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先进储能技术令美国新月沙丘光热电站领先一大步

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2015-02-14 浏览:
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中国储能网讯:SolarReserve公司CEOKevinSmith近日在接受海外媒体采访时表示,其公司开发的位于内华达州的新月沙丘电站将于2015年3月底前正式投入商业化运行。

KevinSmith同时表示,新月沙丘电站将不会像之前投运的Ivanpah电站那样“步履蹒跚”,需要经过较长时间的过渡期才能达到预期发电目标,预计新月沙丘电站在投运的12个月后即可达到发电量的设计预期。

3月并网运行

新月沙丘电站是全球目前在建的最大的塔式熔盐电站,装机110MW,配10小时储热系统,预计商业化运行后年发电量达50万MWh,足够供应75000户普通家庭的日常用电需求。

新月沙丘电站位于著名赌城拉斯维加斯北部,车程约3个小时左右。内华达州最大的电力公司NVEnergy公司为该电站的电力承购方,PPA协议购电年限为25年,协议电价仅为0.135美元/KWh。

自2014年2月12日电站主体工程建设完成以来,新月沙丘电站一直处于试运行调试阶段。很巧的是,就在其宣布主体工程建设完工后的第二天(2014年2月13日),包括美国能源部部长ErnestMoniz在内的众多行业人士出席了在加州和内华达州交界处举行的全球最大光热电站Ivanpah塔式电站的投运典礼,Ivanpah电站位于新月沙丘电站南部210英里。

图:宏伟的新月沙丘电站

上述两个大型光热电站都享受到了美国能源部的贷款担保支持,贷款金额分别为16亿美元(Ivanpah)和7.37亿美元(新月沙丘)。此外,这两个项目也都享受到了30%的联邦投资税收抵免(ITC)政策的支持。

由于享受到了美国政府给予的大力支持,这些位于沙漠地区的大规模光热发电项目也被许多人密切关注着。因为它们所采用的塔式光热发电技术被人们认为是可以与成本更加低廉的光伏发电技术一较高下的最有希望的CSP技术。

新月沙丘电站相比Ivanpah电站具有储热系统的优势,有可能会对改善塔式光热发电技术在人们心中的形象起到一定的作用。因为自从Ivanpah电站投入运行以来始终陷在公众争议的漩涡当中,因为其威胁鸟类生存安全的缺陷和未达到预期发电量的低迷表现,也让塔式光热发电技术经历了并不光彩的一年。

从一定角度来看,为了避免重演Ivanpah电站投运以来的曲折之路,或许是新月沙丘电站为什么花这么长时间进行调试的主要原因。

KevinSmith对此表示:“我们承认,Ivanpah电站频遭打击确实使我们变得更加谨慎。”但是KevinSmith很快补充说,SolarReserve采用的储热技术来自于从事液体燃料火箭发动机设计研发的普惠洛克达公司,技术先进性和可靠性是毋庸置疑的。

Ivanpah电站投运初期的生产问题被披露以后,该项目的几大股东BrightSource、NRG和Google等一致表示,他们认为Ivanpah电站的三个发电单元要经过4年的过渡运行期后,才能达到预期的各项性能参数。但是SolarReserve认为新月沙丘电站不会这样“慢”。

KevinSmith表示:“我们预计新月沙丘电站将在投运的一年内各项指标都能达到预期,我们并不需要4~5年的过渡期。”

新月沙丘电站即将挑战以下指标:年发电量达到50万MWh,电站容量因子为52%(Ivanpah电站前11个月的容量因子为14%左右)。内华达州最大的电力公司NVEnergy公司为该电站的电力承购方,协议电价为13.5美分/KWh,在25年的协议期限内电价每年将上涨1%。

谈到电站对于野生动植物生存环境的威胁问题,KevinSmith认为新月沙丘具有一定的选址优势,因为它位于Tonopah城市之外。KevinSmith解释道:“这是一个比较偏远的地区,对于鸟类来说,这里并没有充足的食物,而且这里的野生动物非常少。新月沙丘电站在调试过程中这方面没有发现任何有关威胁鸟类生存的问题。”

