來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 2評論 | 8796查看 | 2017-01-08 16:35:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊:作為中國首個投運的10MW級別的商業(yè)化光熱電站,中控德令哈10MW塔式熔鹽儲能光熱電站對后續(xù)的20個首批示范項目具有很大的借鑒意義,自2016年8月21日投運以來,已運行4月有余,它的運行狀況如何?在實際運行過程中有什么值得大家借鑒和學習的經(jīng)驗?在2016年12月28日~30日在甘肅省敦煌市盛大召開的中國光熱示范電站開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)者峰會暨CSPPLAZA2017新年匯上,浙江中控太陽能技術(shù)有限公司董事長金建祥教授與與會代表進行了分享。
金建祥首先對光熱對比其他可再生能源的優(yōu)勢進行了分析,指出了未來光熱的方向?qū)⑹谴笠?guī)?;烷L時間儲能。他根據(jù)中國特殊的光資源條件,并結(jié)合中控10MW電站的實際運營情況得出:目前要想達到設(shè)計發(fā)電量目標亟待解決的問題是如何應(yīng)對有云天氣(包括多云和少云天氣)的高效運行,而關(guān)鍵是提高短時間內(nèi)的天氣預(yù)報能力。
在會上,金建祥向大家介紹了中控太陽能公司的發(fā)展歷程,展示了中控10MW電站的實際運行數(shù)據(jù),并詳細闡述了其發(fā)電量是否達標的評估標準,及影響發(fā)電量的因素。
在發(fā)言中,金建祥從金融、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模及產(chǎn)業(yè)鏈四個方面分析了光熱發(fā)電到“十三五”末達到0.8元的度電成本能否實現(xiàn)、如何實現(xiàn),并在最后指出了未來光熱發(fā)展中,誰掌握了精準的短期天氣預(yù)報技術(shù)以及應(yīng)對有云天氣的運行策略,誰將在這場競爭中拔得頭籌。
更多精彩內(nèi)容,請閱讀下面刊出的金建祥的演講全文:
非常感謝會議主辦方為我提供這么一個機會。在正式報告之前首先要恭喜首航節(jié)能公司敦煌10兆瓦熔鹽塔式電站在前天晚上取得并網(wǎng)成功,這也是行業(yè)內(nèi)一件大喜事,讓各級政府和投資人對中國光熱的未來更加有信心,也讓在座的各位光熱界同行對未來更加有信心。
中控太陽能在德令哈建設(shè)光熱電站已經(jīng)有了七個年頭了,在類似活動上我也講的比較多,今天受時間的限制還是挑幾個重點匯報一下,PPT是按照一般的會議要求來準備的。
可能有一些人會有疑問,在有關(guān)媒體上介紹首航節(jié)能剛剛投運的電站是中國第一個24小時連續(xù)運行且規(guī)模最大的塔式熔鹽光熱電站,這種說法對嗎?到今天為止這個講法還是準確的,它確實是目前為止中國最大的塔式熔鹽光熱電站,它的鏡場集熱面積有15萬平方米,熔鹽有5800噸,儲能時間是15個小時,理論上可以24個小時連續(xù)發(fā)電;而我們中控德令哈電站雖然投運時間更早,但鏡場集熱面積只有6.8萬平方米,500多噸熔鹽,蓄能時間為二個小時。雖然兩個電站都是10MW的,但從鏡場規(guī)模和蓄能時間來看,這個講法沒有問題,但是有個問題,它是全球第二個可以24小時連續(xù)發(fā)電的光熱電站,不是第三個。
中控在原來水工質(zhì)基礎(chǔ)上進行了熔鹽改造,歷時一年半時間,于2016年8月21日達到滿負荷的發(fā)電,其它各項指標均達到了設(shè)計值。其實我們公司內(nèi)部考核時間是7月底熔鹽改造結(jié)束,就是因為各種各樣的原因拖延了三個禮拜時間,因此首航項目拖延半年之后完成并網(wǎng)發(fā)電也屬不易,估計未來還需要一段時間去不斷完善和優(yōu)化之后才能正常發(fā)電運行。
如圖,基本的東西跳過了,講了太陽能光熱和光伏發(fā)電的特點,光伏是太陽能直接轉(zhuǎn)變成直流電,然后直流電再逆變成交流電并網(wǎng),光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)很成熟,成本也很低,我今天特別強調(diào)一點:光伏的間隙陽光資源利用率(即有云天氣的間隙性光照的利用程度)很高,光照無論強弱和時間長短都可以發(fā)電,這相對于塔式光熱發(fā)電來說是一大優(yōu)點。當然問題是光伏比較任性一些,有光就發(fā)電,沒光就不發(fā)電,對電網(wǎng)很不友好。光熱是由光變成熱、熱儲存變成交流電,優(yōu)勢是非常穩(wěn)定,快速可調(diào)。前面專家也提到目前火電調(diào)峰的負荷變化范圍是50%,如果調(diào)峰范圍要增加調(diào)到70%,還需要進行技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改造,另外火電的調(diào)峰響應(yīng)比較慢,時間比較長。