可再生能源混合互補開發(fā)成新思路

　　【中國化工機械設(shè)備網(wǎng) 技術(shù)前沿】目前，將不同形式的可再生能源混合起來進行互補開發(fā)，充分發(fā)掘不同可再生能源技術(shù)的優(yōu)點，相互補充不同技術(shù)的缺陷，使整體可再生能源系統(tǒng)更加穩(wěn)定和強大，這已成為一條可行的具有較大價值的新能源發(fā)展思路。光熱以其穩(wěn)定可調(diào)的優(yōu)勢而成為與其它可再生能源技術(shù)進行混合開發(fā)的較好選擇。

　　
　　目前，光伏和光熱混合開發(fā)的案例正逐漸增多，如SolarReserve在南非開發(fā)的RedStone塔式項目即為和一個光伏項目互補開發(fā)的較大案例。光熱與光伏互補開發(fā)可以實現(xiàn)兩種電源的穩(wěn)定并網(wǎng)，對光伏而言解決了其不穩(wěn)定的問題，對光熱而言整體項目的度電成本也將比單純建設(shè)一個光熱項目更低。
　　
　　光伏與風(fēng)電同為兩種不穩(wěn)定但發(fā)展規(guī)模已相當(dāng)大的可再生能源，光熱可以與光伏互補，那么，將光熱發(fā)電與風(fēng)電結(jié)合起來開發(fā)的價值又如何呢？
　　
　　當(dāng)前，新能源行業(yè)對光伏與光熱互補發(fā)電的利用方式已經(jīng)有所實踐，但光熱與風(fēng)電結(jié)合起來的思路還很少有人提及，事實上，如果認(rèn)真研究風(fēng)電的存儲成本，我們會發(fā)現(xiàn)光熱與風(fēng)電混合開發(fā)的可行性和價值。
　　
　　SolarReserve公司執(zhí)行官KevinSmith表示，“與光伏和光熱互補相比，風(fēng)電與光熱的互補性會更小一些，因為風(fēng)電有更大的間歇性問題，但風(fēng)電的優(yōu)勢在于其LCOE成本又比光伏要低很多。”
　　
　　和光伏一樣，風(fēng)電與光熱互補方案的提出的主要原因是希望利用光熱的廉價熔鹽儲熱系統(tǒng)來存儲更多電能，來緩解風(fēng)電的棄風(fēng)問題。同時在需要利用風(fēng)電供熱的地區(qū)，通過熔鹽儲熱系統(tǒng)換熱也是一條可行的路子。兩者互補后，整體項目的度電成本會比純光熱電站低一些，但在項目發(fā)電質(zhì)量上又獲得了提升。
　　
　　風(fēng)電的間歇性比光伏更為嚴(yán)重，電網(wǎng)方面不得不采用各種方法來解決這種間歇性的問題。在地理位置適宜的情況下，實現(xiàn)風(fēng)電平滑輸出的解決方案是采用低成本的抽水蓄能系統(tǒng)，抽水蓄能是一種十分成熟的技術(shù)，將其與風(fēng)電進行配套在西班牙等風(fēng)電大國已有成熟的應(yīng)用。但在適合開發(fā)風(fēng)電場的很多地區(qū)，并不具備建設(shè)抽水蓄能電站的環(huán)境條件。
　　
　　如果采用蓄電池儲能，其又難以具備經(jīng)濟性。南加州愛迪生電力公司的Tehachapi儲能項目就采用了蓄電池來存儲風(fēng)電，其儲能容量為32MWh，投資為4990萬美元，單位千瓦時的投資超過1500美元。而SolarReserve的新月沙丘塔式熔鹽電站的儲能量是上述項目的35倍還多，由此計算其度電儲能成本僅僅是Tehachapi項目的約1/10。
　　
　　以上數(shù)據(jù)是根據(jù)目前的成本來評估的，在不遠的未來，光熱電站的成本會更加便宜，SolarReserve預(yù)測，相較已經(jīng)完成建設(shè)的新月沙丘電站，其正在南非開發(fā)的Redstone塔式熔鹽電站的成本還能降低20%，主要通過定日鏡的設(shè)計改進來實現(xiàn)。
