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先進儲能技術令美國新月沙丘光熱電站領先一大步

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國儲能網 發布時間:2015-02-14 瀏覽:
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中國儲能網訊:SolarReserve公司CEOKevinSmith近日在接受海外媒體采訪時表示,其公司開發的位于內華達州的新月沙丘電站將于2015年3月底前正式投入商業化運行。

KevinSmith同時表示,新月沙丘電站將不會像之前投運的Ivanpah電站那樣“步履蹣跚”,需要經過較長時間的過渡期才能達到預期發電目標,預計新月沙丘電站在投運的12個月后即可達到發電量的設計預期。

3月并網運行

新月沙丘電站是全球目前在建的最大的塔式熔鹽電站,裝機110MW,配10小時儲熱系統,預計商業化運行后年發電量達50萬MWh,足夠供應75000戶普通家庭的日常用電需求。

新月沙丘電站位于著名賭城拉斯維加斯北部,車程約3個小時左右。內華達州最大的電力公司NVEnergy公司為該電站的電力承購方,PPA協議購電年限為25年,協議電價僅為0.135美元/KWh。

自2014年2月12日電站主體工程建設完成以來,新月沙丘電站一直處于試運行調試階段。很巧的是,就在其宣布主體工程建設完工后的第二天(2014年2月13日),包括美國能源部部長ErnestMoniz在內的眾多行業人士出席了在加州和內華達州交界處舉行的全球最大光熱電站Ivanpah塔式電站的投運典禮,Ivanpah電站位于新月沙丘電站南部210英里。

圖:宏偉的新月沙丘電站

上述兩個大型光熱電站都享受到了美國能源部的貸款擔保支持,貸款金額分別為16億美元(Ivanpah)和7.37億美元(新月沙丘)。此外,這兩個項目也都享受到了30%的聯邦投資稅收抵免(ITC)政策的支持。

由于享受到了美國政府給予的大力支持,這些位于沙漠地區的大規模光熱發電項目也被許多人密切關注著。因為它們所采用的塔式光熱發電技術被人們認為是可以與成本更加低廉的光伏發電技術一較高下的最有希望的CSP技術。

新月沙丘電站相比Ivanpah電站具有儲熱系統的優勢,有可能會對改善塔式光熱發電技術在人們心中的形象起到一定的作用。因為自從Ivanpah電站投入運行以來始終陷在公眾爭議的漩渦當中,因為其威脅鳥類生存安全的缺陷和未達到預期發電量的低迷表現,也讓塔式光熱發電技術經歷了并不光彩的一年。

從一定角度來看,為了避免重演Ivanpah電站投運以來的曲折之路,或許是新月沙丘電站為什么花這么長時間進行調試的主要原因。

KevinSmith對此表示:“我們承認,Ivanpah電站頻遭打擊確實使我們變得更加謹慎。”但是KevinSmith很快補充說,SolarReserve采用的儲熱技術來自于從事液體燃料火箭發動機設計研發的普惠洛克達公司,技術先進性和可靠性是毋庸置疑的。

Ivanpah電站投運初期的生產問題被披露以后,該項目的幾大股東BrightSource、NRG和Google等一致表示,他們認為Ivanpah電站的三個發電單元要經過4年的過渡運行期后,才能達到預期的各項性能參數。但是SolarReserve認為新月沙丘電站不會這樣“慢”。

KevinSmith表示:“我們預計新月沙丘電站將在投運的一年內各項指標都能達到預期,我們并不需要4~5年的過渡期。”

新月沙丘電站即將挑戰以下指標:年發電量達到50萬MWh,電站容量因子為52%(Ivanpah電站前11個月的容量因子為14%左右)。內華達州最大的電力公司NVEnergy公司為該電站的電力承購方,協議電價為13.5美分/KWh,在25年的協議期限內電價每年將上漲1%。

談到電站對于野生動植物生存環境的威脅問題,KevinSmith認為新月沙丘具有一定的選址優勢,因為它位于Tonopah城市之外。KevinSmith解釋道:“這是一個比較偏遠的地區,對于鳥類來說,這里并沒有充足的食物,而且這里的野生動物非常少。新月沙丘電站在調試過程中這方面沒有發現任何有關威脅鳥類生存的問題。”

