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熔鹽儲熱成本壽命均完爆蓄電池 美擬建全球最大儲能項目
發布者：本網記者Grace | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 19457查看 | 2016-10-28 13:43:00    
　　CSPPLAZA光熱發電網報道：近日，SolarReserve計劃在美國建設其第二座太陽能光熱發電項目，其規模相當于一座1000MW級的核電廠。該項目名為Sandstone Energy X，為一個裝機規模高達2GW、采用熔融鹽塔式技術路線的光熱發電園區，裝機容量相當于SolarReserve此前開發的裝機110MW的新月沙丘項目的20倍左右，幾乎可與胡佛水壩的發電容量相匹敵。

　　將儲能做到極致

　　這個規模龐大的光熱發電園區預計總投資高達50億美元，到2021年將可實現全天侯穩定輸出電力。據SolarReserve方面介紹，Sandstone Energy X項目的關鍵在于“將儲能做到極致”。該項目擁有20000MWh的儲熱容量，其儲能容量使南加州愛迪生電力公司（Southern California Edison）投標的400MWh AES蓄電池系統相形見絀，因此該項目號稱是“世界上最大的儲能蓄電池。”


圖(tu)：Sandstone Energy X電站想象圖(tu)

　　Sandstone Energy X所配置的巨大儲能系統將賦予該發電園區極強的靈活性，并將為加州輸送充足的電力，可不分晝夜地滿足用電要求，包括加利福尼亞州的晚高峰負荷期。

　　最廉價的儲能解決方案？

　　SolarReserve公司CEO Kevin Smith自信地表示：“該項目的發電成本將比光伏發電（帶蓄電池儲能）要低”，甚至將低于10美分，這個價格比該公司開發的首個光熱發電項目新月沙丘的發電成本大幅下降約25%。

　　按照2009年新月沙丘項目方與NV Energy公司簽訂的購電協議，后者將以13.5美分/千瓦時的價格購電。當時光伏發電的收購價約為9美分/千瓦時左右，但如今已有3美分/千瓦時左右的價格打破紀錄（今年8月17日結束的智利供電項目招標中，來自西班牙的Solarpack Corp.Tecnologica公司以一個裝機120MW的光伏發電項目贏得了智利的供電標段，并以$29.10/MWh的投標價格再次刷新了光伏最低中標價）。但是，配置儲能系統的光熱發電與無儲能系統的光伏發電進行價格比較是不合理的。

　　如果光伏發電配置蓄電池儲能系統，即可以像配置儲熱系統的光熱電站那樣穩定向電網輸電及調峰，那么即使在目前蓄電池價格已經有了大幅下降的情況下，整體發電成本仍將達到15美分/千瓦時甚至更高。

　　但是，Sandstone Energy X項目能做到全天侯穩定輸送電力，且按照目前的水平，發電成本已經在10美分/千瓦時以下。Kevin Smith表示，業界預測蓄電池成本將在未來3~5年內大幅下跌，但即使預言實現，熔鹽儲熱系統的經濟性依然要比蓄電池系統高很多。

　　壽命比蓄電池系統更長

　　“我們能做到在同一天里大量存儲太陽能，同時還可以根據用電需求靈活地提供電力輸出。”KevinSmith說，“我們在內華達州的項目每天存儲和釋放的能量高達1100MWh，但與蓄電池儲能系統不同的是，我們的儲熱系統不會衰減。如果你觀察過一些頂尖的電池制造商所提供的產品，你會發現近些年來他們的產品會發生大幅度的衰減，但我們的儲能系統可以在30多年甚至更長的生命周期內不會衰減。”

　　該項目采用熔融鹽儲熱，每天產生的熱損失在1%左右，同石油、煤炭或核能發電原理類似，儲熱系統所儲存的熱量用于產生水蒸汽以驅動發電。

　　在多云天氣和晚間用電高峰期，光伏發電需要輔助電源（在美國通常由天然氣發電系統補充）。與光伏電站不同的是，Sandstone Energy X項目晝夜都可以穩定輸送電力。

　　此項巨大的工程將有助于取代加州部分用于調峰的天然氣發電廠，從而進一步減少加州碳排放量。

　　DNI值高達2685kWh/m2/yr

　　光資源的相關指標在一定程度上決定著太陽能發電的價格，對于光熱發電來講最關鍵的指標就是當地的直接輻射值（DNI），即在相對清潔無污染的空氣中，如果只有極少的顆粒會分散和降低輻照強度，那么DNI值就相對較高，則更適宜開發光熱電站。

