàng)目各方面都成熟后擬實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)?!盝eff Holland說(shuō)。
那么,為什么需要4年時(shí)間去實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)呢?
過(guò)渡與學(xué)習(xí)曲線
光熱發(fā)電通過(guò)反射鏡陣列來(lái)收集陽(yáng)光產(chǎn)生熱能以驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),Ivanpah光熱電站將反射后的陽(yáng)光聚焦到集熱塔頂?shù)奈鼰崞魃?,其采用的傳熱工質(zhì)為水,水直接受熱后產(chǎn)生蒸汽以驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。而與其不同的另外一個(gè)大型塔式電站Crescent Dunes項(xiàng)目采用的是熔鹽工質(zhì),熔鹽受熱后再與水換熱產(chǎn)生蒸汽來(lái)發(fā)電,該電站預(yù)計(jì)明年春天將并網(wǎng)投運(yùn)。
熔鹽塔式技術(shù)將有望使塔式光熱電站可以與傳統(tǒng)的煤炭或天然氣發(fā)電相競(jìng)爭(zhēng),其將與火電同樣可以在任何時(shí)候都供應(yīng)穩(wěn)定電力。盡管全球第一個(gè)商業(yè)化光熱電站采用的是槽式技術(shù),但熔鹽塔式技術(shù)已被廣泛認(rèn)為是光熱發(fā)電的未來(lái)之星。
Ivanpah光熱電站是世界上迄今為止規(guī)模最大的塔式光熱發(fā)電站,凈功率輸出可達(dá)377MW。雖然現(xiàn)在全球范圍內(nèi)正在開(kāi)發(fā)大量的裝機(jī)規(guī)模在100MW以上的塔式電站。而熔鹽塔式電站裝機(jī)最大的在運(yùn)行電站依然是西班牙Gemasolar電站,該電站的裝機(jī)僅為20MW,卻是塔式光熱電站發(fā)展的革新之作。雖然Ivanpah采用的是水工質(zhì)的傳統(tǒng)技術(shù)路線,但“Ivanpah電站也采用了不少創(chuàng)新型的技術(shù),而這些技術(shù)還沒(méi)有在裝機(jī)如此規(guī)模的大型項(xiàng)目上實(shí)施過(guò)?!?Holland說(shuō)。
Holland補(bǔ)充稱,“該電站安裝了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的令人難以置信的零配件,以及成千上萬(wàn)面的定日鏡,而且這些設(shè)備都必須被一一校準(zhǔn)以發(fā)揮其最大效能。這其中涉及到的難度已經(jīng)高于建設(shè)任何一種類型的規(guī)?;娬镜臉?biāo)準(zhǔn),這些增加的難度都需要在電站運(yùn)行的前幾年內(nèi)被重復(fù)地考慮、修正。因?yàn)榇饲皼](méi)有任何的類似經(jīng)驗(yàn),這需要在實(shí)際運(yùn)行中逐步完善?!边@些都需要耗費(fèi)大量時(shí)間,這需要一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程,任何一個(gè)創(chuàng)新型的大型電站都需要經(jīng)歷學(xué)習(xí)曲線才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。
同時(shí),由于該電站運(yùn)行會(huì)殺死飛鳥(niǎo)也引起了環(huán)評(píng)和動(dòng)物保護(hù)人士的不滿,項(xiàng)目方也需要盡力降低這種負(fù)面影響。該項(xiàng)目開(kāi)始運(yùn)行后,項(xiàng)目方必須額外考慮如何減小部分反射鏡短暫待機(jī)時(shí)的太陽(yáng)輻射通量,來(lái)降低眩光影響和由此帶來(lái)的飛鳥(niǎo)被灼傷致死事故率。在電站投運(yùn)最初的6個(gè)月里,實(shí)際上僅有133只小鳥(niǎo)可以被證明是被電站輻射能量燒焦羽毛,這比媒體報(bào)道的28000只要少得多,而且Ivanpah電站已經(jīng)采取安裝防衛(wèi)驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)施等措施來(lái)降低小鳥(niǎo)的死亡率。
Ivanpah電站6個(gè)月內(nèi)的總發(fā)電產(chǎn)能僅僅173966MWh,Chris Clarke此前在相關(guān)報(bào)道中上也指出了這些。
Ivanpah電站在2月份之后才開(kāi)始全面投入運(yùn)行,因此它第一個(gè)季度的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間只包含了一個(gè)完整月。
雖然Ivanpah光熱電站目前的實(shí)際表現(xiàn)沒(méi)有達(dá)到項(xiàng)目方預(yù)計(jì)到2018年可以實(shí)現(xiàn)的規(guī)劃目標(biāo),而招致了一些負(fù)面的批評(píng)之聲,項(xiàng)目方則已經(jīng)開(kāi)始潛心醞釀采取多方措施保證實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的預(yù)定目標(biāo)。
Holland稱,今年以來(lái)的平均DNI輻射值要低于預(yù)計(jì),這也影響了項(xiàng)目的實(shí)際發(fā)電表現(xiàn)。