更先进的储能技术

像任何公司CEO一样,KevinSmith也希望自己公司的产品比竞争对手的产品更好。不过毫无疑问的是,在储能方面新月沙丘电站确实要比Ivanpah电站领先了一大步。因为对于电网来说,越来越多间歇性电力入网对电网的冲击对于他们来说也逐渐成为需要解决的一道难题。

而相比Ivanpah电站直接采用水工质推动汽轮机发电的技术路线来说,新月沙丘电站采用长时间的熔盐储热系统使电站不但可以直接生产水蒸气进行发电,还可以将热量储存起来用于多云天气或者夜间发电,大大提高了输出电能的稳定性。

同时,10小时储热系统的配置使得新月沙丘电站可以不像Ivanpah电站一样需要使用天然气进行补燃。

图:壮观的新月沙丘电站

我们以位于亚利桑那州、装机规模为280MW的Solana电站为例,该电站由阿本戈集团开发,采用了槽式光热发电技术,并伴有6小时储热系统,通过导热油生产水蒸气发电或将热量传递给熔盐进行储存。该电站至今已经投入运行16个月,自2013年12月-2014年11月一年时间内,该电站发电量达到了606385MWh。

KevinSmith表示:“相比Solana电站采用的导热油传热熔盐储热技术来说,新月沙丘电站的熔盐运行温度可以提高约300华氏度(150摄氏度)以上(新月沙丘电站的熔盐工作温度为550摄氏度,Solana电站工作温度为近400度),这意味着他们用熔盐换热两到三次所传递的热量我们只需要换热一次,而且相比Solana电站,新月沙丘电站的熔盐罐、泵和熔盐的使用量都大大减少。另外,Solana电站采用的多次换热的技术也使其热损增大,整体效率变得更低了一些。”

事实上,目前Solana电站的开发商阿本戈集团也把目光转向了塔式熔盐光热发电技术。他们认为在沙漠中建设塔式熔盐储热系统要比建设槽式熔盐储热系统成本更加低廉,他们还表示未来在沙漠地区开发的光热项目也很可能会采用塔式熔盐储热的技术路线。

但是将来哪里还会开发含有大规模储热系统的光热项目呢?美国加利福尼亚因为其积极的可再生能源配额制度而成为一个很好的候选,而且其不断增长的储能市场对于储能系统的需要也很迫切。但因为针对商业、工业和公共事业级太阳能系统30%的联邦投资税收抵免(ITC)政策将于2016年末削减至10%,一批伴有长时间储热系统的光热发电项目如阿本戈的Palen、SolarReserve的Rice和BrightSource的HiddenHills等都不得不暂停开发。

谈到储能技术问题,KevinSmith认为目前储能技术的影响力还不够,还没有受到公共事业部门足够的重视。KevinSmith在接受记者采访中指出,通过南加州爱迪生电力公司大力宣传的Tehachapi蓄电池储能项目就可以了解目前人们对于储能技术的态度。

事实上,Tehachapi蓄电池储能项目可能是北美最大的蓄电池储能项目,但其耗资约5000万美元,电能存储能力仅有32MWh。反之,新月沙丘光热项目的储能能力可以达到1100MWh,可以实现10小时全负荷电能输出,而新月沙丘电站的总花费约为9.75亿美元,其中的储能系统的总投资可能仅占电站总投资的20%~30%,相比较来说,储热系统在经济性上明显更加合算。

KevinSmith表示,如果政府能够认识到并重视大规模储热技术的优越性,SolarReserve的储热技术将会得到更快提高。同时,他希望通过技术人员的努力在南非和智利等地正在推进的光热项目中进一步降低储热系统成本。在这些地区目前SolarReserve也在开发一些光伏电站和一些塔式光热电站混合的太阳能园区。

KevinSmith表示:“目前我们比较关注国际市场,因为这些市场都已经做好了准备。至于加州,可能还需要再等待几年时间。”

但可以预见的是,如果新月沙丘电站能够顺利投运并按期达到设计参数,将会加速加州乃至美国政府对于储热技术的接受过程,甚至改变他们对于光热发电行业的支持和重视程度,并对全球光热发电市场起到重要推动作用。

原标题:新月沙丘电站将于今年3月底前并网投运

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