　　例如，智利的阿塔卡瑪沙漠擁有世界上最高的DNI指標，SolarReserve此前投標了智利的兩個光熱發電項目Copiapo和Likano，其中一個項目的投標價格創最低紀錄至$63/MWh（約0.42元/kWh），這也是有史以來光熱發電項目的最低投標價，刷新了SolarReserve南非Redstone熔鹽塔電站約12美分/kWh的投標電價，且低出近一倍。該項目配置了14小時的儲熱系統，可以實現全天候穩定提供電力輸出。

　　內華達州也擁有較為豐富的太陽能資源，但其高達2685kWh/m2/yr的DNI值與智利阿塔卡瑪沙漠3000kWh/m2/yr甚至更高的指標相比仍有差距。

　　為何加州需要內華達州儲存的太陽能?
　　鑒于加州(zhou)排名世界第五的經濟體(ti)量，加之其規劃到2030年(nian)清潔能源利(li)用率(lv)要達(da)到50%的宏(hong)偉(wei)目標(biao)，使(shi)得加州(zhou)對可再生能源的需(xu)求很(hen)大(da)。

　　但最近，由于公共土地利用受限，加州不得不暫緩一部分大型太陽能項目的開發。沙漠可再生能源保護組織（DRECP）研究之后所作的最終決定相當嚴重地限制了未來加州公共土地在可再生能源方面的使用。

　　“美國西南部沙漠的獨特之處在于它毗鄰一些大城市。加州(zhou)不但有(you)世(shi)界(jie)(jie)一(yi)流的太陽能(neng)資源(yuan)，還緊鄰巨大的電力負荷中心(xin)，因此(ci)這里有(you)世(shi)界(jie)(jie)上開發(fa)可再生能(neng)源(yuan)的最佳(jia)條件。”大規(gui)模太陽能發電協會（LSA）會長Shannon Eddy表示，但LSA最終未能(neng)成功阻礙DRECP對可再生能(neng)源項目(mu)的打壓。　　

　　鑒于上述原因，在緊鄰加州的內華達州開發太陽能項目，將電力輸送至加州成為一個可行的曲線方案。

　　Sandstone Energy X設計共建設10個熔鹽塔電站，單塔裝機200MW，每個集熱塔都將被半徑為一英里的鏡場環繞，熔鹽工作溫度超過1000華氏度。每座電站占地約1500英畝，整個園區占地面積約為15000到20000英畝，這僅僅占內華達州總面積的0.03%，但其發電量卻能與內華達州另一個千兆瓦規模的可再生能源發電項目胡佛大壩的發電量比肩。

　　據悉，目前SolarReserve已將該項目的選址范圍縮小到兩個場地，與新月沙丘一樣，它們都位于Nye縣。

　　“在過去的18個月，我們大概看了15到20個不同的場地，現在我們關注的焦點集中在兩個我們認為不錯的場地。”Kevin Smith表示，他希望在六個月內做出最后選擇并進入項目審批階段。

　　解決加州“鴨子曲線”問題的完美方案？ 

　　據GE公司能源互聯首席統計官Karim El Naggar介紹，“鴨子(zi)曲線”產生的(de)(de)主要因(yin)素是(shi)光伏(fu)白天發(fa)電(dian)量(liang)會超過用電(dian)量(liang)，但在傍晚太陽能輻照停(ting)止時，實(shi)際的(de)(de)電(dian)力需求卻急劇上升。而此(ci)時光伏(fu)發(fa)電(dian)卻無法滿足這(zhe)種(zhong)需求，這(zhe)種(zhong)現象就是(shi)“鴨子曲(qu)線”。理論上看，鴨子曲線源自美國加州電力系統模型，是指用電負荷減去光伏發電功率后得到的凈負荷曲線（因曲線形似一只鴨子而得名）。

圖：上圖的“鴨子曲線”可以形象的表示出加州一天24小時中的電力凈負荷情況

　　“如今鴨子曲線是個大問題，未來可能成為更大的問題，因為很顯然有越來越多的分布式能源將進入電力系統網絡，并且步伐將越來越快。”Karim El Naggar表示，“我認為未來加州很可能將成為光熱發電行業的市場典范，而且光熱發電也將會在全球更多新興市場蓬勃發展。”
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