　　
　　由此來看，如果風(fēng)電利用光熱的儲熱系統(tǒng)可以實現(xiàn)平滑電力輸出的成本比采用蓄電池技術(shù)更有經(jīng)濟價值，這個方案就是值得嘗試的。
　　
　　現(xiàn)在越來越多的觀點開始意識到光熱發(fā)電和其它新能源發(fā)電技術(shù)是互利共生的關(guān)系，而非競爭關(guān)系。比如風(fēng)電，有些專家就認(rèn)為風(fēng)電和光熱可以進行混合利用，實現(xiàn)熱能和電能的同步輸出。作為兩種不同的新能源技術(shù)，風(fēng)電可以利用光熱發(fā)電系統(tǒng)的熔鹽儲熱系統(tǒng)來存儲一部分剩余電能，并在高峰時間釋放，光熱則可以利用風(fēng)電作為廠用電來源的一部分。
　　
　　對于項目開發(fā)商而言，他們需要找到大化收益的方案，即如何匹配風(fēng)電和光熱的裝機容量來使兩者混合后的能源利用收益大化。但對這一問題的研究目前還處于十分初級的階段，還沒有足夠令人信服的數(shù)據(jù)可以為實際的項目開發(fā)提供參考。
　　
　　盡管光熱發(fā)電和風(fēng)電之間存在一定的協(xié)同效應(yīng)，目前還沒有將兩者進行混合開發(fā)的成功案例。但很多主要的光熱發(fā)電玩家都同時擁有風(fēng)電項目的業(yè)務(wù)，特別是在西班牙。比如Acciona就是在風(fēng)電和光伏、光熱、生物質(zhì)、水電等方面都有涉足的大型公司，F(xiàn)CC能源公司也有14個風(fēng)電場資產(chǎn)，裝機421MW，同時擁有2個50MW的光熱電站資產(chǎn)。TSK和Ibereólica以及另外一些西班牙公司在風(fēng)電和光熱發(fā)電業(yè)務(wù)方面也都有所涉及。但目前這些公司都未有將風(fēng)電和光熱進行混合開發(fā)的案例。
　　
　　當(dāng)然，風(fēng)電與光熱混合開發(fā)也存在一定的矛盾點和障礙，首先從自然資源條件來看，開發(fā)風(fēng)電場我們希望風(fēng)力資源越豐富越好，但對于光熱電站而言，大風(fēng)是很大的不利因素，對自然資源要求的矛盾是這兩種技術(shù)進行混合開發(fā)的基本矛盾點，如果要這樣做，必須找到風(fēng)力和太陽能資源能對整體項目實現(xiàn)效益優(yōu)化的選址。
　　
　　另外，從兩者結(jié)合的技術(shù)角度來看，利用光熱電站的熔鹽儲熱系統(tǒng)來存儲風(fēng)電，需要首先將風(fēng)電轉(zhuǎn)為熱能儲存，在需要時再轉(zhuǎn)為電能釋放，這將造成一定的損耗，需要對其經(jīng)濟性做認(rèn)真評估，找到具經(jīng)濟效益的配比方案。這對不同的項目會有不同的配置選擇。
　　
　　再者，對風(fēng)電從業(yè)者而言，熔鹽儲熱技術(shù)在風(fēng)電領(lǐng)域的認(rèn)知度并不高，風(fēng)電存儲目前往往會考慮蓄電池技術(shù)，對熱儲能技術(shù)，他們了解和關(guān)注的較少。但要開發(fā)風(fēng)電和光熱混合的新能源項目，需要對光熱和風(fēng)電均有一定了解的開發(fā)商。赤峰天潤鑫能新能源有限公司就是一家風(fēng)電項目開發(fā)商，其于去年宣布擬開發(fā)的200MW太陽能熱發(fā)電綜合能源利用項目就有與風(fēng)電混合開發(fā)的概念。