熔盐储热成本寿命均完爆蓄电池 美拟建全球最大储能项目
发布者：本网记者Grace | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 18319查看 | 2016-10-28 13:43:00
CSPPLAZA光热发电网报道：近日，SolarReserve计划在美国建设其第二座太阳能光热发电项目，其规模相当于一座1000MW级的核电厂。该项目名为Sandstone Energy X，为一个装机规模高达2GW、采用熔融盐塔式技术路线的光热发电园区，装机容量相当于SolarReserve此前开发的装机110MW的新月沙丘项目的20倍左右，几乎可与胡佛水坝的发电容量相匹敌。
将储能做到极致
这个规模庞大的光热发电园区预计总投资高达50亿美元，到2021年将可实现全天侯稳定输出电力。据SolarReserve方面介绍，Sandstone Energy X项目的关键在于“将储能做到极致”。该项目拥有20000MWh的储热容量，其储能容量使南加州爱迪生电力公司（Southern California Edison）投标的400MWh AES蓄电池系统相形见绌，因此该项目号称是“世界上最大的储能蓄电池。”
图：Sandstone Energy X电站想象图
Sandstone Energy X所配置的巨大储能系统将赋予该发电园区极强的灵活性，并将为加州输送充足的电力，可不分昼夜地满足用电要求，包括加利福尼亚州的晚高峰负荷期。
最廉价的储能解决方案？
SolarReserve公司CEO Kevin Smith自信地表示：“该项目的发电成本将比光伏发电（带蓄电池储能）要低”，甚至将低于10美分，这个价格比该公司开发的首个光热发电项目新月沙丘的发电成本大幅下降约25%。
按照2009年新月沙丘项目方与NV Energy公司签订的购电协议，后者将以13.5美分/千瓦时的价格购电。当时光伏发电的收购价约为9美分/千瓦时左右，但如今已有3美分/千瓦时左右的价格打破纪录（今年8月17日结束的智利供电项目招标中，来自西班牙的Solarpack Corp.Tecnologica公司以一个装机120MW的光伏发电项目赢得了智利的供电标段，并以$29.10/MWh的投标价格再次刷新了光伏最低中标价）。但是，配置储能系统的光热发电与无储能系统的光伏发电进行价格比较是不合理的。
如果光伏发电配置蓄电池储能系统，即可以像配置储热系统的光热电站那样稳定向电网输电及调峰，那么即使在目前蓄电池价格已经有了大幅下降的情况下，整体发电成本仍将达到15美分/千瓦时甚至更高。
但是，Sandstone Energy X项目能做到全天侯稳定输送电力，且按照目前的水平，发电成本已经在10美分/千瓦时以下。Kevin Smith表示，业界预测蓄电池成本将在未来3~5年内大幅下跌，但即使预言实现，熔盐储热系统的经济性依然要比蓄电池系统高很多。
寿命比蓄电池系统更长
“我们能做到在同一天里大量存储太阳能，同时还可以根据用电需求灵活地提供电力输出。”KevinSmith说，“我们在内华达州的项目每天存储和释放的能量高达1100MWh，但与蓄电池储能系统不同的是，我们的储热系统不会衰减。如果你观察过一些顶尖的电池制造商所提供的产品，你会发现近些年来他们的产品会发生大幅度的衰减，但我们的储能系统可以在30多年甚至更长的生命周期内不会衰减。”
该项目采用熔融盐储热，每天产生的热损失在1%左右，同石油、煤炭或核能发电原理类似，储热系统所储存的热量用于产生水蒸汽以驱动发电。
在多云天气和晚间用电高峰期，光伏发电需要辅助电源（在美国通常由天然气发电系统补充）。与光伏电站不同的是，Sandstone Energy X项目昼夜都可以稳定输送电力。
此项巨大的工程将有助于取代加州部分用于调峰的天然气发电厂，从而进一步减少加州碳排放量。
DNI值高达2685kWh/m2/yr
光资源的相关指标在一定程度上决定着太阳能发电的价格，对于光热发电来讲最关键的指标就是当地的直接辐射值（DNI），即在相对清洁无污染的空气中，如果只有极少的颗粒会分散和降低辐照强度，那么DNI值就相对较高，则更适宜开发光热电站。
例如，智利的阿塔卡玛沙漠拥有世界上最高的DNI指标，SolarReserve此前投标了智利的两个光热发电项目Copiapo和Likano，其中一个项目的投标价格创最低纪录至$63/MWh（约0.42元/kWh），这也是有史以来光热发电项目的最低投标价，刷新了SolarReserve南非Redstone熔盐塔电站约12美分/kWh的投标电价，且低出近一倍。该项目配置了14小时的储热系统，可以实现全天候稳定提供电力输出。
内华达州也拥有较为丰富的太阳能资源，但其高达2685kWh/m2/yr的DNI值与智利阿塔卡玛沙漠3000kWh/m2/yr甚至更高的指标相比仍有差距。
为何加州需要内华达州储存的太阳能?
鉴于加州排名世界第五的经济体量，加之其规划到2030年清洁能源利用率要达到50%的宏伟目标，使得加州对可再生能源的需求很大。
但最近，由于公共土地利用受限，加州不得不暂缓一部分大型太阳能项目的开发。沙漠可再生能源保护组织（DRECP）研究之后所作的最终决定相当严重地限制了未来加州公共土地在可再生能源方面的使用。
“美国西南部沙漠的独特之处在于它毗邻一些大城市。加州不但有世界一流的太阳能资源，还紧邻巨大的电力负荷中心，因此这里有世界上开发可再生能源的最佳条件。”大规模太阳能发电协会（LSA）会长Shannon Eddy表示，但LSA最终未能成功阻碍DRECP对可再生能源项目的打压。
鉴于上述原因，在紧邻加州的内华达州开发太阳能项目，将电力输送至加州成为一个可行的曲线方案。
Sandstone Energy X设计共建设10个熔盐塔电站，单塔装机200MW，每个集热塔都将被半径为一英里的镜场环绕，熔盐工作温度超过1000华氏度。每座电站占地约1500英亩，整个园区占地面积约为15000到20000英亩，这仅仅占内华达州总面积的0.03%，但其发电量却能与内华达州另一个千兆瓦规模的可再生能源发电项目胡佛大坝的发电量比肩。
据悉，目前SolarReserve已将该项目的选址范围缩小到两个场地，与新月沙丘一样，它们都位于Nye县。
“在过去的18个月，我们大概看了15到20个不同的场地，现在我们关注的焦点集中在两个我们认为不错的场地。”Kevin Smith表示，他希望在六个月内做出最后选择并进入项目审批阶段。
解决加州“鸭子曲线”问题的完美方案？
据GE公司能源互联首席统计官Karim El Naggar介绍，“鸭子曲线”产生的主要因素是光伏白天发电量会超过用电量，但在傍晚太阳能辐照停止时，实际的电力需求却急剧上升。而此时光伏发电却无法满足这种需求，这种现象就是“鸭子曲线”。理论上看，鸭子曲线源自美国加州电力系统模型，是指用电负荷减去光伏发电功率后得到的净负荷曲线（因曲线形似一只鸭子而得名）。
图：上图的“鸭子曲线”可以形象的表示出加州一天24小时中的电力净负荷情况
“如今鸭子曲线是个大问题，未来可能成为更大的问题，因为很显然有越来越多的分布式能源将进入电力系统网络，并且步伐将越来越快。”Karim El Naggar表示，“我认为未来加州很可能将成为光热发电行业的市场典范，而且光热发电也将会在全球更多新兴市场蓬勃发展。”
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