可重新再利用的光热发电站 定位矿业市场
发布者：本网记者Alice | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 5234查看 | 2014-02-17 13:44:00
光热发电产业正竭尽全力地试图开拓新的市场应用空间，矿业用能市场正成为SolarReserve等领先光热发电企业的目标新兴市场，这一市场也对光热发电技术提出了独特的要求，为适应市场需求，SolarReserve提出了可重新利用的光热电站设计的新概念。
CSPPLAZA光热发电网报道：在全球范围内，拥有适合开发光热电站的高DNI辐照资源条件的地区大多位于内陆沙漠等偏远地区，这里同时拥有丰富的金属矿产资源。这为光热发电提供了一个新的市场方向，矿业用电市场。
图：夜间仍在运作的矿山
矿业生产属高耗能产业，在矿业领域，当前最常用的供电设备是柴油发电机，这种模块化的可扩展的巨型发电机可以7*24小时持续运行。在一个矿山被开采完毕后，其可以随时拆装以用于下一座矿山的开采需求。
光热发电产业进入矿业市场，其必然需要面对柴油发电机的竞争，柴油发电为矿业市场提供了其所需要的可移动的可承担基础负荷的电力来源。对于矿产地离网型的电力供应，一旦矿山不再开采、电力需求消失，供电源的价值也将不复存在。比如有些小型矿山可能仅仅能维持开采10年，与之配套的供电设备在10年之后就将面临拆除。
可再利用设计摊销成本
虽然从整个寿命期内来看，对于光热发电而言，是可以与柴油发电的成本相竞争的。但光热发电站的初期投资成本过高，远远高于采购几台柴油发电机的成本，初期投资成本过高是其推广的首要障碍。
此前已经宣布在澳大利亚Perth设立办公室，正式进军澳大利亚矿业用电市场的光热发电领先企业SolarReserve公司业务发展高级副总裁Tom Georgis称，“解决这一问题应使光热电站也具备可重复利用性，以在较长一段使用寿命期内分摊其初期投资的巨额成本”。
Georgis在船舶动力方面的工作经验给了他灵感，船舶动力电源可以在需求电力时对供电源进行快速部署。基于此设想，SolarReserve提出了可重复利用的光热电站设计构想。目前，Georgis正在与SolarReserve和RocketDyne（SolarReserve熔盐储热专利技术的持有方）的工程团队成员一起重新开发适应矿业市场应用的塔式光热发电技术。
Georgis透露，其正在开发的是其大规模熔盐储热光热发电技术的小规模版本“M”级光热发电系统。“现在该系统仍处于前期开发阶段，但我们确定矿业市场对这种可重新利用的光热发电技术是有需求的。”Georgis表示，“M”级塔式光热发电系统定位于满足小型矿山的用电需求设计，提供客户自定义的定制化产品方案，目标是提供20~30MW的带储热的可7*24小时持续供电的离网型光热发电系统，主要设计攻关点是可拆卸式可重复利用设计，以保证在电站运行10年后可以被转移至另外一座矿山进行重利用。
可能的租赁协议模式
为适应矿业市场的特殊用电需求，光热发电在矿业市场的商业模式也需要有所改变。在矿业领域，你无法与电力公司签署长期的PPA购电协议来通过售电获得收入，因为这大多是离网型用电市场。为此，SolarReserve称将考虑采取租赁模式。但租赁期限的设定必须是灵活的且是长期的，因为在矿业市场，供应端和需求端都存在不可预知性。
美国犹他州有60年历史的Clifton矿业公司CEO Bill Moeller解释称，“情况每年都在变化，一个矿山拥有一定量的矿藏，基于这些矿藏和对应的矿藏金属价格，你可以预测一个矿山的运行时间。但金属的价格一直都是忽升忽降的，假如这种金属的价格在10年以后下跌了呢？如果到时你处于一个投入产出的边际情景，你将不能够维持该矿山的运行，你必须将其关闭。我们公司就曾经遇到这样的事，我们关闭了一些矿山，并非因为其矿藏已被开采完毕。”
