這不是科幻電影,這是在建的玉門鑫能50MW二次反射熔鹽塔式電站的建設(shè)場景(下圖),當(dāng)天,沙塵暴侵襲了該項目地。
這只是在中國西部建設(shè)光熱發(fā)電項目的一個縮影,囿于特殊的自然氣候環(huán)境,在中國開發(fā)光熱電站面臨著更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
除此之外,加之不同的輻照資源、不同的基礎(chǔ)設(shè)施條件,中國的光熱電站開發(fā)要確保成功,需要更適宜中國環(huán)境的解決方案。
DNI相較海外光熱市場偏低
從最基本的光資源角度看,根據(jù)國外文獻(xiàn)資料,定義DNI值在1800kWh/m²/yr以上的地區(qū)適宜建設(shè)太陽能熱發(fā)電站,1600kWh/m²/yr~1800kWh/m²/yr的地區(qū)可以建設(shè)太陽能熱發(fā)電站。
據(jù)CSPPLAZA《從DNI角度看二批光熱示范項目可能集中在哪些區(qū)域?》一文,中國目前正在開展示范項目開發(fā)的大部分地區(qū)的DNI值在1800kWh/m²/yr左右,相比傳統(tǒng)的西班牙和美國市場、以及南非及中東等多擁有2000kWh/m²/yr以上DNI值的國際新興光熱市場都較為遜色。
在DNI并不占優(yōu)的條件下,要實現(xiàn)同等發(fā)電量,往往意味著更高的投資額,更高的發(fā)電成本。
低溫、大風(fēng)與沙塵等惡劣氣候
多風(fēng)沙、揚(yáng)塵、冬季氣溫極低,晝夜溫差較大……,中國光熱電站開發(fā)的特殊氣候特點對電站建設(shè)和運(yùn)維提出了更高要求。
比如,風(fēng)載荷對聚光器的設(shè)計和運(yùn)行有重要影響,大風(fēng)將直接影響系統(tǒng)效率和發(fā)電成本。沙塵除了影響太陽光的傳輸外還將直接影響聚光器表面的清潔度,直接導(dǎo)致聚光集熱效率的降低。
同時,對塔式電站的吸熱器管束的吸熱涂層產(chǎn)生磨損,降低吸熱效率,縮短涂層的壽命周期。
而環(huán)境溫度過低對聚光器的電子器件性能也有重要影響,大氣壓力對系統(tǒng)中的電子器件可靠性提出了更高要求,如在高原地區(qū),過低的氣壓將直接影響施工和運(yùn)行人員的工作效率,對空冷機(jī)組的冷卻效率也有一定影響。
在項目前期可研中,應(yīng)充分論證上述因素對系統(tǒng)光照強(qiáng)度衰減及鏡面反射率降低的影響。在裝備選擇上,則要充分考慮風(fēng)沙、低溫對部分關(guān)鍵設(shè)備尤其是常年露天運(yùn)行的一些裝備和零部件的耐久性影響。
與海外光熱電站多建于低緯度地區(qū)不同,中國西北地區(qū)緯度相對更高,冬季氣溫低至零下二三十度。以首批示范項目為例,投運(yùn)時間與電價聯(lián)動,在寒冷的氣候環(huán)境下?lián)尮て趲缀醭蔀樗许椖糠降谋厝贿x擇。
即便存在氣候上的不利因素,2017年仍有多個項目在冬季持續(xù)施工。冬施則必須有一定的冬施措施,詳見《光熱發(fā)電項目寒冬下堅持施工務(wù)必注意這些問題》。
水資源決定須采用空冷方案
按照2015年國家能源局發(fā)布的《太陽能熱發(fā)電示范項目技術(shù)規(guī)范(試行)》要求,缺水地區(qū)汽輪機(jī)組冷卻方式應(yīng)采用空冷方式,其他有條件地區(qū)可采用濕冷方式。對于水資源普遍比較缺乏的中國西北地區(qū)來說,大部分范項目只能采用空冷。
據(jù)美國能源部發(fā)布的研究數(shù)據(jù),采用水冷技術(shù),汽輪機(jī)的用水量一般為2.27~3.02立方米/MWh。采用空冷技術(shù)時,用水量大幅降低至約0.299立方米/MWh,但同時也將導(dǎo)致投資成本的上升以及發(fā)電量的減少,投資成本的上升比例約7~9%,發(fā)電量的減少約5%。
電力消納送出體系尚不健全
國家能源局在2016年下發(fā)的《關(guān)于建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項目的通知》要求,有關(guān)電網(wǎng)企業(yè)要配合做好示范項目配套電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃,按照示范項目的計劃建設(shè)進(jìn)度,及時開展配套電網(wǎng)送出工程建設(shè),并提前研究各示范項目投產(chǎn)后的并網(wǎng)運(yùn)行方案,確保示范項目發(fā)電量全額消納。
但現(xiàn)實情況是,排除可能的限電因素影響,中國西北地區(qū)就地消納和送出能力目前相對有限,這導(dǎo)致不少項目不得不自建送出線路。
利好的一面是,新能源的消納問題正在得到更高層面的解決。例如正在打造國家級新型綜合能源基地的新疆哈密正在積極推進(jìn)當(dāng)?shù)?ldquo;疆電外送”特高壓通道的建設(shè),其計劃打造世界第一條、中國唯一條全速新能源通道,這將利于當(dāng)?shù)毓鉄岬刃履茉措娏ν馑汀?/p>
免責(zé)聲明:本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其它媒體的文章,目的在于弘揚(yáng)科技創(chuàng)新精神,傳遞更多科技創(chuàng)新信息,宣傳國家科技政策,展示國家科技形象,參與國際科技輿論競爭,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé),在此我們謹(jǐn)向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認(rèn)為本網(wǎng)文章及圖片侵犯了您的版權(quán),請與我們聯(lián)系,我們將第一時間刪除。