來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 2評論 | 9120查看 | 2017-01-08 16:35:00
CSPPLAZA光熱發電網訊:作為中國首個投運的10MW級別的商業化光熱電站,中控德令哈10MW塔式熔鹽儲能光熱電站對后續的20個首批示范項目具有很大的借鑒意義,自2016年8月21日投運以來,已運行4月有余,它的運行狀況如何?在實際運行過程中有什么值得大家借鑒和學習的經驗?在2016年12月28日~30日在甘肅省敦煌市盛大召開的中國光熱示范電站開發領導者峰會暨CSPPLAZA2017新年匯上,浙江中控太陽能技術有限公司董事長金建祥教授與與會代表進行了分享。
金建祥首先對光熱對比其他可再生能源的優勢進行了分析,指出了未來光熱的方向將是大規模化和長時間儲能。他根據中國特殊的光資源條件,并結合中控10MW電站的實際運營情況得出:目前要想達到設計發電量目標亟待解決的問題是如何應對有云天氣(包括多云和少云天氣)的高效運行,而關鍵是提高短時間內的天氣預報能力。
在會上,金建祥向大家介紹了中控太陽能公司的發展歷程,展示了中控10MW電站的實際運行數據,并詳細闡述了其發電量是否達標的評估標準,及影響發電量的因素。
在發言中,金建祥從金融、技術、產業規模及產業鏈四個方面分析了光熱發電到“十三五”末達到0.8元的度電成本能否實現、如何實現,并在最后指出了未來光熱發展中,誰掌握了精準的短期天氣預報技術以及應對有云天氣的運行策略,誰將在這場競爭中拔得頭籌。
更多精彩內容,請閱讀下面刊出的金建祥的演講全文:
非常感謝會議主辦方為我提供這么一個機會。在正式報告之前首先要恭喜首航節能公司敦煌10兆瓦熔鹽塔式電站在前天晚上取得并網成功,這也是行業內一件大喜事,讓各級政府和投資人對中國光熱的未來更加有信心,也讓在座的各位光熱界同行對未來更加有信心。
中控太陽能在德令哈建設光熱電站已經有了七個年頭了,在類似活動上我也講的比較多,今天受時間的限制還是挑幾個重點匯報一下,PPT是按照一般的會議要求來準備的。
可能有一些人會有疑問,在有關媒體上介紹首航節能剛剛投運的電站是中國第一個24小時連續運行且規模最大的塔式熔鹽光熱電站,這種說法對嗎?到今天為止這個講法還是準確的,它確實是目前為止中國最大的塔式熔鹽光熱電站,它的鏡場集熱面積有15萬平方米,熔鹽有5800噸,儲能時間是15個小時,理論上可以24個小時連續發電;而我們中控德令哈電站雖然投運時間更早,但鏡場集熱面積只有6.8萬平方米,500多噸熔鹽,蓄能時間為二個小時。雖然兩個電站都是10MW的,但從鏡場規模和蓄能時間來看,這個講法沒有問題,但是有個問題,它是全球第二個可以24小時連續發電的光熱電站,不是第三個。
中控在原來水工質基礎上進行了熔鹽改造,歷時一年半時間,于2016年8月21日達到滿負荷的發電,其它各項指標均達到了設計值。其實我們公司內部考核時間是7月底熔鹽改造結束,就是因為各種各樣的原因拖延了三個禮拜時間,因此首航項目拖延半年之后完成并網發電也屬不易,估計未來還需要一段時間去不斷完善和優化之后才能正常發電運行。
如圖,基本的東西跳過了,講了太陽能光熱和光伏發電的特點,光伏是太陽能直接轉變成直流電,然后直流電再逆變成交流電并網,光伏產業已經很成熟,成本也很低,我今天特別強調一點:光伏的間隙陽光資源利用率(即有云天氣的間隙性光照的利用程度)很高,光照無論強弱和時間長短都可以發電,這相對于塔式光熱發電來說是一大優點。當然問題是光伏比較任性一些,有光就發電,沒光就不發電,對電網很不友好。光熱是由光變成熱、熱儲存變成交流電,優勢是非常穩定,快速可調。前面專家也提到目前火電調峰的負荷變化范圍是50%,如果調峰范圍要增加調到70%,還需要進行技術攻關和技術改造,另外火電的調峰響應比較慢,時間比較長。光熱從負荷10%調到100%十幾分鐘時間就足夠了。但是光熱也有問題,之所以這幾年光熱發展沒有光伏快也是由這些問題導致的。系統太復雜,太陽島、熔鹽島、常規島系統很復雜,成本還很高。上午國務院參事石定寰老先生的講話既有高度還有深度,很受啟發,獲益匪淺。上午石參事講話中對光熱地位做了很好的總結和肯定,最后講話中對于目前光熱形勢越來越好的背景下,特別提醒我們要保持頭腦清醒,還有很多問題要進一步解決,其中最后一個問題就是多云天氣等復雜工況對發電量的影響,也就是光熱發電對于間隙性陽光的資源利用率比較低,這對發電量影響比較大。
