細數幾種“光熱發電+”電站開發模式
光熱地熱聯合循環發電技術目前尚無太多實際案例。2016年3月29日,位于美國內華達州的全球首個地熱和光伏光熱兩種太陽能發電系統聯合運行的Stillwater混合電站投運。Stillwater地熱電站由兩個雙循環發電單元構成,光熱發電采用水工質槽式集熱技術,與原有的地熱發電系統共用相同的電力島。該混合電站將結合雙循環地熱發電的持續發電優勢,光熱集熱場的熱量不直接發電,僅作為前端預熱熱源補充進入地熱發電系統。
圖:美國Stillwater混合電站
4)光熱發電+生物質
代表項目:Termosolar Borges電站
生物質能作為可再生能源的一個分支,其與光熱發電進行混合發電建立的新型電站同樣可以定義為一個綠色可再生能源電站。同時,為實現光熱電站24小時全天候運行,除了通過配置儲熱系統這條途徑外,與生物質能發電進行混合發電也可以實現。這種混合發電技術可以使光熱發電在無儲熱的情況下充當基礎負荷電力。通過生物質能發電替代光熱電站的儲熱系統,可以在增加發電量、實現全天候運行的同時降低因建設儲熱設施而耗費的大量投資。
2012年12月,全球第一個光熱發電生物質能混合發電站Termosolar Borges電站正式投運,開啟了光熱生物質聯合循環發電項目的先河。
該項目投資1.53億歐元,于2011年3月底開工建設,建設期共20個月,總裝機58.5MW,其中生物質發電裝機36MW,太陽能熱發電裝機22.5MW,由槽式光熱鏡場和生物質能鍋爐兩大部分組成,在白天太陽光照較好的時候主要采用光熱發電,在晚間或太陽光照條件不佳的時候主要采用生物質能發電,采用這種互補發電的方式可實現24小時持續發電。
圖:Termosolar Borges電站
3.光熱發電+傳統化石燃料電站
此類電站開發模式已在全球范圍內有多個實際項目案例,詳見下文。
1)光熱發電+燃氣
代表項目:Ain Beni Mathar光熱燃氣ISCC聯合循環項目
太陽能和燃氣進行混合發電的電站投資要高于同等功率的傳統燃氣電站,但卻遠低于純粹的光熱電站,同時在二氧化碳減排方面,這種混合型電站也有明顯優勢。
摩洛哥在2010年建成了Ain Beni Mathar這一世界上首個ISCC(Integrated Solar Combined Cycle)光熱燃氣聯合循環電站,阿爾及利亞和埃及緊隨其后分別建成了一個ISCC電站,這三個ISCC電站也是世界上最早和最為知名的三大項目。
Ain Beni Mathar項目位于摩洛哥東北部城市烏季達,總占地面積160公頃,其采用槽式光熱發電+燃氣聯合循環技術路線,總裝計量490MW,其中光熱裝機量20MW,燃氣裝機量470MW。
圖:Ain Beni Mathar ISCC電站
2)光熱發電+煤電
代表項目:大唐天威嘉峪關10MW光煤互補項目
2014年,我國首個光煤互補示范項目——大唐天威嘉峪關10MW光煤互補項目一期1.5MW項目完成與大唐803燃煤電廠熱力系統的連接工程建設,經過一個月左右的調試,實現聯合運行。該項目為大唐集團新能源股份有限公司承擔的國家863計劃項目“槽式太陽能熱與燃煤機組互補發電示范工程應用研究”重要組成部分,為我國首個槽式太陽能集熱場與燃煤機組互補運行電站。
該示范項目位于甘肅嘉峪關大唐803燃煤電廠廠區,容量為1.5MWth,占地面積3.5萬平方米,采用槽式太陽能熱發電技術。在600米長的太陽能集熱場內,導熱油流經集熱管加熱至393℃,通過油水換熱器將高溫導熱油的熱量接入大唐八零三發電廠熱力系統。以光煤互補發電的方式,利用太陽能資源來補充發電,可有效減少原火電機組煤耗量,降低污染排放,實現連續穩定發電。
海外市場方面,2016年11月4日,印度首個光熱燃煤混合發電項目開工,該項目采用菲涅爾太陽能集熱技術開發。印度能源環境公司Thermax和德國菲涅爾光熱發電技術公司FRENELL組成的聯合體中標該項目,其新建設的菲涅爾集熱系統的熱功率為15MWth,與其中一個210MW的水冷機組混合發電,每年為其蒸汽循環系統提供14GWh的熱能。
圖:大唐天威嘉峪關10MW光煤互補項目實景
3)光熱發電+燃油
代表項目:Duba1項目
目前,沙特和科威特等光熱市場即正在開發數個ISCC聯合循環電站。沙特現正在開發50MW的Duba1項目(總裝機600MW),預計2018年完成。Duba1是沙特第一個ISCC項目,也是沙特第一個開建的商業化光熱發電項目。不久前,沙特50MW的WaadAl-Shamal項目(總裝機1390MW)已開始投入運行,其采用光熱與天然氣發電進行聯合循環。Duba1項目則采用光熱與燃油發電進行聯合循環,而非燃氣。
圖:采用了終極槽大開口集熱器的Duba1項目
責任編輯:蔣桂云
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