2016.8-2017.7 美國三大光熱電站最近一年的發(fā)電表現(xiàn)對比

據(jù)CSPPLAZA研究中心統(tǒng)計，美國光熱發(fā)電市場的項目總裝機規(guī)模已達1.83GW，僅次于老牌光熱帝國西班牙，位居全球第二。在美國光熱發(fā)電發(fā)展史上，有兩個具有里程碑式意義的時間節(jié)點——1984年，美國率先建成了全球第一個商業(yè)化的槽式電站SEGS1;至2014年，美國五大光熱電站(Ivanpah、Mojave、Solana、Genesis和CrescentDunes)全部落成，一舉讓本國的光熱裝機規(guī)模實現(xiàn)了突破性增長，也將全球的光熱項目推向了大規(guī)模開發(fā)，成功驗證了百MW級光熱電站的商業(yè)化可行性。

其中，最受中國光熱市場矚目的應是Ivanpah、Solana和CrescentDunes(即新月沙丘)三大電站。Ivanpah電站是世界上首個商業(yè)化投運的百MW級塔式電站，Solana電站則是大型槽式帶儲能電站的樣本，CrescentDunes電站更是大型商業(yè)化熔鹽塔式電站的標桿工程。

截止目前，除投運時間稍晚的新月沙丘(2014年建成，2016年2月正式投運)外，Solana和Ivanpah的運行時間分別達到3年9個月、3年5個月。距CSPPLAZA去年9月份統(tǒng)計上述電站的發(fā)電量已超過一年時間，這三大電站在最近一年中的運行狀況如何?實際發(fā)電表現(xiàn)誰更勝一籌?與去年同期相比，電站的表現(xiàn)有無明顯提升?CSPPLAZA對此再次進行了統(tǒng)計分析。

Solana、Ivanpah與CrescentDunes的最新發(fā)電概況

Solana槽式電站配6小時儲熱，設(shè)計年發(fā)電量為944000MWh，于2013年10月正式并網(wǎng)發(fā)電。Ivanpah塔式水工質(zhì)電站無儲熱，PPA協(xié)議年供電量為975000MWh，于2014年2月13日正式并網(wǎng)投運。新月沙丘熔鹽塔電站配10小時儲熱，設(shè)計年發(fā)電量為500000MWh，于2016年2月份正式并網(wǎng)投運。這三個大型光熱電站自2016年8月至2017年7月的月度發(fā)電量如下表所示。

表：Solana、Ivanpah與CrescentDunes月均發(fā)電量

按照設(shè)計年發(fā)電量，Solana、Ivanpah和新月沙丘三大電站的設(shè)計月平均發(fā)電量分別為78667MWh、81250MWh和41667MWh。從上表可見，Solana電站在2017年3、4、5、6月份的實際發(fā)電量均高于月平均值，而6月115921MWh的發(fā)電量直接刷新了該電站自投運以來的歷史最高單月發(fā)電記錄，此前其記錄是在2015年8月的91475MWh。Ivanpah電站在5、6月份的單月發(fā)電量超出了月均設(shè)計值。(注：需要指出的一點是，考慮到太陽輻照強度的季節(jié)性變化，月平均發(fā)電量對比的參考意義較為有限。)

新月沙丘電站由于在2016年10月份發(fā)生了一起小規(guī)模的熔鹽罐熔鹽泄露事故，導致了長達8個月的停機修復周期，今年7月方重新恢復運行，因此尚未能在內(nèi)華達州地區(qū)光照最為充足的夏季出現(xiàn)發(fā)電小高峰。但根據(jù)該電站已發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，最高單月記錄更新為2016年9月的30514MWh，上一次的最高紀錄是2016年7月的25560MWh。并且在今年8月21日，日全食橫掃美國全境時，新月沙丘的電力輸出維持平穩(wěn)，絲毫未受日食干擾而展現(xiàn)了儲能型光熱電站的優(yōu)越性。

新月沙丘電站的開發(fā)商SolarReserve此前曾表示，該項目尚需一年的過渡學習期才能達到設(shè)計發(fā)電目標。但從目前狀況來看，熔鹽泄漏事故的發(fā)生無疑將這一過渡期再度延長，究竟何時才能達到預期發(fā)電目標尚未可知。