三個(gè)項(xiàng)目股權(quán)方中除了BSE和Google外,NRG能源公司擁有更多的可再生能源發(fā)電裝機(jī),Holland對(duì)可再生能源項(xiàng)目的理解也更廣泛,他對(duì)于媒體對(duì)Ivanpah電站8月份之前造成小鳥(niǎo)高死亡率的夸張負(fù)面報(bào)道十分關(guān)注和震驚。
而事實(shí)上,Ivanpah電站比其他大多數(shù)的能源電站都更加注重對(duì)環(huán)境的保護(hù),電站所用土地沒(méi)有遭到任何實(shí)質(zhì)性破壞。小狐貍、蛇之類的野生動(dòng)物還可以在這里自由活動(dòng),25名生物學(xué)家保護(hù)的沙漠烏龜幼崽也在附近生活的很好。
“當(dāng)明白我們?yōu)樵撾娬靖冻龅钠D辛和所作出的巨大努力后,項(xiàng)目地的村民也同意去和我們一起保護(hù)附近的動(dòng)物和植物,”Holland說(shuō),“NRG相信清潔可持續(xù)能源的前景一片光明,Ivanpah電站采用的可再生能源技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)?!?/div>
Ivanpah電站和那些規(guī)避了這種嚴(yán)格環(huán)保審查的其它光熱發(fā)電項(xiàng)目相比呢?我們可以看下與之裝機(jī)相差不太多的一個(gè)槽式電站。
250MW的Genesis槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)在2013年第三季度悄然運(yùn)行,計(jì)劃年產(chǎn)能達(dá)到580000MWh。
盡管Ivanpah電站采用了塔式技術(shù),但該電站產(chǎn)能的增長(zhǎng)曲線和Genesis項(xiàng)目也有相似之處。
據(jù)美國(guó)能源信息署EIA的數(shù)據(jù),Genesis項(xiàng)目在投產(chǎn)的第一季度的產(chǎn)能為7029MWh,第二季度就達(dá)到了66427MWh,第三季度則達(dá)到了141939MWh。Ivanpah電站第一季度產(chǎn)能為40074MWh,第二季度產(chǎn)能為133892MWh。
Genesis項(xiàng)目于2013年投運(yùn),Ivanpah項(xiàng)目投運(yùn)于2014年。(Genesis項(xiàng)目在2014年4月正式宣布投產(chǎn)前已運(yùn)行了兩個(gè)季度。)從中可以看出,Ivanpah電站與Genesis電站有相似的產(chǎn)能曲線,而之所以Ivanpah電站獲得了更多的關(guān)注,是因?yàn)樵擁?xiàng)目的裝機(jī)規(guī)模和技術(shù)路線都格外引人注目。
DNI降低影響發(fā)電表現(xiàn)
光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)需要注意的一個(gè)環(huán)境變量是DNI的變化,該變量值對(duì)光熱發(fā)電項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行至關(guān)重要,DNI同時(shí)也受到空氣清潔度等變量的影響。
DNI在一個(gè)固定區(qū)域的值并非固定不變。根據(jù)既往經(jīng)驗(yàn),該數(shù)值可在年均輻射平均值上下20%的浮動(dòng)區(qū)間內(nèi)變動(dòng),主要受天氣、污染程度及灰塵的影響。
“BSE確實(shí)走在了時(shí)間的前邊,”Vaisala資源評(píng)估服務(wù)公司的產(chǎn)品經(jīng)理Gwendalyn Bender說(shuō)。該公司是一家可再生能源咨詢服務(wù)公司,其為Ivanpah項(xiàng)目提供光熱資源評(píng)估咨詢服務(wù)。最近其還收購(gòu)了資源評(píng)估公司3TIER。
“2009年時(shí),他們就邀請(qǐng)我們一起做一項(xiàng)長(zhǎng)期研究,基于衛(wèi)星已有數(shù)據(jù),通過(guò)地面實(shí)地測(cè)量去研究10年以上的變化記錄。因此,他們當(dāng)時(shí)確實(shí)做了盡職調(diào)查,研究DNI可能發(fā)生的變化,并在計(jì)劃制定時(shí)充分考慮了這些可變因素。”Bender說(shuō)道。
對(duì)光伏來(lái)說(shuō),關(guān)鍵的影響變量是GHI。但是因?yàn)閿U(kuò)散效應(yīng),空氣中的粉塵對(duì)光伏發(fā)電所依賴的GHI值沒(méi)有太大的直接影響。但對(duì)DNI的影響卻大得多。
“由于空氣中含有煙塵等物質(zhì),項(xiàng)目地附件的燃燒事件確實(shí)會(huì)影響到DNI,”Bender說(shuō)。“DNI比GHI的變化幅度大,因此如果空氣中有灰塵或污染物,有時(shí)能清晰地看到其對(duì)DNI的影響要比GHI的影響大甚至10倍?!?/div>
Vaisala的輻照資源地圖顯示,2013年,加利福尼亞的DNI數(shù)據(jù)高于往年平均水平,但是隨后發(fā)生的約塞米蒂國(guó)家公園火災(zāi)導(dǎo)致DNI數(shù)據(jù)下降,并與之前的數(shù)據(jù)形成鮮明對(duì)比。
她說(shuō),“2014年夏季的DNI低于均值的10%,不僅僅是因?yàn)樘鞖獾脑?,也是由于野火源的存在。因此CSP電站的產(chǎn)能在今年7月一直處于低位并延續(xù)到8月。”
基于Ivanpah這種大型塔式光熱電站的首次開(kāi)創(chuàng)性開(kāi)發(fā),有很多的實(shí)際問(wèn)題需要在實(shí)際運(yùn)行中摸索解決、同時(shí)由于為避免殺死鳥(niǎo)類而必須對(duì)輻射通量進(jìn)行適時(shí)削減,再加上項(xiàng)目所在地今年夏季