更先進的儲能技術

像任何公司CEO一樣,KevinSmith也希望自己公司的產品比競爭對手的產品更好。不過毫無疑問的是,在儲能方面新月沙丘電站確實要比Ivanpah電站領先了一大步。因為對于電網來說,越來越多間歇性電力入網對電網的沖擊對于他們來說也逐漸成為需要解決的一道難題。

而相比Ivanpah電站直接采用水工質推動汽輪機發電的技術路線來說,新月沙丘電站采用長時間的熔鹽儲熱系統使電站不但可以直接生產水蒸氣進行發電,還可以將熱量儲存起來用于多云天氣或者夜間發電,大大提高了輸出電能的穩定性。

同時,10小時儲熱系統的配置使得新月沙丘電站可以不像Ivanpah電站一樣需要使用天然氣進行補燃。

圖:壯觀的新月沙丘電站

我們以位于亞利桑那州、裝機規模為280MW的Solana電站為例,該電站由阿本戈集團開發,采用了槽式光熱發電技術,并伴有6小時儲熱系統,通過導熱油生產水蒸氣發電或將熱量傳遞給熔鹽進行儲存。該電站至今已經投入運行16個月,自2013年12月-2014年11月一年時間內,該電站發電量達到了606385MWh。

KevinSmith表示:“相比Solana電站采用的導熱油傳熱熔鹽儲熱技術來說,新月沙丘電站的熔鹽運行溫度可以提高約300華氏度(150攝氏度)以上(新月沙丘電站的熔鹽工作溫度為550攝氏度,Solana電站工作溫度為近400度),這意味著他們用熔鹽換熱兩到三次所傳遞的熱量我們只需要換熱一次,而且相比Solana電站,新月沙丘電站的熔鹽罐、泵和熔鹽的使用量都大大減少。另外,Solana電站采用的多次換熱的技術也使其熱損增大,整體效率變得更低了一些。”

事實上,目前Solana電站的開發商阿本戈集團也把目光轉向了塔式熔鹽光熱發電技術。他們認為在沙漠中建設塔式熔鹽儲熱系統要比建設槽式熔鹽儲熱系統成本更加低廉,他們還表示未來在沙漠地區開發的光熱項目也很可能會采用塔式熔鹽儲熱的技術路線。

但是將來哪里還會開發含有大規模儲熱系統的光熱項目呢?美國加利福尼亞因為其積極的可再生能源配額制度而成為一個很好的候選,而且其不斷增長的儲能市場對于儲能系統的需要也很迫切。但因為針對商業、工業和公共事業級太陽能系統30%的聯邦投資稅收抵免(ITC)政策將于2016年末削減至10%,一批伴有長時間儲熱系統的光熱發電項目如阿本戈的Palen、SolarReserve的Rice和BrightSource的HiddenHills等都不得不暫停開發。

談到儲能技術問題,KevinSmith認為目前儲能技術的影響力還不夠,還沒有受到公共事業部門足夠的重視。KevinSmith在接受記者采訪中指出,通過南加州愛迪生電力公司大力宣傳的Tehachapi蓄電池儲能項目就可以了解目前人們對于儲能技術的態度。

事實上,Tehachapi蓄電池儲能項目可能是北美最大的蓄電池儲能項目,但其耗資約5000萬美元,電能存儲能力僅有32MWh。反之,新月沙丘光熱項目的儲能能力可以達到1100MWh,可以實現10小時全負荷電能輸出,而新月沙丘電站的總花費約為9.75億美元,其中的儲能系統的總投資可能僅占電站總投資的20%~30%,相比較來說,儲熱系統在經濟性上明顯更加合算。

KevinSmith表示,如果政府能夠認識到并重視大規模儲熱技術的優越性,SolarReserve的儲熱技術將會得到更快提高。同時,他希望通過技術人員的努力在南非和智利等地正在推進的光熱項目中進一步降低儲熱系統成本。在這些地區目前SolarReserve也在開發一些光伏電站和一些塔式光熱電站混合的太陽能園區。

KevinSmith表示:“目前我們比較關注國際市場,因為這些市場都已經做好了準備。至于加州,可能還需要再等待幾年時間。”

但可以預見的是,如果新月沙丘電站能夠順利投運并按期達到設計參數,將會加速加州乃至美國政府對于儲熱技術的接受過程,甚至改變他們對于光熱發電行業的支持和重視程度,并對全球光熱發電市場起到重要推動作用。

原標題:新月沙丘電站將于今年3月底前并網投運

關鍵字:儲能 新月沙丘光熱電站 儲能電站 儲能電池

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