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储电技术应用提速 光热发电的契机还是灾难?

2014-04-28 14:21:25 CSPPLAZA光热发电网

新能源产业和电动汽车产业发展所面临的共同技术瓶颈的解决方案都指向了电力存储技术,储电也因之成为清洁能源领域当前的投资热点。光热发电作为应用能源存储技术最成功的新能源技术,在储电技术发展趋好的未来,将赢得发展良机还是走向衰落?

新能源电力存储技术

电力存储技术可分为物理、化学和电磁储能三大技术类别,抽水蓄能和压缩空气储能即属于物理储能技术,其也可以视为间接的储电方式,虽然成本较低,但因对地理环境因素要求过高而较难在新能源领域得到广泛应用,空气压缩储能相对抽水蓄能的地理限制要小一些,但技术成熟度要远逊于抽水蓄能。对于可灵活布置的,应用前景较为广阔的化学电池和电磁储电技术,无论是钠硫电池、钒电池、锂电池还是其它细分类别,抑或是物理储电领域的飞轮储能,目前大都尚在技术研发和示范阶段。在分布式光伏领域有广泛应用的是低成本但污染严重的铅酸电池,在电动汽车领域应用广泛的是成本依然较高的锂电池。

储电业界普遍关注的焦点在于光伏、风电这类不平稳电力的存储应用,以及电动汽车充电电池的研发,世界上如美国、德国等新能源产业较发达的国家对电力存储技术的产业化应用都正在给予各种程度上的支持,国内该领域的发展最近两年来也取得了一些进步,政府方面对该技术的发展也持鼓励支持态度。

相较于储热技术的应用,储电技术在风电和光伏领域的应用在国内呈较快的增长态势,这主要是因为其市场驱动力足够大,新能源和电动汽车产业都是其潜在的市场,对于风电和光伏项目开发商而言,可以通过储电示范项目的开发积累项目经验。储电系统大多属于模块化可扩展的应用系统,做几个小型的新能源储电项目在投资上对其构不成决策障碍,这与光热电站动辄十亿级别的投资相比不值一提。这就可以理解虽然储电的成本依然高企,但投资不大的小型示范项目的开发依然能够得到项目方的认可。分布式光伏发电市场和电动汽车市场的启动也推动了储电技术的快速应用。

新能源电力存储技术的鼻祖

但事实上,应用于光热发电的储热技术才是新能源电力存储技术应用的鼻祖,其在近十年来获得了较为广泛的商业化应用。2008年西班牙Andasol1槽式光热电站建成投运,该电站是世界上第一个商业化运行的大规模的带储热的光热电站。这个50MW的槽式电站采用了28500吨熔盐进行7.5小时储热,年发电小时数高达3600小时。到今天,储热几乎已经成为新兴光热发电市场对项目开发的普遍性要求。

但实际上,类似于熔盐储热这种成熟的电力存储技术在储电业界反倒成了不受关注的旮旯,其低成本优势也并未获得电力存储行业的重点关注。储热技术作为间接的电力存储方式,应用于风电和光伏储电在理论上也存在可行性,如先将风电输出的电能转化为热能存储入熔盐罐中,待需要时再将热能转化为电能释放。但在实际应用中,这种理论上类似于抽水蓄能的间接储电方式,在成本上又与抽水蓄能相差甚远,又比直接的电力存储方式多了两道能量转化程序,导致其成本无法与一些化学储电方式竞争。

储热技术毫无疑问更适合直接应用于光热电站,但碍于光热发电市场的沉寂,这一技术的市场空间没有得到释放。一些原本致力于光热发电储热市场拓展的企业如江苏太阳宝新能源有限公司也将熔盐储热技术在电网和新能源电力存储领域的应用作为发展方向之一。

谁更有优势?

虽然光伏和风电的发电成本已经快速下跌,但其不平稳的电能质量是导致并网危机的最大技术性问题。以当前常用的化学储电技术为例,如果将光伏和风电项目加上电力存储系统,其度电成本将超出带储热的光热发电一大截。这一点也是光热发电业界引以为傲的最大优势,假定光伏+储电的电能质量与光热+储热的电能质量是相当的(实际上可能会存在少许差异),以这种可调稳定电力来衡量光热和光伏发电两种技术,光热发电的成本优势要强得多。

储电技术与成熟的熔盐储热技术相比,其还存在两个很难克服的弊病,即寿命和污染问题。如果采用化学储能方式,其可能每隔几年就得换一次电池,如果以此计算整个光伏电站寿命周期的成本,其想在LCOE成本上取胜不太现实。化学储电还必然面临高污染问题,如锂电池、钒电池等多种化学储电方式都是如此,而熔盐储热基本不存在这些问题,这一点也应该引起政策制定者的重视。

契机还是灾难?

为了适应未来灵活、安全可调度的电网部署需求,可调稳定的绿色电力将是未来清洁电力生产方式的主要特点,光热发电当前在此方面有很大的竞争优势,但却受制于政策因素而无法发展。储电技术当前的成本普遍过于高昂,通过政策补贴手段扶持尚不具备可行性,未来在其成本下降到一定合理范围内后,通过电价补贴来进一步推进其规模化应用是有可能的。储热型光热发电技术目前已经具有了这样的条件,政策方面应及早出台以促进行业发展。

客观事实是,储电技术当前正在以比储热技术更快的速度发展,好的一面是,储电技术的发展可以让政府层对光热发电技术的优势有更深入的对比性理解,政府通过对比储电型光伏和储热型光热的成本,可以从中明显看出两者之间的差距,这对储热型光热发电的发展是有益的。坏的一面是,储电技术的成本下跌对储热型光热发电将带来竞争压力。

如果政府对新能源储电给予电价补贴,其就没有理由不给于储热型光热发电以电价补贴,这可以归为对可调新能源电力的补贴范畴,否则整个光热发电行业是不能接受的。当前储热型光热的技术成熟度和度电成本要远低于储电型光伏,储热型光热发电的商业化应用仅差政策支持的临门一脚。

但必须意识到的是,光伏和光热两种技术的竞争是必然存在的,当前我们力推光热发电产业发展的主要理由即其可通过廉价储热实现稳定可调的电力生产的优势,我们必须在保证这种优势的前提下进一步地削减度电成本才能获得生存空间。如果储电型光伏在成本上能够与储热型光热相竞争,光热发电的生存空间可能就更小了。




责任编辑: 中国能源网

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