近日，德國TSK Flagsol 工程公司總經(jīng)理Oliver Baudson向光熱行業(yè)分享了光熱混合電站的三種典型技術(shù)路線(xiàn)，表示“CSP+”可以充分發(fā)揮光熱發(fā)電的優(yōu)勢，并已經(jīng)過(guò)了實(shí)踐驗證，在經(jīng)濟性方面具有非常大的優(yōu)勢。
本文為第九屆CSP-Focus光熱發(fā)電中國聚焦大會(huì )現場(chǎng)英文演講的中文同聲傳譯版本校正稿，文字順暢度較低，敬請諒解，可配合文PPT閱讀。若有紕漏，歡迎指正!
我今天給大家介紹一下CSP混合電站的幾種不同的方案，我們可以使這些系統達到并網(wǎng)要求，并且可以降低CSP的成本。大家都知道，CSP是一個(gè)很有優(yōu)勢的技術(shù)，可以給我們帶來(lái)很好的可調度的能源，CSP與其它技術(shù)可以很好的結合。
對于光熱混合電站有各種不同的方案可選，其中一種是和PV相結合。除此之外，還可以把CSP和生物質(zhì)進(jìn)行互補，也是一個(gè)很好的方案，生物質(zhì)和CSP有很好的結合。另外，CSP可以和燃氣電站進(jìn)行結合，有一些方法，通過(guò)聯(lián)合循環(huán)的發(fā)電方式和天然氣進(jìn)行結合，能夠進(jìn)一步增加太陽(yáng)能的份額。
先看一下CSP和PV進(jìn)行混合的方案，為什么要這么做呢?就是要把兩種技術(shù)的優(yōu)勢結合起來(lái)，揚長(cháng)避短，要避免它們的壞處。
看一下最終的解決方案，這個(gè)概念是很有競爭力的方案，電是可以進(jìn)行調度的，可以充分發(fā)揮CSP大量的儲能的能力。這個(gè)需要大量的投資，只要能夠盈利，就能夠得到融資。
我們的方案是什么概念呢?這是一個(gè)典型的CSP工程，這里有一個(gè)發(fā)電單元，蒸汽透平發(fā)電機、冷卻系統、蒸汽發(fā)生器，還有儲能系統，這里是鏡場(chǎng)，這里邊有一個(gè)光伏發(fā)電的電場(chǎng)，主要用于在白天的時(shí)候進(jìn)行發(fā)電，我們把這部分電送到電加熱器，電加熱器對于儲能系統進(jìn)行補充能量，這是電加熱器的一個(gè)特點(diǎn)。另外一個(gè)特點(diǎn)，對于拋物線(xiàn)槽式CSP電站來(lái)說(shuō)，我們可以用電加熱器對介質(zhì)進(jìn)行加熱，這樣就可以大幅提升蒸汽透平的效率，從40%提高到45%、46%，意味著(zhù)年度收益可以大幅度的提升。
說(shuō)一下CSP+PV混合方案的效果。因為有了熔鹽儲能系統，可以帶來(lái)可調度的配置。我們可以為電力系統帶來(lái)很好的穩定性，可以承擔基礎負荷，理論上一天24小時(shí)、一周7天都可以全天候的發(fā)電。LCOE和獨立的CSP電站相比可以降低40-50%，這是很大的優(yōu)勢。與此同時(shí)，我們必須承認在未來(lái)十年內都會(huì )比“PV+電池”組合方式的成本更低。
CSP+生物質(zhì)(Biomass/Waste)混合電站系統示意圖
再說(shuō)一下CSP+生物質(zhì)的混合方案。利用生物質(zhì)廢棄物發(fā)電，發(fā)電單元一樣，還有能量存儲單元，另外，還有鏡場(chǎng)，利用生物質(zhì)單元對冷鹽罐進(jìn)行加熱，以及通過(guò)生物質(zhì)進(jìn)行過(guò)熱，生物質(zhì)可以一天24小時(shí)運行，我們需要一些旁路設施，還有一些混合的流程，使整個(gè)流程的基準負荷穩定下來(lái)，這樣得到的就完全是可再生的能源。