光熱也分帶有儲能和不帶儲能的,儲能使得光熱轉換、熱電轉換進行了解耦,發電可以不受陽光的影響,容易成為基荷電源。不帶儲能系統比較的簡單,初期投資比較低,但是度電成本會比較高。儲能是光熱發電區別于其他清潔能源最大的優勢,對于光熱來說,規模一定情況下儲能時間越長度電成本越低,度電成本最多可以降低三毛錢左右。儲能時間一般大于15個小時就可以成為基荷電源了,可以實現24小時連續發電。
搞光熱的人也應該看看光伏對我們光熱有怎樣的挑戰,很多人不斷提醒我,這方面要做了一些研究。光伏+儲能跟目前的光熱+儲能,誰的未來更好一些?光伏儲能用常規的技術路線,使用鉛酸電池和鋰電池等等,規模化的儲能成本相對來說比較高,譬如說儲能4到6小時,目前的電池成本和逆變器成本下我們做了比較精確的計算,大概每千瓦時要增加六毛錢的成本,目前光伏直接發電(即不儲能)的成本是六毛錢左右,加在一起就是一塊二,比目前的光熱還要貴。
昨天晚上也做了前瞻性的預估,未來電池成本也許會明顯降低,如果五年或十年之后電池和逆變器只有目前成本的一半會怎么樣?我們也做了計算:度電成本會從1.2元降低到1.0元。光伏儲能時間越長,成本越高,最多增加六到七毛錢,電池的壽命比較短,一般壽命也就是三五年,電池要使用十五、二十年,現在技術上還不行。光伏+儲能更適合小規模分布式應用,這是光熱儲能做不到的。光熱正好倒過來,適合長時間儲能和大規模的集中開發,這樣有利于電站經濟性的提升,即較長時間的儲能可以使得度電成本降低三毛錢左右,單塔規模100兆瓦比50兆瓦規模度電成本便宜一毛到一毛五分錢。
這是不同的規模,塔式熔鹽電站的度電成本(如圖),儲能時間越長度電成本越低、單塔規模越大成本越低,100兆瓦儲能8小時以上成本下降不明顯了,但是50兆瓦的時候到儲能12個小時還會繼續下降。這是我們計算的曲線,對于目前的電池成本和逆變器成本情況下,光伏儲能時間和度電成本的關系,6個小時基本上每度電成本上升到1.2元,如果電池成本降低一半,6個小時的儲能時候大概度電成本是一塊錢,因此光熱還是有很強的競爭力,現在光熱電價是1.15元,相信第二批光熱示范項目電價是一塊錢左右了。
中控太陽能2010年成立,是由杭鍋集團、杭汽輪集團、基金和公司員工等組成的股份制企業,到目前為止塔式熔鹽光熱關鍵技術已經全部掌握了,鏡場的聚光、集熱、熔鹽、儲能、換熱和整個電站的運行,中控太陽能公司都已經比較好的掌握了。我們中控很好地繼承了浙大的求是精神,一步一個腳印,踏踏實實做事情。我們花了七年時間,投入近五個億,先后解決了鏡場聚光、水工質發電、熔鹽儲能以及全廠優化運行等核心技術和工業化驗證。
2010年公司成立,2012年初鏡場開始施工,到2013年7月份并網發電,經過一年半運行的優化和總結,到2014年底啟動熔鹽改造,到2016年8月份中旬熔鹽改造成功。期間也花大量的精力到50兆瓦示范項目中去。目前公司已經擁有108項專利(其中大部分是發明專利),20項軟件著作權,這些知識產權涵蓋了塔式熔鹽光熱發電相關的所有核心技術,這里不贅述了。
這是熔鹽改造的系統圖,相對比較復雜,是因為在水工質基礎上進行改造的。熔鹽儲能項目的主要參數,土地25萬平方米,鏡場集熱面積68000平米,有兩種鏡子,一個2平方米24400臺,一種是20平方米1000臺,我們是采用中小型定日鏡(首航節能是115平米的大型定日鏡),發電效率設計點達到17%。對于50MW或100MW來說,這個效率可能會達到24%,規模大一些,汽輪機效率提高至44%,鏡場達到55%效率,兩