光熱從負荷10%調(diào)到100%十幾分鐘時間就足夠了。但是光熱也有問題,之所以這幾年光熱發(fā)展沒有光伏快也是由這些問題導(dǎo)致的。系統(tǒng)太復(fù)雜,太陽島、熔鹽島、常規(guī)島系統(tǒng)很復(fù)雜,成本還很高。上午國務(wù)院參事石定寰老先生的講話既有高度還有深度,很受啟發(fā),獲益匪淺。上午石參事講話中對光熱地位做了很好的總結(jié)和肯定,最后講話中對于目前光熱形勢越來越好的背景下,特別提醒我們要保持頭腦清醒,還有很多問題要進一步解決,其中最后一個問題就是多云天氣等復(fù)雜工況對發(fā)電量的影響,也就是光熱發(fā)電對于間隙性陽光的資源利用率比較低,這對發(fā)電量影響比較大。
光熱也分帶有儲能和不帶儲能的,儲能使得光熱轉(zhuǎn)換、熱電轉(zhuǎn)換進行了解耦,發(fā)電可以不受陽光的影響,容易成為基荷電源。不帶儲能系統(tǒng)比較的簡單,初期投資比較低,但是度電成本會比較高。儲能是光熱發(fā)電區(qū)別于其他清潔能源最大的優(yōu)勢,對于光熱來說,規(guī)模一定情況下儲能時間越長度電成本越低,度電成本最多可以降低三毛錢左右。儲能時間一般大于15個小時就可以成為基荷電源了,可以實現(xiàn)24小時連續(xù)發(fā)電。
搞光熱的人也應(yīng)該看看光伏對我們光熱有怎樣的挑戰(zhàn),很多人不斷提醒我,這方面要做了一些研究。光伏+儲能跟目前的光熱+儲能,誰的未來更好一些?光伏儲能用常規(guī)的技術(shù)路線,使用鉛酸電池和鋰電池等等,規(guī)模化的儲能成本相對來說比較高,譬如說儲能4到6小時,目前的電池成本和逆變器成本下我們做了比較精確的計算,大概每千瓦時要增加六毛錢的成本,目前光伏直接發(fā)電(即不儲能)的成本是六毛錢左右,加在一起就是一塊二,比目前的光熱還要貴。
昨天晚上也做了前瞻性的預(yù)估,未來電池成本也許會明顯降低,如果五年或十年之后電池和逆變器只有目前成本的一半會怎么樣?我們也做了計算:度電成本會從1.2元降低到1.0元。光伏儲能時間越長,成本越高,最多增加六到七毛錢,電池的壽命比較短,一般壽命也就是三五年,電池要使用十五、二十年,現(xiàn)在技術(shù)上還不行。光伏+儲能更適合小規(guī)模分布式應(yīng)用,這是光熱儲能做不到的。光熱正好倒過來,適合長時間儲能和大規(guī)模的集中開發(fā),這樣有利于電站經(jīng)濟性的提升,即較長時間的儲能可以使得度電成本降低三毛錢左右,單塔規(guī)模100兆瓦比50兆瓦規(guī)模度電成本便宜一毛到一毛五分錢。
這是不同的規(guī)模,塔式熔鹽電站的度電成本(如圖),儲能時間越長度電成本越低、單塔規(guī)模越大成本越低,100兆瓦儲能8小時以上成本下降不明顯了,但是50兆瓦的時候到儲能12個小時還會繼續(xù)下降。這是我們計算的曲線,對于目前的電池成本和逆變器成本情況下,光伏儲能時間和度電成本的關(guān)系,6個小時基本上每度電成本上升到1.2元,如果電池成本降低一半,6個小時的儲能時候大概度電成本是一塊錢,因此光熱還是有很強的競爭力,現(xiàn)在光熱電價是1.15元,相信第二批光熱示范項目電價是一塊錢左右了。
中控太陽能2010年成立,是由杭鍋集團、杭汽輪集團、基金和公司員工等組成的股份制企業(yè),到目前為止塔式熔鹽光熱關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)全部掌握了,鏡場的聚光、集熱、熔鹽、儲能、換熱和整個電站的運行,中控太陽能公司都已經(jīng)比較好的掌握了。我們中控很好地繼承了浙大的求是精神,一步一個腳印,踏踏實實做事情。我們花了七年時間,投入近五個億,先后解決了鏡場聚光、水工質(zhì)發(fā)電、熔鹽儲能以及全廠優(yōu)化運行等核心技術(shù)和工業(yè)化驗證。
2010年公司成立,2012年初鏡場開始施工,到2013年7月份并網(wǎng)發(fā)電,經(jīng)過一年半運行的優(yōu)化和總結(jié),到2014年底啟動熔鹽改造,到2016年8月份中旬熔鹽改造成功。期間也花大量的精力到50兆瓦示范項目中去。目前公司已經(jīng)擁有108項專利(其中大部分是發(fā)明專利),20項軟件著作權(quán),這些知識產(chǎn)權(quán)涵蓋了塔式熔鹽光熱發(fā)電相關(guān)的所有核心技術(shù),這里不贅述了。
這是熔鹽改造的系統(tǒng)圖,相對比較復(fù)雜,是因為在水工質(zhì)基礎(chǔ)上進行改造的。熔鹽儲能項目的主要參數(shù),土地25萬平方米,鏡場集熱面積68000平米,有兩種鏡子,一個2平方米24400臺,一種是20平方米1000臺,我們是采用中小型定日鏡(首航節(jié)能是115平米的大型定日鏡),發(fā)電效率設(shè)計點達到17%。對于50MW或100MW來說,這個效率可能會達到24%,規(guī)模大一些,汽輪機效率提高至44%,鏡場達到55%效率,兩