风光新能源大基地开发成为趋势,配置上应选择电池储能还是光热发电?

能源放大镜 2021-12-06

新能源光热电池

1370 字丨阅读本文需 4 分钟

风光新能源大基地项目开发已成新能源平价时代的大趋势,今年以来,超百GW的大基地项目陆续进入规划和开发阶段。

但要实现到2030年,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦的目标,空间还很大。未来在电源侧,更多的风光大基地项目将陆续上马。

而一个现实是,2021年的光伏装机增速将不及预期,除了硅片价格走高这一影响因素外,电网方面对新能源电站调节电源的配置要求亦是一重要因素。配储能调节电源已经成为必须,但现实是,在电源侧配储能,成本转嫁让投资商很难受。

目前的电化学储能技术在电源侧还没有任何盈利模式,单独的储能电站收益和投资回报无法算得过来,电网公司给新能源投资企业的储能配比要求却在持续攀升,而即使配高比例的储能(普遍要求的15%配比4小时储能),新能源电站普遍也无法实现日调节。

在必须配储能的前提下,除了电化学储能,光热发电这种既能发电又能储能的技术或许更值得考虑。

光热发电和光伏发电有什么区别?

光伏发电是利用光伏电池板将光能直接转变为电能的发电方式。光热发电则是将太阳光聚集起来,加热工质,先将太阳能转化为热能,并将热能储存起来,在需要发电时,再将热能转化为电能的发电方式。而正因为光热发电特有的光热转换过程,也使光热发电自带储能本领。

光热发电如何运行?

通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳直射光聚集起来,加热工质并进行储存,再利用高温工质产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮发电机组发电。

光热发电的优势是什么?

一、低碳、清洁的绿色能源

光热发电全生命周期每度电的碳排放强度低于目前几乎所有的主流发电形式,是完全清洁、低碳的绿色能源。塔式光热电站全生命周期度电碳排放仅为15.3gCO2/kWh,约为火电的1/50、光伏发电的1/6。

建设光热电站是治理荒漠化的新途径。光热电站建设期间,沙丘被化为平地,大面积的镜场有效阻挡风沙;同时,因阳光被定日镜反射,现场土地水份蒸发量减少以及定日镜清洗用水再利用,可以大幅提升土壤湿度,为植物生长提供了必要的水分,有利于植被恢复。

图:中电建共和50MW光热电站镜场

二、自带储能的调峰电源

光热发电自带大规模、低成本、安全性高的储能系统,不仅可以实现全天候24小时连续、稳定、可靠发电,为电力系统提供电力供应保障,而且可以作为优质的储能调峰电源,为电力系统创造更多的风电、光伏消纳空间。

图:青海中控德令哈50MW光热电站熔盐储能系统

三、电网友好的支撑电源

光热发电采用与常规火电机组相同的同步发电机组,具备转动惯量和无功功率,可以为电网的频率稳定、电压稳定、同步稳定提供支撑,是电网安全的“守护者”。

配电池储能还是配光热?

电化学储能目前受制于成本高、寿命短和安全性较低等问题,光热电站自带的熔盐储能则具有大容量、长时间、低成本、安全、环保的显著优势。特别是在更为可贵的长时储能方面,光热电站的综合储能优势更加突出。

在成本方面,锂电池每度电的储能环节成本在0.7元——0.8元/kWh;运行寿命最多8——10年就要更换电池,报废后还存在环保的后处理问题。

图:光热发电熔盐储能优势

更令人担忧的是,在不得不配置储能的要求下,为了减少储能对项目收益的拖累,有些企业甚至直接采用梯级利用的劣质电池,这恐将造成非常大的安全隐患!

储能的安全问题一直以来广受非议,自2017年以来,全球已发生30起以上储能相关的安全事故。近期的如2021年4月16日北京丰台光储充项目火灾导致三名消防员牺牲;2021年7月30日澳大利亚“维多利亚大电池”项目中的特斯拉电池火灾持续数天。无不在印证着储能的安全之殇。

总体来看,光伏+电池储能在用户侧具有广泛的应用场景和经济可行性,在电源侧,光伏+光热则更具综合竞争优势。

文章来源: 光伏們, 能源杂志

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