作為全球首個百MW級商業(yè)化大規(guī)模塔式熔鹽電站，新月沙丘的最終運行狀態(tài)以及在運行中遭遇的種種問題、挑戰(zhàn)，不僅會為中國首批光熱示范項目中的9個熔鹽塔電站(9個塔式電站現(xiàn)已全部確定采用熔鹽塔技術(shù))提供有益的經(jīng)驗，還會對部分首批示范項目的執(zhí)行進度、甚至是第二批示范項目的技術(shù)路線選擇產(chǎn)生不同程度的影響。

Solana、Ivanpah電站2016年、2017年同期發(fā)電表現(xiàn)對比

與其他發(fā)電站不同，光熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷程較短，因此電站在實際運行過程中往往需要一定的過渡學習期，通過運維操作的不斷優(yōu)化，強化電站各部分組件的進一步磨合等途徑來逐步提升發(fā)電量。那么三大電站的實際運行表現(xiàn)是否都呈現(xiàn)出攀升態(tài)勢呢?CSPPLAZA對Solana、Ivanpah電站在2016年和2017年1~7月同期的發(fā)電量進行對比分析，新月沙丘電站由于同期發(fā)生熔鹽泄露事故而暫不列出。

與新月沙丘電站類似，裝機280MW的Solana光熱電站2013年10月并網(wǎng)投運，在此后1年半的時間內(nèi)，該電站的表現(xiàn)不佳，但電站各相關(guān)方紛紛表示這種不利現(xiàn)狀將很快得到改善。在2015年，Solana的年度總發(fā)電量達到718843MWh，比2014年的603567MWh同比增加19.1%。Solana2016年的年度總發(fā)電量達到643670MWh，比2015年同比減少10.6%。而2016年與2017年同期的月底發(fā)電量對比如下：

如圖所示，相較于2016年同期，Solana電站2017年3、4、6月的發(fā)電量顯著增長，而2、5月發(fā)電量與去年基本持平，1、7月則明顯低于7月。而2017年7月的發(fā)電量之所以銳減，應與電站在當月發(fā)生變壓器起火事故有關(guān)，阻礙了該電站當年再創(chuàng)新高的可能。

同樣在運行之初，實際表現(xiàn)并沒有達到合同要求的電站還有Ivanpah。為盡量避免違約，加州政府于2016年3月批準一項協(xié)議，給予NRG及其合作方額外6個月的寬限期，不久之后，NRG即宣布，Ivanpah電站的產(chǎn)量增加一倍多，并且正在努力達到承諾目標，但寬限期最終又延長至一年，而這一寬限協(xié)議在2017年2月1日正式到期。

該電站的運營商NRG能源公司曾表示，Ivanpah電站的實際發(fā)電量繼續(xù)攀升，已經(jīng)能夠供應足夠電力，有望于2018年達到既定發(fā)電目標。

如上圖所示，在2017年1~7月中，Ivanpah電站的月發(fā)電量在1、4、5、6月超過上一年，2、3、7月的表現(xiàn)則略次于上年同期。2016年前7個月的總體發(fā)電量為397557MWh，2017年前7個月的總體發(fā)電量達到414718MWh，比上年同比增長4.14%。值得一提的是，該電站于2016年5月曾發(fā)生一起小型火災，致使起火的三號吸熱塔暫時停運，因此當月的發(fā)電量僅達到2017年同月的一半。

非儲能型電站Ivanpah的天然氣補燃占比

Ivanpah與其他兩個電站的區(qū)別之一就是并沒有配備儲能系統(tǒng)，這導致該電站在不同季節(jié)需要配置不同量的天然氣補燃，以確保電站能夠在輻照狀況不佳的天氣下維持穩(wěn)定運行。

Ivanpah電站在2016年8月至2017年7月的天然氣補燃占比如圖所示：

如圖，Ivanpah在上述12個月內(nèi)，應用的天然氣補燃部分的發(fā)電總量為33087MWh,月平均發(fā)電量為2817.25MWh，在2017年4月的天然氣補燃占比達到最高，為9.63%，2017年5月占比2.59%，為此次統(tǒng)計期內(nèi)最低。