發(fā)布者:本網(wǎng)記者Grace | 來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評論 | 18992查看 | 2016-10-28 13:43:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道:近日,SolarReserve計劃在美國建設其第二座太陽能光熱發(fā)電項目,其規(guī)模相當于一座1000MW級的核電廠。該項目名為Sandstone Energy X,為一個裝機規(guī)模高達2GW、采用熔融鹽塔式技術路線的光熱發(fā)電園區(qū),裝機容量相當于SolarReserve此前開發(fā)的裝機110MW的新月沙丘項目的20倍左右,幾乎可與胡佛水壩的發(fā)電容量相匹敵。
將儲能做到極致
這個規(guī)模龐大的光熱發(fā)電園區(qū)預計總投資高達50億美元,到2021年將可實現(xiàn)全天侯穩(wěn)定輸出電力。據(jù)SolarReserve方面介紹,Sandstone Energy X項目的關鍵在于“將儲能做到極致”。該項目擁有20000MWh的儲熱容量,其儲能容量使南加州愛迪生電力公司(Southern California Edison)投標的400MWh AES蓄電池系統(tǒng)相形見絀,因此該項目號稱是“世界上最大的儲能蓄電池。”
圖:Sandstone Energy X電站想象圖
Sandstone Energy X所配置的巨大儲能系統(tǒng)將賦予該發(fā)電園區(qū)極強的靈活性,并將為加州輸送充足的電力,可不分晝夜地滿足用電要求,包括加利福尼亞州的晚高峰負荷期。
最廉價的儲能解決方案?
SolarReserve公司CEO Kevin Smith自信地表示:“該項目的發(fā)電成本將比光伏發(fā)電(帶蓄電池儲能)要低”,甚至將低于10美分,這個價格比該公司開發(fā)的首個光熱發(fā)電項目新月沙丘的發(fā)電成本大幅下降約25%。
按照2009年新月沙丘項目方與NV Energy公司簽訂的購電協(xié)議,后者將以13.5美分/千瓦時的價格購電。當時光伏發(fā)電的收購價約為9美分/千瓦時左右,但如今已有3美分/千瓦時左右的價格打破紀錄(今年8月17日結束的智利供電項目招標中,來自西班牙的Solarpack Corp.Tecnologica公司以一個裝機120MW的光伏發(fā)電項目贏得了智利的供電標段,并以$29.10/MWh的投標價格再次刷新了光伏最低中標價)。但是,配置儲能系統(tǒng)的光熱發(fā)電與無儲能系統(tǒng)的光伏發(fā)電進行價格比較是不合理的。
如果光伏發(fā)電配置蓄電池儲能系統(tǒng),即可以像配置儲熱系統(tǒng)的光熱電站那樣穩(wěn)定向電網(wǎng)輸電及調(diào)峰,那么即使在目前蓄電池價格已經(jīng)有了大幅下降的情況下,整體發(fā)電成本仍將達到15美分/千瓦時甚至更高。
但是,Sandstone Energy X項目能做到全天侯穩(wěn)定輸送電力,且按照目前的水平,發(fā)電成本已經(jīng)在10美分/千瓦時以下。Kevin Smith表示,業(yè)界預測蓄電池成本將在未來3~5年內(nèi)大幅下跌,但即使預言實現(xiàn),熔鹽儲熱系統(tǒng)的經(jīng)濟性依然要比蓄電池系統(tǒng)高很多。
壽命比蓄電池系統(tǒng)更長
“我們能做到在同一天里大量存儲太陽能,同時還可以根據(jù)用電需求靈活地提供電力輸出。”KevinSmith說,“我們在內(nèi)華達州的項目每天存儲和釋放的能量高達1100MWh,但與蓄電池儲能系統(tǒng)不同的是,我們的儲熱系統(tǒng)不會衰減。如果你觀察過一些頂尖的電池制造商所提供的產(chǎn)品,你會發(fā)現(xiàn)近些年來他們的產(chǎn)品會發(fā)生大幅度的衰減,但我們的儲能系統(tǒng)可以在30多年甚至更長的生命周期內(nèi)不會衰減?!?/div>
該項目采用熔融鹽儲熱,每天產(chǎn)生的熱損失在1%左右,同石油、煤炭或核能發(fā)電原理類似,儲熱系統(tǒng)所儲存的熱量用于產(chǎn)生水蒸汽以驅(qū)動發(fā)電。
