儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電是否能夠有效彌補(bǔ)光伏不足？

　　光伏發(fā)電行業(yè)的大規(guī)模發(fā)展正在不斷改善著儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電技術(shù)的商業(yè)化發(fā)展前景，同時(shí)多國(guó)監(jiān)管部門對(duì)儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電技術(shù)的青睞也大大鼓舞了各方的參與熱情。

　　近日，沙特ACWA國(guó)際電力公司COO（首席運(yùn)營(yíng)官）Scott Frier表示：“目前，公共電力承購(gòu)商和監(jiān)管部門正在加大對(duì)儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電項(xiàng)目的支持力度”。

　　Frier是阿本戈美國(guó)公司的前首席運(yùn)營(yíng)官，曾參與開(kāi)發(fā)了裝機(jī)規(guī)模為280MW的Solana光熱電站。據(jù)他透露，此前亞利桑那公共服務(wù)公司（APS）同意收購(gòu)Solana電站所發(fā)全部電力的重要原因就是在于其無(wú)間歇供電的特性。Solana電站的儲(chǔ)熱容量為1680MWh/天，也是美國(guó)除抽水蓄能系統(tǒng)外最大的儲(chǔ)能型電站。

　　光伏裝機(jī)量劇增引發(fā)的各種問(wèn)題

　　近年來(lái)光伏發(fā)電裝機(jī)量不斷攀升，但光伏電站只能白天發(fā)電和供電，因此便要求其它類型的發(fā)電站來(lái)提供人類夜間所需的電力需要，尤其是在人們晚上和早上用電的高峰時(shí)段。

　　曾經(jīng)參與Solana電站收購(gòu)電價(jià)談判的APS公司的資源采購(gòu)經(jīng)理Brad Albert表示：“現(xiàn)在大家已經(jīng)感受到光伏的強(qiáng)大市場(chǎng)滲透力了，因此對(duì)我們來(lái)說(shuō)不能確定的只是用戶屋頂光伏發(fā)電設(shè)施的安裝潛力究竟有多大。”

　　光伏發(fā)電在APS公司白天電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的大規(guī)模部署正在重塑公司的電力負(fù)載結(jié)構(gòu)，也在影響著當(dāng)?shù)氐恼w電力市場(chǎng)。Albert透露：“現(xiàn)在我公司夜間的電價(jià)反而高于白天。”

　　隨著越來(lái)越多的光伏發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)，白天的電力供應(yīng)相當(dāng)充分，伴隨發(fā)生的就是儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電系統(tǒng)的價(jià)值日益凸顯，因?yàn)樗梢园央娬景l(fā)電時(shí)間調(diào)整到傍晚用電高峰。

　　事實(shí)上，當(dāng)人們晚上下班回家后，很多公共供電公司都面臨著如何滿足人們晚上用電高峰的問(wèn)題。而隨著光伏電站白天為電網(wǎng)提供負(fù)載的不斷增加，白天和夜間的電力供需越來(lái)越不平衡。

　　在APS公司的服務(wù)區(qū)域內(nèi)，屋頂光伏發(fā)電設(shè)備的安裝數(shù)量已從2010年的900上升到2013年的18000。而在加利福利亞目前白天電力供應(yīng)的7.4%來(lái)源于光伏項(xiàng)目，包括屋頂光伏設(shè)施和大規(guī)模地面光伏電站。

　　Albert表示，由于沙漠環(huán)境的冬季夜間非常寒冷，對(duì)于APS公司來(lái)說(shuō)日出前一小時(shí)也屬于電高峰期，因此具備通宵供電的能力非常重要。而且屬于APS公司服務(wù)區(qū)域的很多老房子都需要靠電能來(lái)取暖。

　　Albert補(bǔ)充道：“對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，最關(guān)鍵的時(shí)間段就是日落后以及冬天日出之前。相比加利福尼亞州等一些多使用天然氣取暖的地區(qū)，我們所屬區(qū)域的用電負(fù)載要更高一些。”

　　儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電項(xiàng)目更受新興市場(chǎng)青睞

　　當(dāng)光熱發(fā)電行業(yè)最早在西班牙和美國(guó)初步發(fā)展的時(shí)候，監(jiān)管部門并沒(méi)有對(duì)儲(chǔ)熱做要求。

　　目前，隨著光伏發(fā)電行業(yè)的高度滲透，儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電項(xiàng)目更易獲得公共電力公司的青睞，比如APS公司。另外在一些光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展條件較優(yōu)越的國(guó)家，往往會(huì)立法規(guī)定光熱電站必須配備一定時(shí)長(zhǎng)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)。

　　為了鼓勵(lì)儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)，在南非、摩洛哥、智利、沙特阿拉伯等國(guó)家，監(jiān)管部門和電力承購(gòu)商一般會(huì)對(duì)峰值用電制定一個(gè)較高的電價(jià)，或者可以簡(jiǎn)單地要求光熱發(fā)電項(xiàng)目必須配置至少多長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)熱系統(tǒng)來(lái)保障當(dāng)?shù)匾归g用電高峰時(shí)的用電需要得以被滿足。

