長(zhǎng)期以來，人們普遍把光熱發(fā)電項(xiàng)目的儲(chǔ)熱系統(tǒng)看作是一項(xiàng)非常有意義的設(shè)置，但同時(shí)認(rèn)為其增加了光熱發(fā)電項(xiàng)目的整體投資成本。但現(xiàn)在，儲(chǔ)熱系統(tǒng)逐漸被人們看作是光熱發(fā)電與其它發(fā)電形式成本競(jìng)爭(zhēng)力方面的主要體現(xiàn)。
IRENA(國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu))之前發(fā)布的《2014年可再生能源發(fā)電成本》報(bào)告指出，在世界許多地區(qū)，利用現(xiàn)有的各項(xiàng)技術(shù)，已使可再生能源發(fā)電成本達(dá)到或低于化石燃料發(fā)電的水平。對(duì)于光熱發(fā)電的擁躉們來說，IRENA發(fā)布的報(bào)告中一個(gè)有關(guān)可再生能源發(fā)電LCOE(平準(zhǔn)化電力成本)的圖表是必須要關(guān)注的，其中顯示了去年光熱發(fā)電項(xiàng)目的LCOE和其2025年預(yù)測(cè)將達(dá)到的水平，這兩個(gè)LCOE的對(duì)比是令人吃驚的。
圖：IRENA發(fā)布的2014和2025年各種可再生能源技術(shù)的LCOE對(duì)比
如圖顯示，在2014年以槽式光熱電站和塔式光熱電站為主的光熱發(fā)電的LCOE相比離網(wǎng)風(fēng)電、生物質(zhì)能源和部分入網(wǎng)光伏項(xiàng)目等其它可再生能源發(fā)電技術(shù)來說依然較高，但I(xiàn)RENA預(yù)測(cè)到2025年光熱發(fā)電的LCOE將驟然下降。
IRENA的分析數(shù)據(jù)表明光熱發(fā)電技術(shù)的LCOE下降比例預(yù)計(jì)將超過其它任何一種可再生能源發(fā)電技術(shù)，預(yù)計(jì)其LCOE將突破至目前化石燃料發(fā)電的成本范圍。
但或許最令人注目的是IRENA認(rèn)為儲(chǔ)熱系統(tǒng)將主導(dǎo)光熱發(fā)電技術(shù)的成本下跌。
IRENA認(rèn)為，雖然目前不含儲(chǔ)熱系統(tǒng)的槽式光熱發(fā)電技術(shù)是光熱發(fā)電行業(yè)的主要選擇，同時(shí)到2025年預(yù)計(jì)其LCOE將會(huì)下降至0.15-0.2美元/KWh，但是“含儲(chǔ)熱系統(tǒng)的塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目的LCOE到2025年可能下降至0.11-0.16美元/KWh。”
這個(gè)結(jié)果將使塔式光熱發(fā)電技術(shù)能夠與化石燃料發(fā)電技術(shù)和包括海上風(fēng)電、并網(wǎng)光伏、水電和大多數(shù)形式的生物質(zhì)發(fā)電等其它可再生能源發(fā)電技術(shù)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。
另外，儲(chǔ)熱系統(tǒng)也可以在一定程度上降低槽式光熱電站的LCOE，雖然相對(duì)塔式光熱電站來說影響程度要低一些。但是，值得注意的是，事實(shí)上人們認(rèn)為儲(chǔ)熱系統(tǒng)會(huì)增加光熱電站投資和抬高LCOE的看法也是最近幾年才出現(xiàn)的，儲(chǔ)熱技術(shù)的快速發(fā)展將使人們對(duì)于光熱發(fā)電的看法和態(tài)度迅速轉(zhuǎn)變。
容量因子
人們對(duì)于光熱發(fā)電技術(shù)的態(tài)度改變主要是認(rèn)識(shí)到增加儲(chǔ)熱系統(tǒng)的額外資本支出(cap-ex)和運(yùn)維費(fèi)用(op-ex)是可以轉(zhuǎn)化為提高電站容量因子的重要因素，進(jìn)而可以降低電站在運(yùn)行壽命期限內(nèi)的LCOE。
瑞典皇家理工學(xué)院光熱發(fā)電研發(fā)工程師RafaelGuédez承認(rèn)：“從投資角度來說，含儲(chǔ)熱系統(tǒng)的光熱發(fā)電項(xiàng)目的總體投資要比不含儲(chǔ)熱系統(tǒng)的光熱發(fā)電項(xiàng)目高很多。很明顯，你要增加更多的設(shè)備和儀器。但是，從LCOE角度來說，含儲(chǔ)熱系統(tǒng)的光熱電站要比不含儲(chǔ)熱的更低一些，因?yàn)楹瑑?chǔ)熱系統(tǒng)的光熱電站能夠生產(chǎn)更多的電能，這些電能所獲得的收益增加要超過增加儲(chǔ)熱系統(tǒng)的投資費(fèi)用和運(yùn)維費(fèi)用。”