在多云天氣和晚間用電高峰期,光伏發(fā)電需要輔助電源(在美國通常由天然氣發(fā)電系統(tǒng)補充)。與光伏電站不同的是,Sandstone Energy X項目晝夜都可以穩(wěn)定輸送電力。
此項巨大的工程將有助于取代加州部分用于調(diào)峰的天然氣發(fā)電廠,從而進一步減少加州碳排放量。
DNI值高達2685kWh/m2/yr
光資源的相關指標在一定程度上決定著太陽能發(fā)電的價格,對于光熱發(fā)電來講最關鍵的指標就是當?shù)氐闹苯虞椛渲担―NI),即在相對清潔無污染的空氣中,如果只有極少的顆粒會分散和降低輻照強度,那么DNI值就相對較高,則更適宜開發(fā)光熱電站。
例如,智利的阿塔卡瑪沙漠擁有世界上最高的DNI指標,SolarReserve此前投標了智利的兩個光熱發(fā)電項目Copiapo和Likano,其中一個項目的投標價格創(chuàng)最低紀錄至$63/MWh(約0.42元/kWh),這也是有史以來光熱發(fā)電項目的最低投標價,刷新了SolarReserve南非Redstone熔鹽塔電站約12美分/kWh的投標電價,且低出近一倍。該項目配置了14小時的儲熱系統(tǒng),可以實現(xiàn)全天候穩(wěn)定提供電力輸出。
內(nèi)華達州也擁有較為豐富的太陽能資源,但其高達2685kWh/m2/yr的DNI值與智利阿塔卡瑪沙漠3000kWh/m2/yr甚至更高的指標相比仍有差距。
為何加州需要內(nèi)華達州儲存的太陽能?
鑒于加州排名世界第五的經(jīng)濟體量,加之其規(guī)劃到2030年清潔能源利用率要達到50%的宏偉目標,使得加州對可再生能源的需求很大。
但最近,由于公共土地利用受限,加州不得不暫緩一部分大型太陽能項目的開發(fā)。沙漠可再生能源保護組織(DRECP)研究之后所作的最終決定相當嚴重地限制了未來加州公共土地在可再生能源方面的使用。
“美國西南部沙漠的獨特之處在于它毗鄰一些大城市。加州不但有世界一流的太陽能資源,還緊鄰巨大的電力負荷中心,因此這里有世界上開發(fā)可再生能源的最佳條件。”大規(guī)模太陽能發(fā)電協(xié)會(LSA)會長Shannon Eddy表示,但LSA最終未能成功阻礙DRECP對可再生能源項目的打壓。
鑒于上述原因,在緊鄰加州的內(nèi)華達州開發(fā)太陽能項目,將電力輸送至加州成為一個可行的曲線方案。
Sandstone Energy X設計共建設10個熔鹽塔電站,單塔裝機200MW,每個集熱塔都將被半徑為一英里的鏡場環(huán)繞,熔鹽工作溫度超過1000華氏度。每座電站占地約1500英畝,整個園區(qū)占地面積約為15000到20000英畝,這僅僅占內(nèi)華達州總面積的0.03%,但其發(fā)電量卻能與內(nèi)華達州另一個千兆瓦規(guī)模的可再生能源發(fā)電項目胡佛大壩的發(fā)電量比肩。
據(jù)悉,目前SolarReserve已將該項目的選址范圍縮小到兩個場地,與新月沙丘一樣,它們都位于Nye縣。
“在過去的18個月,我們大概看了15到20個不同的場地,現(xiàn)在我們關注的焦點集中在兩個我們認為不錯的場地?!盞evin Smith表示,他希望在六個月內(nèi)做出最后選擇并進入項目審批階段。
解決加州“鴨子曲線”問題的完美方案?
據(jù)GE公司能源互聯(lián)首席統(tǒng)計官Karim El Naggar介紹,“鴨子曲線”產(chǎn)生的主要因素是光伏白天發(fā)電量會超過用電量,但在傍晚太陽能輻照停止時,實際的電力需求卻急劇上升。而此時光伏發(fā)電卻無法滿足這種需求,這種現(xiàn)象就是“鴨子曲線”。理論上看,鴨子曲線源自美國加州電力系統(tǒng)模型,是指用電負荷減去光伏發(fā)電功率后得到的凈負荷曲線(因曲線形似一只鴨子而得名)。
圖:上圖的“鴨子曲線”可以形象的表示出加州一天24小時中的電力凈負荷情況
“如今鴨子曲線是個大問題,未來可能成為更大的問題,因為很顯然有越來越多的分布式能源將進入電力系統(tǒng)網(wǎng)絡,并且步伐將越來越快。”Karim El Naggar表示,“我認為未來加州很可能將成為光熱發(fā)電行業(yè)的市場典范,而且光熱發(fā)電也將會在全球更多新興市場蓬勃發(fā)展。”