我國儲能在光熱產(chǎn)業(yè)蓄勢待發(fā)

隨著光伏、風電的發(fā)展，我國對可調(diào)峰的儲能光熱發(fā)電的需求日益迫切。在我國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)蓄勢待發(fā)的關(guān)鍵節(jié)點傳來喜訊：8月21日15時,中控太陽能公司德令哈1萬千瓦塔式熔鹽儲能光熱電站成功滿負荷并網(wǎng)發(fā)電,各項參數(shù)指標完全達到設計值。這是我國首座成功投運的規(guī)?；瘍δ芄鉄犭娬荆彩侨虻谌哆\的具備規(guī)模化儲能的塔式熔鹽光熱電站。業(yè)界普遍認為，這是我國光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常重要的里程碑。8月26日，記者走訪了該電站，深刻感受到業(yè)界亟待深入認識的問題。

度電成本越低，電站經(jīng)濟性越好

據(jù)了解，該電站采用熔鹽儲能，熔鹽吸熱器出口溫度設計值為565攝氏度，與國際上領(lǐng)先水平一致。溫度越高則汽輪機的工作效率越高，光電轉(zhuǎn)化效率也就越高，但對吸熱器要求越高，同時控制和操作難度也就越大，因此這個溫度的高低決定了水平的高低。從電站控制系統(tǒng)的顯示屏上可以看到實際運行溫度為565攝氏度，最高達568攝氏度，完全達到設計值。另外，熔鹽吸熱器運行監(jiān)控圖的情況也能反映電站的運行效果。記者從顯示屏上可以明顯感受到，熔鹽吸熱器很亮，表明溫度很高。光斑比較均勻，意味著吸熱器表面溫度分布均勻，鏡場的控制水平很高。

毋庸置疑，儲能是光熱發(fā)電區(qū)別于光伏和風電的最大優(yōu)勢。“如果不配置熔鹽儲能系統(tǒng)，光熱發(fā)電的品質(zhì)與光伏、風力發(fā)電無異，而度電成本比較高，也就沒有發(fā)展光熱的理由了。”中控太陽能公司董事長金建祥告訴記者。

即使同為光熱電站，是否帶有儲能導致的運行效果也完全不同。沒有儲能的光熱電站，直接由吸熱器產(chǎn)生蒸汽去推動汽輪機發(fā)電，雖然系統(tǒng)較為簡單，但發(fā)電穩(wěn)定性差，負荷不可調(diào)。而儲能光熱電站可實現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換與熱電轉(zhuǎn)換完全分離，發(fā)電不受陽光變化波動影響，發(fā)電連續(xù)、穩(wěn)定，并可根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度指令隨時調(diào)節(jié)發(fā)電功率，其調(diào)節(jié)速度遠快于一般火電。

記者了解到，中控德令哈電站儲能時長為兩小時，這就意味著該電站即使在完全沒有陽光的情況下仍舊可以滿負荷發(fā)電兩小時。如果需要延長儲能時間，也只要適當擴大鏡場，增加熔鹽量，就可以方便實現(xiàn)。另外，“日溫降2~4攝氏度，日儲能損失小于0.7%”的參數(shù)意味著該熔鹽儲熱系統(tǒng)保溫性能優(yōu)良。如果儲能作為用電晚高峰調(diào)峰之用，則儲能損失將小于0.2%。如果用電池來儲能，其充放電的能量損失大于10%?？梢姡褂萌埯}儲能的損失遠小于電池儲能，同時熔鹽的使用壽命也遠比電池要長。

“以熔鹽為介質(zhì)的儲能技術(shù)是目前的主流技術(shù)，增加儲能系統(tǒng)雖然會增加電站的總投資，但也會明顯增加電站的發(fā)電時間，大幅度提高發(fā)電量，因此度電成本反而會明顯下降，這與人們的直覺剛好相反。”金建祥告訴記者，電站經(jīng)濟性常用度電成本來衡量，度電成本越低，電站經(jīng)濟性越好。研究表明，度電成本隨著儲能時間的增加而明顯降低，在儲熱時長達到6~8個小時后度電成本降低則不太明顯。

“6~8小時是光熱電站比較合適的儲能時長，因為這樣既可以參與晚高峰的調(diào)峰，度電成本也比較低，同時總投資增加也不多。而光伏和風電如果要增加儲能系統(tǒng)，則度電成本會大幅度上升，失去成本優(yōu)勢，而且隨著儲能時間延長，度電成本會繼續(xù)上升，這與光熱發(fā)電剛好相反。”金建祥說。

技術(shù)要與實際工程應用相結(jié)合

采訪中，金建祥坦言，塔式熔鹽光熱發(fā)電要將光學、自動化、化工、電力等多個專業(yè)領(lǐng)域高度集成，系統(tǒng)復雜、技術(shù)門檻極高。即使同為塔式光熱電站，含有儲能的塔式系統(tǒng)更為復雜，其技術(shù)和裝備難度幾乎是不含儲能的兩倍。

無疑，現(xiàn)階段我國光熱起碼遇到了兩難。一是要正視光熱電站的復雜性，需要技術(shù)攻關(guān)來突破。二是大家更容易相信國外相對成熟的技術(shù)及設備，導致國內(nèi)光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨困境。“目前僅有美國、西班牙的個別企業(yè)掌握塔式熔鹽光熱發(fā)電的全流程技術(shù)，我們的技術(shù)與他們處于同一水平，甚至我們獨有的高海拔、高寒地區(qū)環(huán)境適應性技術(shù)及鏡場的可靠性技術(shù)還領(lǐng)先于國際水平。”金建祥表示，塔式熔鹽光熱發(fā)電技術(shù)沒有必要高價引進，而應該堅持以自主創(chuàng)新、持續(xù)改進為主?？v觀全球塔式熔鹽光熱電站情況，國外企業(yè)應用的業(yè)績也很少，也只有西班牙和美國兩家公司各建成一家電站，而且運行時間也不長，成熟度如何尚需進一步探究。另外，考慮到環(huán)境適應性，中國西北部光熱地區(qū)特有的高海拔、風沙、冰凍等問題，即使全盤引進國外技術(shù)也可能存在水土不服的問題。

時至今日，我國塔式熔鹽光熱發(fā)電技術(shù)和裝備已經(jīng)得到工業(yè)化的驗證，具備規(guī)?；瘧猛茝V的條件。另外還要看到，國外核心技術(shù)不可能輕易輸出給中國。“目前大多是以技術(shù)許可的方式引進，國內(nèi)企業(yè)僅僅作為技術(shù)的使用者和推廣者，最終必將受制于人，導致技術(shù)進步難以為繼。”金建祥認為，著眼于全球市場，雖應提倡與國外企業(yè)進行廣泛的合作，但前提是我們自己得掌握核心技術(shù)，才能在合作中掌握主導權(quán)。據(jù)了解，中控太陽能公司為了研發(fā)塔式熔鹽光熱發(fā)電技術(shù)與裝備，在“國家863計劃”的支持下，潛心研究6年，投入近5億元，最終全部攻克了核心技術(shù)，共擁有發(fā)明專利74項，實用新型專利39項，核心裝備的設計、制造全面實現(xiàn)自主化，國產(chǎn)化率超過95%。

目前國內(nèi)光熱企業(yè)面臨的困難，除了核心技術(shù)復雜、工程技術(shù)門類眾多外，來自于政策層面的影響也不小。“技術(shù)必須與實際工程應用相結(jié)合，需要在工程應用中不斷驗證、改進和完善。我們相信，隨著國家光熱發(fā)電示范項目的公布與示范電價的出臺，這一問題會很快得到解決。”金建祥說。