基于金属市场的不可预知性，准确预测一个矿山到底需要多长时间的供电期是困难的。柴油发电机的灵活性使其得以广泛应用。另外，有时，一个矿山可能还需要增加供电能力。Moeller称，不论何时我们需要，或某些柴油发电机需要更新设备，我们都可以随时增加或更新这些机组。而光热发电站的灵活性显然远不及柴油发电。
财务可行性
对电力需求的不可预测性是一个问题，但柴油发电每年增加的耗费是确定的，Moeller说道，“我们知道柴油价格正在日益增长，但我们目前没有其它选择。虽然每个人都希望用上太阳能电力这种清洁电能，但问题是，其成本如何？”
柴油发电的价格大概在300~500美元/MWh，即0.3美元~0.5美元/kWh。SolarReserve的光热发电技术的LCOE已经完全可以与之抗衡，但前提是，需要有25年的运行期限作保证。
Georgis表示，“光热发电站的先期投资较大，但我们后期没有燃料成本，柴油发电的主要成本则在燃料的采购成本上。如果将这两种发电技术进行全生命周期对比，我们的技术仍然更具成本经济效益。为适应市场的需要，‘M’级系统的设计目标是在矿业市场具备财务可行性，即使在较短的矿山生命周期内，或短期的仅仅10年的协议供电期内，仍然比柴油发电更具经济性。”也只有这样，光热发电才可以与柴油发电相竞争。
这意味着，这一可重新利用的供电方案可能需要在其整个生命周期内签署三个约10年的PPA合约，以此来分摊高昂的初期投资。这也意味着一个光热电站将需要进行两次重拆装的再利用。
储热技术+柴油辅助
Georgis还称，“绝大多数矿山都是7*24小时运行的，采矿是资本密集型的行业，为实现最大经济效益必须24小时持续运行。矿业市场需要持续的稳定电力来源，这对光热发电站而言是十分关键的，如果供电因任何原因中断，矿业开采就只能停止，如果选择光热发电，这意味着你在5分钟之内无法完成重启，这可能需要花费很长时间进行检修。”这是矿业市场选择更为昂贵的柴油供电的最大原因。
西澳大利亚矿产与能源商会主席Reg Howard-Smith表示，“矿业生产的机会成本巨大，选择低风险的传统能源供电比高风险的具有间歇性缺陷的可再生能源供电更为现实。”
SolarReserve要将其光热发电系统推向矿业市场也面临这样的障碍，虽然储热技术的应用可以实现长时间的持续供电，但在连续的光照资源不足、冬季寒冷天气的情况下，仍需辅助燃料进行加热。在矿业市场无法采用天然气辅助，只能采用柴油辅助加热。这在全年时间内大概有10%的时间段需要采用柴油辅助。
SolarReserve的目标是在如西澳大利亚地区孤立的小型矿用电市场，提供大概30MW规模的光热电站系统设计，需要满足白天和夜间的持续供电，并可实现可拆卸重新利用。
如何实现拆卸运输再安装？
连根拔起并拆卸运输一个光热电站至一个新的地方的想法听起来有点不可思议。虽然“M”级光热发电系统的设计依然在进行中，Georgis现已确定，“仅仅系统中的储热罐可能确定无法实现再利用，这种储热罐是碳钢和不锈钢材质，并采用混凝土浇筑的。而罐中的熔盐仍可以被重新利用。另外，高精度的定日镜的设计寿命在30年以上，对这些定日镜的重利用不存在任何问题。汽轮机也可以得到二次利用。对于蒸汽发生器和管道系统是否可以拆卸并重新组装，我们正在进行研究。”
同时，矿产地似乎也为运输拆卸后的光热电站提供了一些便利。SolarReserve光热发电辅助矿业开采的主要目标市场区域位于澳大利亚西部，那里矿采业发达，有相关的背负式运输基础设施，矿产商利用这些运输设施将开采出的矿产从矿山运至港口。这些设施未来可以用来运输拆卸后的光热电站。
拆卸后的光热电站，需要搬迁至另一个用电矿山进行再次安装，这同时将增加安装成本。
Howard-Smith表示，“西澳大利亚的主要矿业区如Pilbara、中西部地区和采金区，有十分丰富的可再生能源，特别是太阳能资源。”SolarReserve确信，可移动的、可扩展的、更具成本竞争力的光热发电技术的开发将可以在未来使光热发电技术更具竞争力。
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