為什么要堅信儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)的未來?
在全球競相發(fā)展清潔能源的大環(huán)境下,無論是在美國還是在國際市場,這種儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)的影響力都將與日俱增,迅速發(fā)展。我們?yōu)槭裁纯春眠@種儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)的未來?主要原因包括以下三個方面。
不間歇地滿足高峰用電需求
在加州以及全球其他主要的太陽能市場上,可再生能源在滿足電力需求高峰時間段的能力越來越重要,這是電力市場對可再生能源提出的新要求,而這一要求正在削減不帶儲能的可再生能源的利用價值。
例如,美國最大的天然氣電力公司之一太平洋燃氣和電力公司PG&E每天需要滿足加州北部和中部近1600萬人的電力需求。該公司的電力需求高峰期現(xiàn)在是從下午4點至晚上9點,高峰時間段從下午早些時候過渡到傍晚。目前加州安裝了大量的大規(guī)模光伏電站和屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng),PG&E通過分時電價來調(diào)整可再生能源的供電策略,但其發(fā)現(xiàn)不帶儲能的可再生能源的可用性正在迅速降低。
加州公共事業(yè)當局一直以來在積極發(fā)展清潔能源,以求實現(xiàn)到2030年可再生能源發(fā)電量占總用電量的50%的目標,但如果沒有清潔的能源儲存技術(shù),上述目標很難實現(xiàn),這就對帶儲能的可再生能源的需求開始迅速增大。儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)是一種可再生能源發(fā)電形式,又可以大規(guī)模儲能,是市場上以較低成本實現(xiàn)大規(guī)模儲能的技術(shù)之一。因此我們可以期待儲熱型光熱電站成為公用事業(yè)投資的一部分。
在南半球,有“彩虹之國”美譽的南非,其實施的可再生能源獨立電力生產(chǎn)采購計劃(REIPPPP)正在驅(qū)動可再生能源的成本削減和技術(shù)創(chuàng)新,并以此影響著全球可再生能源市場。REIPPPP計劃包含了數(shù)個儲熱型光熱電站的招標。其原因在于,隨著經(jīng)濟的日益發(fā)展,南非電網(wǎng)面臨著日益增長的電力需求的挑戰(zhàn)。其高峰用電時段延長至夜晚,在此之前,為了電網(wǎng)安全,通常在高峰時段要實施用電管制。低成本的光伏技術(shù)并不能滿足早高峰和晚高峰的用電需求(日出之前以及日落之后)。儲熱型光熱電站的兩點優(yōu)勢在這里就能夠得到很好的體現(xiàn):其可以不間歇提供基荷電力,更容易并入現(xiàn)有電網(wǎng)。其在高峰時段提供可靠穩(wěn)定電力,滿足用電需求,甚至滿足南非晚上九點半的高峰時段用電需求。中國也面臨著和南非類似的問題:間歇性的可再生能源發(fā)電不能滿足晚高峰的用電需求。目前,中國也正在積極轉(zhuǎn)向儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)。在十三五規(guī)劃中,中國計劃實現(xiàn)1000萬千瓦光熱發(fā)電裝機。儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)不僅可以提供不間歇電力滿足高峰段用電需求,同時可確保電網(wǎng)平衡,該技術(shù)的應用還將有助于幫助中國消納更多的風電以及光伏發(fā)電裝機。此外,其還能保證中國在建中的新型特高壓輸電線路的可靠性和安全性,以便成功的將可再生能源清潔電力從中國北部和西部地區(qū)輸送到負荷中心的東部地區(qū)。
2015年12月,在巴黎氣候協(xié)定中,各國承諾將發(fā)展清潔型可再生能源,擺脫對化石能源的依賴,這有望推動全球能源的進一步轉(zhuǎn)變,進一步加速在全球范圍內(nèi)發(fā)展可再生能源的進度。隨著可再生能源的快速普及,采用公共事業(yè)級帶儲能的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)對于緩解可再生能源的間歇性問題,在用電高峰期供電并保證輸電系統(tǒng)可靠性等方面將發(fā)揮日益重要的作用。
項目總投資成本將可以再降低30%
隨著全球范圍內(nèi)儲熱型光熱發(fā)電項目的加速和大規(guī)模部署,其建設成本必將迅速降低。該技術(shù)依然相對較新,其性能提升和技術(shù)優(yōu)化的空間以及成本下降的潛力都較大。在未來的光熱項目中,我們目前可以看到是其項目總投資成本將可以再降低30%。
SolarReserve在其開發(fā)的儲熱型光熱項目中就逐步實現(xiàn)了大幅度的成本優(yōu)化,并將逐步應用到下一代光熱發(fā)電項目中來推動成本和效率的進一步優(yōu)化。其在南非開發(fā)的裝機100MW的塔式熔鹽Redstone項目配有12小時儲熱,在沒有任何政府財政補貼項目投資的情況下,上網(wǎng)電價僅為12.5美分。該項目可以運營到晚間10點以滿足南非晚高峰時段的用電需求。Redstone電站也是截至目前南非建設的儲熱容量最大的光熱項目,它也將成為該國第一個熔鹽塔式光熱電站。此外,SolarReserve在智利開發(fā)的裝機規(guī)模為260MW的Copiapo項目配有13小時儲熱系統(tǒng),沿用了SolarReserve成功開發(fā)建設的新月沙丘電站的技術(shù)經(jīng)驗,該項目的電價將會低于90美元/MWh,可以全天候提供可靠、清潔的綠色電能并具備承擔基礎電力負荷的能力。
最為重要的是,儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)是以綜合性的電價進行全天候不間歇的可調(diào)度發(fā)電。如果將等價的電池儲能成本隔離開來看,那么光熱項目的發(fā)電成本將極具競爭力,甚至可以與光伏或者風電最低成本的價格相抗衡。從這個角度來看,儲熱型光熱發(fā)電的成本相對其所提供的電能質(zhì)量來說是極具競爭力的。
創(chuàng)造工作崗位并提升本土經(jīng)濟效益
SolarReserve開發(fā)的裝機110MW的新月沙丘電站是一個創(chuàng)造潛在工作機會的實例,該項目在建設運維的整個過程總共創(chuàng)造了4300個直接和間接工作崗位,其中,在項目建設高峰期提供了超過1000個工作崗位,其中包括超過70個分包商團隊的參與成員。
光熱發(fā)電項目為國產(chǎn)化和本地化創(chuàng)造了很多商機,仍以新月沙丘項目為例,該項目所需的設備和服務跨了美國26個州進行采購,120萬平方米的反射鏡采購自美國本土,并由雇傭的當?shù)毓と送瓿啥ㄈ甄R的安裝。另外,該項目所需的90000立方米的混凝土幾乎都是由當?shù)氐墓烫峁┑?。項目使用?000噸的鋼結(jié)構(gòu),大部分電纜和閥門等部件也都是在美國采購。這推動了美國本土經(jīng)濟的發(fā)展。
最后,在新月沙丘電站中采用突破性的儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)也僅僅是一個案例,折射出的是美國人民如何通過技術(shù)創(chuàng)新來解決一個看起來相對復雜的問題,同時帶來數(shù)以千計的工作崗位。