配置储热以削减光热发电LCOE成本
发布者：CSPPLAZA | 来源：CSPPLAZA研究中心 | 0评论 | 6128查看 | 2015-03-08 11:49:00
CSPPLAZA研究中心：长期以来，人们普遍把光热发电项目的储热系统看作是一项非常有意义的设置，但同时认为其增加了光热发电项目的整体投资成本。但现在，储热系统逐渐被人们看作是光热发电与其它发电形式成本竞争力方面的主要体现。
IRENA（国际可再生能源机构)之前发布的《2014年可再生能源发电成本》报告指出，在世界许多地区，利用现有的各项技术，已使可再生能源发电成本达到或低于化石燃料发电的水平。对于光热发电的拥趸们来说，IRENA发布的报告中一个有关可再生能源发电LCOE（平准化电力成本）的图表是必须要关注的，其中显示了去年光热发电项目的LCOE和其2025年预测将达到的水平，这两个LCOE的对比是令人吃惊的。
图：IRENA发布的2014和2025年各种可再生能源技术的LCOE对比
如图显示，在2014年以槽式光热电站和塔式光热电站为主的光热发电的LCOE相比离网风电、生物质能源和部分入网光伏项目等其它可再生能源发电技术来说依然较高，但IRENA预测到2025年光热发电的LCOE将骤然下降。
IRENA的分析数据表明光热发电技术的LCOE下降比例预计将超过其它任何一种可再生能源发电技术，预计其LCOE将突破至目前化石燃料发电的成本范围。
但或许最令人注目的是IRENA认为储热系统将主导光热发电技术的成本下跌。
IRENA认为，虽然目前不含储热系统的槽式光热发电技术是光热发电行业的主要选择，同时到2025年预计其LCOE将会下降至0.15-0.2美元/KWh，但是“含储热系统的塔式光热发电项目的LCOE到2025年可能下降至0.11-0.16美元/KWh。”
这个结果将使塔式光热发电技术能够与化石燃料发电技术和包括海上风电、并网光伏、水电和大多数形式的生物质发电等其它可再生能源发电技术进行竞争。
另外，储热系统也可以在一定程度上降低槽式光热电站的LCOE，虽然相对塔式光热电站来说影响程度要低一些。但是，值得注意的是，事实上人们认为储热系统会增加光热电站投资和抬高LCOE的看法也是最近几年才出现的，储热技术的快速发展将使人们对于光热发电的看法和态度迅速转变。
容量因子
人们对于光热发电技术的态度改变主要是认识到增加储热系统的额外资本支出（cap-ex）和运维费用（op-ex）是可以转化为提高电站容量因子的重要因素，进而可以降低电站在运行寿命期限内的LCOE。
瑞典皇家理工学院光热发电研发工程师Rafael Guédez承认：“从投资角度来说，含储热系统的光热发电项目的总体投资要比不含储热系统的光热发电项目高很多。很明显，你要增加更多的设备和仪器。但是，从LCOE角度来说，含储热系统的光热电站要比不含储热的更低一些，因为含储热系统的光热电站能够生产更多的电能，这些电能所获得的收益增加要超过增加储热系统的投资费用和运维费用。”
对于塔式光热发电技术来说储热系统的作用要更明显一些，因为储热系统与塔式光热电站的集成和电站运维相对更容易一些。储热系统与槽式光热电站的结合在设计方面目前存在的挑战是：应该将熔盐直接用于传储热介质还是选择传统的以导热油为传热介质熔盐作为储热介质的技术路线。
塔式光热发电项目开发商SolarReserve公司的首席技术官Bill Gould表示：“如果你必须将储热系统与槽式光热电站结合起来，需要增加油盐换热器、熔盐罐、熔盐泵、仪表等设备以及安装费用，同时整个光热电站将形成一个很大的三角循环系统。”
Bill Gould补充道：“当使用熔盐作为传热介质时，每MWh需要约1km左右的输送管道。所以一个50MW的光热电站将建设50km左右的输送管道，而且所有管道是水平的，你要考虑这些介质的排净问题。而且电站将会有很多的旋转接头和输送软管，而熔盐通过很微小的缝隙就会泄漏，所以所有输送管路都存在熔盐泄露的潜在风险。”
塔式电站
相比槽式电站，塔式光热电站与储热系统结合方面的困难要少一些。Bill Gould表示：“假如一个塔式光热电站上塔的管道有200米，下塔的管道也是200米，然后再加上往返热交换器的200多米，整个电站约有600米管道，但是所有管道几乎都是垂直的，所以介质可以利用自身重力自动排出。”
不过很明显储热系统对于任何光热电站来说都有价值，而且它对于光热电站LCOE下降方面的有益作用很可能还被低估了。
IRENA在《2014年可再生能源发电成本》报告中写道：“很重要的一点是，在计算光热电站LCOE时，我们假定所有输出电能的价值是一样的。然而事实并非如此，一般来说储热时长更长的光热电站在捕获峰值供电从而提高供电效益方面会更加灵活。”
举例来说，IRENA指出当把含有储热系统的光热电站与美国科罗拉多州和怀俄明州的电力系统并网之后，光热电站比其它可提供平滑电力的发电装置创造的价值要高26-41%。
对于光热发电来说，这些似乎都是好消息。但IRENA的预测对于光热发电还有一个重要的警告。
IRENA表示：“降低光热电站的LCOE将在很大程度上决定是否能够成功改善当前的光热行业投资环境和长期稳定的政府支持政策的出台，因为这是光热发电项目得到广泛规划部署和吸引投资的基础条件。”
目前，在可再生能源项目合同签署时对于是否重视和建设储热系统仍然存在一些挑战。事实上现在光热行业业内普遍认识到了储热系统的重大价值，需要做的是让其它相关领域的人们也认识到这一点。
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