近年來,德國在不遺余力地嘗試著能源轉(zhuǎn)型。2011年,德國制定了一項清潔能源計劃,按照計劃到2050年德國清潔能源并網(wǎng)發(fā)電量占比將從目前的30%提升至90%。目前,德國正在尋求一種最具成本效益的方式為其電網(wǎng)提供電力,并期望到2050年基本實現(xiàn)零排放。
鑒于德國本土DNI指數(shù)較低,光熱發(fā)電似乎不可能
Stöcker表示,亞琛工業(yè)大學開發(fā)的這種計算工具是第一個將配置儲能系統(tǒng)的光熱發(fā)電技術(shù)設(shè)計在內(nèi)的工具,而這項技術(shù)也是在未來最有可能進行大規(guī)模部署的發(fā)電形式。他表示:“我們開發(fā)的計算工具的亮點在于我們適當?shù)乜紤]了儲能系統(tǒng),而且儲能也將成為我們未來研究的重要組成部分!
Stöcker指出,雖然光熱發(fā)電發(fā)展最初的時候也被定位為波動的可再生能源,而且其相對于成本較低的光伏和風電完全不具備競爭力。但現(xiàn)在形勢已經(jīng)變得有些不同,儲熱型光熱發(fā)電系統(tǒng)憑借可以提供穩(wěn)定的或可控制的發(fā)電輸出且成本具有一定的吸引力而逐漸具有一定優(yōu)勢。
“有趣的是,我們發(fā)現(xiàn),光熱發(fā)電在電網(wǎng)中是否具備競爭力要看其所處的電網(wǎng)穩(wěn)定性程度如何,即在波動性較大和更可控兩種不同類型的電力系統(tǒng)中,光熱發(fā)電技術(shù)的競爭力會發(fā)生變化。”Stöcker表示。
儲熱型光熱發(fā)電系統(tǒng)在低碳電力系統(tǒng)中至關(guān)重要
Stöcker認為,雖然光熱發(fā)電本身并不可調(diào)度,但其配置儲熱系統(tǒng)之后即可實現(xiàn)穩(wěn)定輸出,可承擔等同于諸如煤炭或天然氣等常規(guī)化石能源電站同樣的基礎(chǔ)負載。
然而,根據(jù)價值順序效應,目前煤炭和天然氣裝機量正逐步減少,與此同時電網(wǎng)中接入了更多可再生能源電力。
在采用“價值順序效應”進行電力調(diào)度的電網(wǎng)系統(tǒng)中,電網(wǎng)更愿意接納的價格較低的電力,也就是說電網(wǎng)更傾向于接納更多諸如太陽能或風能等可再生能源電力。
據(jù)彭博社2015年報道,由于傳統(tǒng)化石能源的使用量在不斷減少,其容量因子也在下降,燃煤電站和天然氣電站的運營成本越來越高。2016年,德國最大的公用事業(yè)公司之一RWE就因電力價格下降而損失了58億美元。
而在非化石能源發(fā)電形式中,光伏沒有移動部件并可采用全自動化操作,其運行成本最低,其次就是風電。但是像水電和地熱一樣,光熱電站也需要配置很多機械傳動裝置。
“在光熱電站中,需要配置反射鏡和復雜的液壓驅(qū)動系統(tǒng),還要考慮吸熱器因熱應力而老化等各方面因素!盨töcker解釋說,“總而言之,相比光伏和風電相對成熟的技術(shù),光熱發(fā)電系統(tǒng)的復雜性或?qū)⑹挂恍┻\營商較早離開市場。”
亞琛大學研究人員發(fā)現(xiàn),如果電網(wǎng)系統(tǒng)中光伏和風電的占比超過70%,那么儲熱型光熱發(fā)電系統(tǒng)將因為利用率變得越來越低而在發(fā)電價格方面不具備競爭優(yōu)勢。
他介紹到:“我們發(fā)現(xiàn)了一個要點,那就是如果電網(wǎng)中新增波動性可再生能源越多,那么基礎(chǔ)電力負荷系統(tǒng)將會越少或者越來越分散供應,這樣可承擔基礎(chǔ)負荷的發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電時間將會變得越來越短。”
因此,如果儲熱型光熱發(fā)電系統(tǒng)可以為電網(wǎng)提供30%以上的低排放電能,且將具有競爭優(yōu)勢。但如果其利用率低于30%,那么其成本就會變高,同時會提高電網(wǎng)的整體成本。
作者: 來源:CSPPLAZA
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