光热也分带有储能和不带储能的,储能使得光热转换、热电转换进行了解耦,发电可以不受阳光的影响,容易成为基荷电源。不带储能系统比较的简单,初期投资比较低,但是度电成本会比较高。储能是光热发电区别于其他清洁能源最大的优势,对于光热来说,规模一定情况下储能时间越长度电成本越低,度电成本最多可以降低三毛钱左右。储能时间一般大于15个小时就可以成为基荷电源了,可以实现24小时连续发电。
搞光热的人也应该看看光伏对我们光热有怎样的挑战,很多人不断提醒我,这方面要做了一些研究。光伏+储能跟目前的光热+储能,谁的未来更好一些?光伏储能用常规的技术路线,使用铅酸电池和锂电池等等,规模化的储能成本相对来说比较高,譬如说储能4到6小时,目前的电池成本和逆变器成本下我们做了比较精确的计算,大概每千瓦时要增加六毛钱的成本,目前光伏直接发电(即不储能)的成本是六毛钱左右,加在一起就是一块二,比目前的光热还要贵。
昨天晚上也做了前瞻性的预估,未来电池成本也许会明显降低,如果五年或十年之后电池和逆变器只有目前成本的一半会怎么样?我们也做了计算:度电成本会从1.2元降低到1.0元。光伏储能时间越长,成本越高,最多增加六到七毛钱,电池的寿命比较短,一般寿命也就是三五年,电池要使用十五、二十年,现在技术上还不行。光伏+储能更适合小规模分布式应用,这是光热储能做不到的。光热正好倒过来,适合长时间储能和大规模的集中开发,这样有利于电站经济性的提升,即较长时间的储能可以使得度电成本降低三毛钱左右,单塔规模100兆瓦比50兆瓦规模度电成本便宜一毛到一毛五分钱。
这是不同的规模,塔式熔盐电站的度电成本(如图),储能时间越长度电成本越低、单塔规模越大成本越低,100兆瓦储能8小时以上成本下降不明显了,但是50兆瓦的时候到储能12个小时还会继续下降。这是我们计算的曲线,对于目前的电池成本和逆变器成本情况下,光伏储能时间和度电成本的关系,6个小时基本上每度电成本上升到1.2元,如果电池成本降低一半,6个小时的储能时候大概度电成本是一块钱,因此光热还是有很强的竞争力,现在光热电价是1.15元,相信第二批光热示范项目电价是一块钱左右了。
中控太阳能2010年成立,是由杭锅集团、杭汽轮集团、基金和公司员工等组成的股份制企业,到目前为止塔式熔盐光热关键技术已经全部掌握了,镜场的聚光、集热、熔盐、储能、换热和整个电站的运行,中控太阳能公司都已经比较好的掌握了。我们中控很好地继承了浙大的求是精神,一步一个脚印,踏踏实实做事情。我们花了七年时间,投入近五个亿,先后解决了镜场聚光、水工质发电、熔盐储能以及全厂优化运行等核心技术和工业化验证。
2010年公司成立,2012年初镜场开始施工,到2013年7月份并网发电,经过一年半运行的优化和总结,到2014年底启动熔盐改造,到2016年8月份中旬熔盐改造成功。期间也花大量的精力到50兆瓦示范项目中去。目前公司已经拥有108项专利(其中大部分是发明专利),20项软件著作权,这些知识产权涵盖了塔式熔盐光热发电相关的所有核心技术,这里不赘述了。
这是熔盐改造的系统图,相对比较复杂,是因为在水工质基础上进行改造的。熔盐储能项目的主要参数,土地25万平方米,镜场集热面积68000平米,有两种镜子,一个2平方米24400台,一种是20平方米1000台,我们是采用中小型定日镜(首航节能是115平米的大型定日镜),发电效率设计点达到17%。对于50MW或100MW来说,这个效率可能会达到24%,规模大一些,汽轮机效率提高至44%,镜场达到55%效率,两者相乘会达到24%。
熔盐吸热器出口最高温度是568度,设计是565度,适当的波动也没问题,过热器出口蒸汽参数是9MPa,510度,过热器设计的热交换面积比较小,所以熔盐与过热蒸汽的温差稍微大一些,储能时间是两小时。我们认为10兆瓦的储能时间长短没有技术性的障碍,现有技术已经足够支撑。但是如果单塔规模100兆瓦的时候,15个小时储能跟两个小时储能技术难度是很不一样的,因为15小时储能所需的镜场规模差不多比2小时储能大一倍,我们知道15小时储能的100MW电站需要150万平方米以上的集热面积,如此庞大的镜场,对于定日镜的跟踪精度和吸热器设计制造就会提出很高的要求。而15个小时储能的10兆瓦电站也只有15万平米的集热面积,对于定日镜的跟踪精度和吸热器设计制造的要求就会低得多,相对容易满足要求。
这是熔盐电站主要设备和主要工作的一些承担单位,定日镜是太阳能公司自己做的,镜场控制系统25000多台镜子的控制系统也是自己做的,吸热器是第二大股东杭锅集团做的,包括水工质的吸热器、熔盐吸热器,储罐是北京化工机械厂做的,汽轮机是第三大股东杭汽轮集团做的反动式汽轮机,全厂DCS是中控最新的ECS700控制系统,境场设计是太阳能公司自己做的,后面几个工作都是太阳能公司自己做的。
有几个新的信息通过这个机会向各位介绍一下,熔盐储能电站已经从8月21日正式并网发电后,累计发电天数一百天,中间还有一些阴雨天不能发电,到目前为止还没有因为设备故障而停运的,总体上各设备运行状况是相当良好的,这是今天需要特别向各位报告的。
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