儲(chǔ)能優(yōu)勢推動(dòng)光熱發(fā)電崛起 降低成本勢在必行

如果你持續(xù)關(guān)注能源領(lǐng)域的發(fā)展，那么你將意識(shí)到一些國家的電力市場正悄然發(fā)生著變革。與傳統(tǒng)化石燃料相比，太陽能和風(fēng)能等可再生能源越來越具有競爭優(yōu)勢，近年來許多國家的可再生能源發(fā)電量占比都在不斷提升。例如，2010年德國出臺(tái)能源轉(zhuǎn)型(Energiewende)政策，稱要在2035年實(shí)現(xiàn)可再生能源用電量占比達(dá)55%~60%的目標(biāo)。

德國及其它國家的能源變革政策有力地促進(jìn)了可再生能源的研究與發(fā)展（R＆D），同時(shí)也推動(dòng)相關(guān)企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展風(fēng)能、太陽能及其它可再生能源技術(shù)。

在太陽能發(fā)電領(lǐng)域，現(xiàn)階段光伏毫無疑問處于支配地位，多年以來，光伏市場的激烈競爭和技術(shù)不斷創(chuàng)新升級(jí)促使其成本不斷降低，也使一些企業(yè)淘汰出局。目前，作為已有數(shù)十年發(fā)展歷史的另一種太陽能發(fā)電技術(shù)——光熱發(fā)電也逐漸開始嶄露頭角，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，其獨(dú)特的儲(chǔ)能優(yōu)勢可以使光熱電站實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電，逐步具備承擔(dān)電力基礎(chǔ)負(fù)載的能力。

熔鹽塔式技術(shù)占比日趨提升

光伏發(fā)電利用太陽能電池板將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，而光熱發(fā)電則由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。目前，商業(yè)可用的光熱發(fā)電技術(shù)路線基本分為四種，根據(jù)它們集中太陽輻射方式的不同，可以分為點(diǎn)聚焦集熱系統(tǒng)和線聚焦集熱系統(tǒng)。點(diǎn)聚焦集熱技術(shù)包括塔式和碟式；線聚焦集熱系統(tǒng)包括槽式和線性菲涅爾式。

據(jù)美國能源部國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）數(shù)據(jù)庫顯示，目前全球共有130多個(gè)光熱電站項(xiàng)目。其中，99個(gè)電站已投入運(yùn)行，18個(gè)電站仍處于建設(shè)階段。這些電站中，槽式光熱電站占主導(dǎo)地位（88個(gè)），而塔式電站（29個(gè)）則因其在高溫下的儲(chǔ)能優(yōu)勢日越來越受到重視。

據(jù)國際可再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）和CSPPLAZA研究中心分別公布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2016年年底，全球光熱發(fā)電裝機(jī)已超過5GW（CSPPLAZA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為5017MW）。目前，西班牙國內(nèi)共有50座光熱電站投入運(yùn)營，裝機(jī)量達(dá)2.3GW，而美國投入運(yùn)營的光熱電站裝機(jī)達(dá)1.7GW，規(guī)劃建設(shè)中的光熱電站裝機(jī)達(dá)1.7GW。此外，中國也計(jì)劃在2018年之前實(shí)現(xiàn)光熱發(fā)電裝機(jī)1.4GW，到2020年達(dá)5GW的目標(biāo)。去年9月，中國國家能源局公布了20個(gè)光熱示范項(xiàng)目名單，其中大多數(shù)項(xiàng)目將由中國企業(yè)設(shè)計(jì)和建造，而美國和澳大利亞等國的相關(guān)企業(yè)也將參與到部分項(xiàng)目的建設(shè)中來。

美國知名光熱電站開發(fā)商BrightSource的市場部及政務(wù)部高級(jí)副總裁Joe Desmond表示，根據(jù)可參考案例分析，IRENA預(yù)計(jì)到2030年全球光熱電站總裝機(jī)容量至少達(dá)到45GW，甚至有望達(dá)到110GW，而這樣做可以將全球溫度升幅控制在2℃以內(nèi)。

光熱發(fā)電的核心優(yōu)勢——儲(chǔ)能

另一美國知名光熱電站開發(fā)商SolarReserve的首席執(zhí)行官Kevin Smith認(rèn)為，光熱電站的主要優(yōu)勢在于它可以生產(chǎn)出電網(wǎng)友好型的可調(diào)度電力。這意味著與傳統(tǒng)的發(fā)電廠一樣，光熱電站產(chǎn)生的電力可以很好地滿足連續(xù)的用電需求，而這主要得益于光熱電站可以配置高性價(jià)比的熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)。這種儲(chǔ)熱技術(shù)并非直接蓄電（光伏和風(fēng)電一般使用蓄電池來儲(chǔ)存電力），這使得光熱電站生產(chǎn)的電力不僅可調(diào)度，而且可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)電力調(diào)度，且夜間不需要補(bǔ)充備用燃料。

SolarReserve的塔式光熱發(fā)電技術(shù)便采用熔鹽進(jìn)行儲(chǔ)熱，由硝酸鈉和硝酸鉀組成的混合物被作為電站的傳儲(chǔ)熱介質(zhì)。熔鹽泵將熔融鹽（300℃）泵到高約164米左右的吸熱塔頂端的吸熱器中，而吸熱器用集中的太陽輻射熱量將熔鹽加熱到約565℃。約27215噸的熔融鹽被密封存儲(chǔ)在不銹鋼罐中，這樣可以更好地實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)熱。

圖塔式光熱電站運(yùn)行原理

該公司第一個(gè)投入商業(yè)應(yīng)用的光熱電站是裝機(jī)110MW的新月沙丘項(xiàng)目，該電站已于2015年年底投入運(yùn)行，并于2016年獲得電力雜志（Power Magazine）年度最佳電站獎(jiǎng)。此后，SolarReserve繼續(xù)開發(fā)多個(gè)光熱項(xiàng)目，包括南非裝機(jī)100MW塔式光熱電站Redstone，該電站配置了12小時(shí)的熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)，并將于2018年投入運(yùn)行。