　　摩洛哥太陽(yáng)能管理局（MASEN）為傍晚峰電提供的價(jià)格比標(biāo)準(zhǔn)電價(jià)要高15%。南非可再生能源獨(dú)立電力生產(chǎn)采購(gòu)計(jì)劃（REIPPPP）設(shè)立的傍晚峰電價(jià)格甚至更高，某些情況下可以達(dá)到白天電價(jià)的2.7倍。

　　事實(shí)上，南非近年來(lái)開(kāi)發(fā)的每一個(gè)光熱電站都是帶儲(chǔ)熱的，而且隨著技術(shù)不斷成熟，儲(chǔ)熱容量也在大幅增加。比如2011年獲批、采用蒸汽存儲(chǔ)技術(shù)的Khi Solar電站的儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)為2小時(shí)，而最近獲批的、采用熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的Redstone電站的儲(chǔ)熱時(shí)間則長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)。

　　南非對(duì)儲(chǔ)熱技術(shù)強(qiáng)有力的支持政策大大刺激了本國(guó)光熱發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，預(yù)計(jì)到2030年可以實(shí)現(xiàn)1.2GW的光熱發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)目標(biāo)。

圖：南非夏冬兩季早晚用電高峰的電力需求對(duì)比

　　不過(guò)，僅僅在REIPPPP規(guī)劃實(shí)施的前四年，南非已經(jīng)進(jìn)行了600MW光熱發(fā)電項(xiàng)目的招標(biāo)工作，完成了規(guī)劃目標(biāo)的一半。一旦上述1.2GW的光熱發(fā)電項(xiàng)目全部投運(yùn)，那么在日出以前或傍晚用電高峰等必要的情況下，南非每天可以儲(chǔ)存2500MWh的電能。

　　南非鄰國(guó)納米比亞（Namibia）的國(guó)家電力公司（NamPower）2015年初表示，該國(guó)招標(biāo)的光熱發(fā)電項(xiàng)目必須配置6-8小時(shí)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)以解決該國(guó)凸顯的峰值電力無(wú)法滿足的問(wèn)題。

　　我們把視線轉(zhuǎn)向中東，沙特規(guī)定首輪光熱發(fā)電項(xiàng)目招標(biāo)時(shí)將要求儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)最低為4個(gè)小時(shí)，在后續(xù)的幾輪招標(biāo)中則要求儲(chǔ)熱時(shí)間更長(zhǎng)。雖然沒(méi)有提供具體招標(biāo)明細(xì)，但沙特明確表明對(duì)光熱發(fā)電的重視程度要高于光伏，制定了到2040年完成光熱發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)25GW和光伏發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)16GW 的目標(biāo)。

　　說(shuō)到儲(chǔ)熱系統(tǒng)的在建規(guī)模，智利可以說(shuō)是冠絕全球，目前該國(guó)已計(jì)劃并正在建設(shè)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)容量為3575MWh/天，來(lái)自阿本戈開(kāi)發(fā)的Atacama 1和Atacama 2兩個(gè)項(xiàng)目。如果不出意外，明年4月份SolarReserve公司在智利規(guī)劃開(kāi)發(fā)的Copiapo項(xiàng)目將獲得最終批準(zhǔn)，屆時(shí)可以為智利儲(chǔ)熱系統(tǒng)總量再增加3640MWh/天。

　　此外，智利要求本國(guó)開(kāi)發(fā)的光熱電站至少配置3小時(shí)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)（以系統(tǒng)85%運(yùn)行負(fù)荷為標(biāo)準(zhǔn)），同時(shí)嚴(yán)格限制常規(guī)補(bǔ)燃燃料的使用，強(qiáng)制要求項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商配置的儲(chǔ)熱系統(tǒng)容量要滿足通宵運(yùn)行并且可以實(shí)現(xiàn)不補(bǔ)燃啟動(dòng)。

　　光熱發(fā)電應(yīng)成為發(fā)展可再生能源的首選

　　美國(guó)加利福利亞和亞利桑那州雖然沒(méi)有強(qiáng)制要求光熱發(fā)電項(xiàng)目必須配備儲(chǔ)熱系統(tǒng)，但是當(dāng)?shù)乇O(jiān)管部門和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商表示他們更喜歡帶儲(chǔ)熱的項(xiàng)目。

　　近日，加利福利亞州長(zhǎng)Jerry Brown宣布，到2030年加州要實(shí)現(xiàn)50%的可再生能源供電目標(biāo)，目前州議院正在謀劃相關(guān)法案以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

　　SolarReserve首席執(zhí)行官Kevin Smith表示：“如果美國(guó)政府明文規(guī)定可再生能源項(xiàng)目必須配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的話，我相信我們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)馬上便能體現(xiàn)出來(lái)。”但遺憾的是，此前為滿足加州制定的1.3GW儲(chǔ)能目標(biāo)而簽訂的合同主要是光伏蓄電池項(xiàng)目和天然氣調(diào)峰發(fā)電項(xiàng)目。

　　不過(guò)，隨著光熱發(fā)電技術(shù)的不斷成熟及其高環(huán)保性、電網(wǎng)友好性和資源再生性，它無(wú)疑將成為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模清潔能源發(fā)電目標(biāo)的首選。