我國成當今世界綠色能源解決方案引領者
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來源: 中國電力新聞網 作者: 日期: 19.05.23

光熱發電成本下降空間較大

通過示范項目實踐與多種技術手段探索光熱平價之路

魯珈瑞

  “目前最現實的策略是通過管理提升運行水平,對天氣預測和運行方式等進行優化,可以大幅提高發電量、降低運行成本?!筆綴槳敉諛薌際豕煞縈邢薰?(簡稱“首航節能”)總經理高峰在第九屆CSPFocus光熱發電中國聚焦大會上說,在項目的設計、建設和運行期間不斷優化方案,都是降低光熱發電項目成本的關鍵環節。

  從國內外項目建設中汲取營養

  近日,中國新能源海外發展聯盟發布了《2018中國新能源國際發展報告》(簡稱《報告》)。報告指出,新能源產業走出去已全面開花,呈現出全品牌、全球化拓展,地域廣、合作門類豐富等特點。

  “我國正以全新狀態,積極持續推動全球綠色能源轉型和可持續發展,不斷加快走出去的步伐,成績可喜、前景廣闊?!敝泄履茉春M夥⒄沽爍崩硎魯ふ攀攔硎?,我國日益成為當今世界綠色能源解決方案的引領者。

  《報告》指出,近年來我國光熱產業走出去成績喜人。我國參與的兩大中東北非光熱項目,摩洛哥努奧二、三期光熱發電項目和阿聯酋950兆瓦光熱光伏項目均取得重要進展。與此同時,我國企業進入了南非光熱發電市場。這意味著一些國內企業,已在中東、非洲光熱市場站穩腳跟,進而帶動光熱設計、建設、施工等國際化發展。

  目前,基于成本優勢,全球太陽能發電行業仍以光伏發電為主流。而未來潛力更大的太陽能發電技術,則指向光熱發電技術。然而,光熱發電項目的投資成本、運維成本都較高,目前還沒有大規模推廣和應用,還需要產業政策的扶持。因此國內光熱企業在示范項目部分完工并網后,也在考慮如何實現大幅降本,踏上類似光伏行業的高速發展之路。

  從塔式示范項目中提煉經驗

  在國內光熱企業中,首航節能擁有相對豐富的設計和建設經驗。該公司承接了國家首批光熱示范項目中的中廣核德令哈50兆瓦槽式光熱發電項目的太陽島總包,并完成了我國首個百兆瓦級國家能源局光熱發電示范項目——敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱發電項目。根據相關資料,敦煌100兆瓦塔式光熱國家示范項目于去年12月28日并網后,正在進行緊張的消缺、試驗工作。

  “敦煌到了春夏之交,風沙天氣較多。

  去年春天有一次沙塵暴,把剛洗的一萬多面鏡子全部弄臟,又得花半個月時間重洗?!備叻逯賦?,當地風沙條件對建設光熱電站,尤其熔鹽塔式電站是非常嚴峻的考驗。優化鏡子清洗的次數以及鏡子清洗的頻率和方式等,可以實現成本的顯著下降。

  另外,光熱發電項目最終還是要通過高溫高壓的蒸汽推動汽輪機發電。由于光熱發電對天氣的依賴性,因此運行方式明顯區別于火電。光熱項目如果能優化汽輪機運行,也將實現成本下降。

  “光熱電站從技術角度來看,汽輪機是較為重要的一環?!備叻褰檣?,由于首航節能敦煌100兆瓦項目應用美國GE熱機,有一次再熱循環,因此熱機效率較高,有45%左右。之所以這么選擇,主要是因為光熱項目與火電有很大區別,如果熱機效率能夠提高一個百分點,在鏡場的建設和儲熱方面就可以節省大量的投資,因此首航節能選擇了較高效的汽輪機。

  此外,高峰表示,光熱行業還可以通過規?;殺鞠陸?。將來在光熱電站里包括鏡場規模的擴大以及電站數量的增多,包括元器件大批量的生產和國產化率的提高等方面可以提供成本下降的通道。

  技術進步是提高光熱發電的重要途徑,現在首航節能正在研究二氧化碳的布雷頓循環,進一步提高熱機效率,把熔鹽使用溫度提高到將近700攝氏度,整個熱機效率可以提高到50%到55%以上,這樣,通過大幅提升熱機效率以降低發電成本。

  值得關注的是,5月15日,魯能海西州多能互補集成優化示范工程光熱項目完成了空冷島鋼結構及冷卻管束吊裝,同時完成定日鏡單體調試500多面(共4400面)。該項目建設完成后,將為國內塔式光熱技術發展提供新的參考樣本。

  將從實驗室中走出的碟式技術

  近年來,各國科學家及工程師,都在尋求降低光熱發電成本,提高其發電效率的辦法。一些專家學者認為,將光熱發電和燃氣輪機、聯合循環發電系統結合起來,是一個有益的嘗試。歐盟近些年開展了幾項與此相關的科研示范項目,主要面向光熱太陽能耦合大型燃氣輪機聯合循環發電系統以提供整體系統效率,與太陽能耦合微型燃機發電系統兩個方向。

  其中,優化的微型燃機太陽能電力系統項目為太陽能耦合微型燃機方向的重要項目。該項目的總體目標是使用聚光太陽能發電系統(CSP)和微型燃氣輪機(MGT)發電提供和演示技術解決方案,預期提供??榛?、能夠產生3千瓦~10千瓦電力的系統。

  根據相關資料,該項目是歐盟科研框架項目中最新完成的太陽能耦合微型燃機技術示范項目。項目始于2013年,并于2017年在意大利完成示范項目建設。該系統既可以為家庭和小型商業應用提供能源,也可以??榛訓低車ピ?,形成更大規模的能源供應系統;它可以與中長期儲能和傳統燃料共燃相結合,在光照不足的情況下,也可使用常規燃料或生物質燃料。

  據了解,傳統的碟式太陽能發電技術,是通過聚光器吸收熱量供給斯特林發動機熱端運轉。盡管斯特林發動機的設計效率高、成本低,但它也有技術劣勢。斯特林發動機的可靠性不如燃氣輪機,斯特林發動機要使用氫氣或氦氣,一段時間后活塞環產生泄露,須經常填充新氣體。所以有業內人士建議,新型碟式太陽能發電技術,應使用為光熱太陽能發電系統量身定制的微型燃氣輪機。

  新型碟式技術雖然擁有較高的功率,但成本較高,而且體量很小,無法進行商業實裝,目前該技術依舊在試驗階段。不過我們能夠看到的是,現在碟式技術也有所突破,當技術達到商業化水準后,或許可以為光熱行業提供一個新的思路。

責任編輯:高慧君   投稿郵箱:網上投稿

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