對(duì)于塔式光熱發(fā)電技術(shù)來說儲(chǔ)熱系統(tǒng)的作用要更明顯一些，因?yàn)閮?chǔ)熱系統(tǒng)與塔式光熱電站的集成和電站運(yùn)維相對(duì)更容易一些。儲(chǔ)熱系統(tǒng)與槽式光熱電站的結(jié)合在設(shè)計(jì)方面目前存在的挑戰(zhàn)是：應(yīng)該將熔鹽直接用于傳儲(chǔ)熱介質(zhì)還是選擇傳統(tǒng)的以導(dǎo)熱油為傳熱介質(zhì)熔鹽作為儲(chǔ)熱介質(zhì)的技術(shù)路線。
塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)商SolarReserve公司的首席技術(shù)官BillGould表示：“如果你必須將儲(chǔ)熱系統(tǒng)與槽式光熱電站結(jié)合起來，需要增加油鹽換熱器、熔鹽罐、熔鹽泵、儀表等設(shè)備以及安裝費(fèi)用，同時(shí)整個(gè)光熱電站將形成一個(gè)很大的三角循環(huán)系統(tǒng)。”
BillGould補(bǔ)充道：“當(dāng)使用熔鹽作為傳熱介質(zhì)時(shí)，每MWh需要約1km左右的輸送管道。所以一個(gè)50MW的光熱電站將建設(shè)50km左右的輸送管道，而且所有管道是水平的，你要考慮這些介質(zhì)的排凈問題。而且電站將會(huì)有很多的旋轉(zhuǎn)接頭和輸送軟管，而熔鹽通過很微小的縫隙就會(huì)泄漏，所以所有輸送管路都存在熔鹽泄露的潛在風(fēng)險(xiǎn)。”
塔式電站
相比槽式電站，塔式光熱電站與儲(chǔ)熱系統(tǒng)結(jié)合方面的困難要少一些。BillGould表示：“假如一個(gè)塔式光熱電站上塔的管道有200米，下塔的管道也是200米，然后再加上往返熱交換器的200多米，整個(gè)電站約有600米管道，但是所有管道幾乎都是垂直的，所以介質(zhì)可以利用自身重力自動(dòng)排出。”
不過很明顯儲(chǔ)熱系統(tǒng)對(duì)于任何光熱電站來說都有價(jià)值，而且它對(duì)于光熱電站LCOE下降方面的有益作用很可能還被低估了。
IRENA在《2014年可再生能源發(fā)電成本》報(bào)告中寫道：“很重要的一點(diǎn)是，在計(jì)算光熱電站LCOE時(shí)，我們假定所有輸出電能的價(jià)值是一樣的。然而事實(shí)并非如此，一般來說儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)更長(zhǎng)的光熱電站在捕獲峰值供電從而提高供電效益方面會(huì)更加靈活。”
舉例來說，IRENA指出當(dāng)把含有儲(chǔ)熱系統(tǒng)的光熱電站與美國(guó)科羅拉多州和懷俄明州的電力系統(tǒng)并網(wǎng)之后，光熱電站比其它可提供平滑電力的發(fā)電裝置創(chuàng)造的價(jià)值要高26-41%。
對(duì)于光熱發(fā)電來說，這些似乎都是好消息。但I(xiàn)RENA的預(yù)測(cè)對(duì)于光熱發(fā)電還有一個(gè)重要的警告。
IRENA表示：“降低光熱電站的LCOE將在很大程度上決定是否能夠成功改善當(dāng)前的光熱行業(yè)投資環(huán)境和長(zhǎng)期穩(wěn)定的政府支持政策的出臺(tái)，因?yàn)檫@是光熱發(fā)電項(xiàng)目得到廣泛規(guī)劃部署和吸引投資的基礎(chǔ)條件。”
目前，在可再生能源項(xiàng)目合同簽署時(shí)對(duì)于是否重視和建設(shè)儲(chǔ)熱系統(tǒng)仍然存在一些挑戰(zhàn)。事實(shí)上現(xiàn)在光熱行業(yè)業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)識(shí)到了儲(chǔ)熱系統(tǒng)的重大價(jià)值，需要做的是讓其它相關(guān)領(lǐng)域的人們也認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。
