储能太阳能热发电的优势和价值被再次证明

时间:2019-01-24 15:29来源:国家光热联盟

  我们要构建一个清洁低碳的、高比例的可再生能源体系,如何克服可再生能源自身的间歇性和不稳定性是我们需要重点关注的。太阳能热发电站具有储能(热)系统,因此可以克服太阳能资源间歇性和不稳定性造成的发电波动性问题,被定义为“电网友好型电源”。在国家太阳能光热产业技术创新战略联盟组织的一次关于“太阳能热发电对电网的价值”专家面对面对话中,有专家就提出,“太阳能热发电跟火电相比,比火电具有更好的性能,一是连续稳定性运行已经可以达到和燃煤同样的效果;另外从调节来讲,调节范围要好于燃煤技术。从启动来讲,燃煤电场冷态起动最快也要60分钟,但是太阳能热发电站最快热态启动只需要20分钟。太阳能热发电是比燃煤发电具有更好的运行稳定性和调节性能的技术。因此太阳能热发电站既可以作为电网的基本电站,也可以作为调峰电站,和电网关系特别友好。”2018年底,我国首批太阳能热发电示范项目中的3个项目先后投入运行。在2018年12月底举行的一次会议上,水电水利规划设计总院新能源部副主任王霁雪就透露:经过对首个投运的中广核德令哈50MW槽式光热发电项目的初步评估,效果基本上达到了和火电相当的水平。

  国际能源署在其发布的《太阳能热发电技术路线图》中指出,“太阳能热发电站产生的太阳能热电力能够按需供应,因此太阳能热电力比光伏电力具有更高的价值。”近期,由上海电气总承包在建的迪拜950MW光热光伏混合项目则充分说明了储能光热电站的价值优势。该项目是一个700MW光热发电+250MW光伏发电的组合项目,购电协议期35年。其中,光热发电又分成3个200MW槽式光热电站,储能11.3小时,以及1个100MW塔式光热电站,储能15小时。

  据了解,该项目中,光伏电价为2.4美分/kWh;光热发电在傍晚和晚上享受9.2美分/kWh的高电价,在白天阳光充足时执行2.9美分/kWh的电价。光热发电正是由于储能优势,才能够在没有太阳的时候,继续连续发电实现调峰电站的功能,体现价值。

图:迪拜950MW光热光伏混合项目电价情况

  在电量结构和收益比例方面,据介绍,本项目中,600MW槽式光热电站的发电量占比74%,收益贡献率占比80%,100MW塔式光热电站的发电量占比为14%,收益贡献占比15%,而250MW光伏电站的电量贡献仅为12%,收益贡献率仅为5%。这也主要得益于光热电站的长时间储能以及在高电价时段的发电收益。

图:迪拜950MW光热光伏混合项目电量结构和收益比例情况
  另外,在南非,南非能源部早在第三轮可再生能源发电招标中推出了一个按时交付(time-of-delivery, TOD)的电价政策,从而鼓励带储能的太阳能热发电在高峰时段发电。在白天发电,享受基础电价,如果在用电高峰时段(下午4:30到晚上9:30)期间发电,则可以享受更高的电价——基础电价乘以2.7。竞争者只需要竞争一个价格,高峰时段的价格就是简单地将中标价格乘以倍数。

  国际能源署预测,虽然目前太阳能热发电的部署速度都相对缓慢,但随着技术逐渐成熟以及投资成本逐步下降,2030年全球太阳能热发电装机容量将可能一跃至260GW;2050年,达到980GW。这意味着平均每年装机容量增长27GW,2040年-2050年为高峰5年,每年40GW。长期来看,太阳能热发电所占比重将增多,主要原因在于,太阳能热发电系统可以进行廉价储热,避免用电负荷较低的时期发电,而将热量储存起来,在高峰需求时候按需发电,具备随意输送电力的能力,这将会使太阳能热发电后来居上,在电源结构中占据越来越多的份额。同时,国际能源署提出,虽然太阳能光热发电和光伏发电在一些市场处于竞争状态,但长期来看,协同效应将会成为趋势和主流。摩洛哥和迪拜的项目已经在体现这个趋势。如果太阳能热发电主要用于日落之后,光伏主要用于白天,这种组合将为政府节省资金,能够促进更大规模的可再生能源发电长期稳定发展。

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