光熱電站如何獲得更高效益？熔鹽儲熱系統(tǒng)設(shè)計是關(guān)鍵

:一些業(yè)界專家認為，光熱發(fā)電項目開發(fā)商必須根據(jù)市場的實際需求，從更長時間的調(diào)度能力和獲得更高容量因子的角度考慮，來確定電站的儲能容量，以將光熱發(fā)電的成本優(yōu)勢最大化。

事實上，儲能系統(tǒng)在當(dāng)今光熱電站中的應(yīng)用已十分普遍。作為光熱發(fā)電技術(shù)的主要優(yōu)勢，配置儲能系統(tǒng)可以使光熱發(fā)電相比其他可再生能源發(fā)電技術(shù)為電網(wǎng)提供更為穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

據(jù)統(tǒng)計，目前全球共有17個公用事業(yè)規(guī)模的光熱發(fā)電項目在建，其中15個項目都配備了儲熱系統(tǒng)。9月13日，國家能源局發(fā)布了首批光熱示范項目名單，共有20個項目入選，其中18個項目都采用了熔鹽儲熱技術(shù)。

圖：SolaReserve開發(fā)的110MW新月沙丘光熱電站的熔鹽儲熱系統(tǒng)

瑞典皇家理工學(xué)院（KTH）的高級研究員RafaelGuedez表示：“光熱電站在整合了儲能系統(tǒng)（TES）后，的確能夠顯著降低電力平準(zhǔn)化成本（LCOE），當(dāng)然，要使成本效益達到最優(yōu)化，儲熱系統(tǒng)的設(shè)計方案必須綜合考量太陽島、發(fā)電島的實際規(guī)模以及具體的電力調(diào)度策略。”

“滿負載儲熱時長每增加一小時，就意味著投資成本需提高大約3%~4%，具體的增加數(shù)額將取決于不同的光熱發(fā)電技術(shù)路線、儲熱材質(zhì)和運行策略等等，但隨著輸出電力的增加，額外的投資成本也相應(yīng)增多，”西班牙動力工程和技術(shù)咨詢公司Araner的儲熱技術(shù)專家KatlynAvery介紹道，“通過提高儲熱容量，光熱電站就能持續(xù)運行更長時間，發(fā)電成本自然會降低，這對項目開發(fā)商來說是很劃算的。”

塔式熔鹽傳儲熱或?qū)⒊蔀橹髁?/strong>

據(jù)一些業(yè)內(nèi)專家介紹，應(yīng)用熔鹽儲熱系統(tǒng)的塔式光熱電站能夠在更高溫度下運行，該儲熱系統(tǒng)的安裝和操作更簡便，換熱效率也更高，因此，業(yè)界對熔鹽儲熱技術(shù)的認可度頗高。

從西班牙Torresol能源公司開發(fā)的裝機20MW的Gemasolar光熱電站到美國SolaReserve裝機110MW的新月沙丘電站，再到Abengoa在智利開發(fā)建設(shè)的裝機110MW的Atacama1電站（與新月沙丘電站配置相似），以及ACWA電力公司在摩洛哥建設(shè)的150MW級NoorIII電站，都無一例外地選擇了熔鹽儲熱型塔式光熱發(fā)電技術(shù)路線。

據(jù)了解，使用導(dǎo)熱油作為傳熱流體（HTF）的塔式光熱電站的最高運行溫度是565攝氏度，相比之下，槽式導(dǎo)熱油光熱電站的運行溫度最高只限于385攝氏度。

“更高的工作溫度帶來的將是成本相對更低同時效率更高的儲熱系統(tǒng)，而這又會很快地轉(zhuǎn)化為收益。”Avery表示。

Guedez則補充表示，如果將熔鹽同時作為塔式光熱電站的傳儲熱介質(zhì)，相當(dāng)于將熔鹽儲熱系統(tǒng)和熔鹽塔無縫連接起來，不但簡化了整個電站的設(shè)備組成，還有利于電站后期的運維控制。

槽式傳熱介質(zhì)：由導(dǎo)熱油到熔鹽的探索

目前，全球眾多槽式光熱電站開發(fā)商正紛紛進行試驗，探索將傳熱介質(zhì)由導(dǎo)熱油轉(zhuǎn)換為熔鹽的可能性，希望通過進一步提高技術(shù)水平，以提高系統(tǒng)的運行溫度，從而縮短與塔式熔鹽儲熱光熱電站之間的差距。

根據(jù)國際可再生能源機構(gòu)（IRENA）的報告顯示，槽式光熱電站的傳熱介質(zhì)若由導(dǎo)熱油轉(zhuǎn)換為熔鹽，整個槽式光熱電站儲熱系統(tǒng)的安裝成本將會減半。另外，到2025年，儲熱系統(tǒng)的安裝成本預(yù)計會下降到16美元/kWth。