這種混合電站的一些優(yōu)點(diǎn)，不單單降低了成本，大家都知道，由于生物質(zhì)的發(fā)電廠(chǎng)基礎設施和運輸限制的問(wèn)題，我們很難把它的規模做到10兆瓦或者20兆瓦以上，通過(guò)和CSP的結合，我們可以把它的規模做到50兆瓦甚至100兆瓦。
除此之外，我們可以把CSP和生物質(zhì)進(jìn)行結合的時(shí)候，使整個(gè)系統穩定下來(lái)。另外，因為CSP的裝置要有一些規模經(jīng)濟，至少要達到50兆瓦或者100兆瓦以上，但是，有了生物質(zhì)的輔助之后，我們可以把CSP做的小一點(diǎn)，同時(shí)，仍然能夠獲得比較好的投資回報。
我們的研究發(fā)現這樣一種組合也能夠降低成本，雖然和PV+CSP混合相比降低幅度沒(méi)那么大，但是，CSP和生物質(zhì)的組合相比單純的CSP至少可以降低10-20%的成本。當然，這些都需要經(jīng)過(guò)可行性研究。
CSP+天然氣(ISCC燃氣聯(lián)合循環(huán))混合電站系統示意圖
這張流程圖比較復雜，但是，這也是可行的，而且在不同的地方都已經(jīng)付諸實(shí)施。CSP和天然氣聯(lián)合循環(huán)的組合方式已經(jīng)得到了驗證。我們可以看到很多富產(chǎn)天然氣的國家希望利用天然氣，和CSP進(jìn)行組合，可以充分發(fā)揮天然氣的作用。
解釋一下它的流程是什么樣子，典型的聯(lián)合循環(huán)電場(chǎng)，有燃氣輪機、蒸汽透平，左邊是太陽(yáng)能，中間是儲熱系統，當然，不一定非用不可，可以通過(guò)電加熱器來(lái)提高發(fā)電的效率。
很有意思的是，我們集成了熔鹽儲能系統，通過(guò)這樣一種特點(diǎn)，可以把年度的CSP所占的份額從8-10%增加到40%，對于富有天然氣的國家，在天然氣發(fā)電和可再生能源發(fā)電之間可以實(shí)現很好的互補，使用這樣一種方案可以獲得100%的基準負荷。
通過(guò)這樣一種發(fā)電方式大幅度可以提高CSP的發(fā)電份額，和單獨的CSP電站相比的話(huà)，可以降低成本20-30%。另外，和天然氣結合，可以大幅度降低二氧化碳的排放。另外，和單純的聯(lián)合循環(huán)電站相比，它的運行成本也有所降低。
所以，做一個(gè)總結，CSP技術(shù)是很靈活的技術(shù)，我們可以用它來(lái)克服其他可再生能源發(fā)電波動(dòng)的弱點(diǎn)。通過(guò)使用穩定的CSP發(fā)電可以增強電力系統的穩定性，可以和其它的熱電技術(shù)進(jìn)行互補。通常也會(huì )降低電站生命周期內總體的成本，和單獨CSP相比成本更低，而且我覺(jué)得這種方案比較容易獲得銀行的貸款。
“CSP+“混合方案本身絕對是經(jīng)過(guò)驗證的、成熟的，而且是可融資的、可貸款的。所以，CSP和其他技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合是一個(gè)創(chuàng )新，但是，并不是技術(shù)本身的創(chuàng )新，因為這些技術(shù)本身都是很成熟的。通過(guò)互相混合，可以改進(jìn)這些技術(shù)，并且降低成本。
作為全球領(lǐng)域重要的光熱發(fā)電項目EPC，TSK-Flagsol也深入參與到中東北非市場(chǎng)當中，其中包括備受矚目摩洛哥NOOR-Midelt光熱光伏混合電站，Oliver Baudson先生也將再次出席CSP-Focus 第四屆光熱發(fā)電中東北非聚焦大會(huì )(6月26-27日，迪拜)并結合Midelt項目參與情況，分享工程設計經(jīng)驗。
