儲電技術(shù)應(yīng)用提速 光熱發(fā)電的契機(jī)還是災(zāi)難?

新能源產(chǎn)業(yè)和電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的共同技術(shù)瓶頸的解決方案都指向了電力存儲技術(shù)，儲電也因之成為清潔能源領(lǐng)域當(dāng)前的投資熱點(diǎn)。光熱發(fā)電作為應(yīng)用能源存儲技術(shù)最成功的新能源技術(shù)，在儲電技術(shù)發(fā)展趨好的未來，將贏得發(fā)展良機(jī)還是走向衰落?

新能源電力存儲技術(shù)

電力存儲技術(shù)可分為物理、化學(xué)和電磁儲能三大技術(shù)類別，抽水蓄能和壓縮空氣儲能即屬于物理儲能技術(shù)，其也可以視為間接的儲電方式，雖然成本較低，但因?qū)Φ乩憝h(huán)境因素要求過高而較難在新能源領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，空氣壓縮儲能相對抽水蓄能的地理限制要小一些，但技術(shù)成熟度要遠(yuǎn)遜于抽水蓄能。對于可靈活布置的，應(yīng)用前景較為廣闊的化學(xué)電池和電磁儲電技術(shù)，無論是鈉硫電池、釩電池、鋰電池還是其它細(xì)分類別，抑或是物理儲電領(lǐng)域的飛輪儲能，目前大都尚在技術(shù)研發(fā)和示范階段。在分布式光伏領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用的是低成本但污染嚴(yán)重的鉛酸電池，在電動汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的是成本依然較高的鋰電池。

儲電業(yè)界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)在于光伏、風(fēng)電這類不平穩(wěn)電力的存儲應(yīng)用，以及電動汽車充電電池的研發(fā)，世界上如美國、德國等新能源產(chǎn)業(yè)較發(fā)達(dá)的國家對電力存儲技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用都正在給予各種程度上的支持，國內(nèi)該領(lǐng)域的發(fā)展最近兩年來也取得了一些進(jìn)步，政府方面對該技術(shù)的發(fā)展也持鼓勵支持態(tài)度。

相較于儲熱技術(shù)的應(yīng)用，儲電技術(shù)在風(fēng)電和光伏領(lǐng)域的應(yīng)用在國內(nèi)呈較快的增長態(tài)勢，這主要是因為其市場驅(qū)動力足夠大，新能源和電動汽車產(chǎn)業(yè)都是其潛在的市場，對于風(fēng)電和光伏項目開發(fā)商而言，可以通過儲電示范項目的開發(fā)積累項目經(jīng)驗。儲電系統(tǒng)大多屬于模塊化可擴(kuò)展的應(yīng)用系統(tǒng)，做幾個小型的新能源儲電項目在投資上對其構(gòu)不成決策障礙，這與光熱電站動輒十億級別的投資相比不值一提。這就可以理解雖然儲電的成本依然高企，但投資不大的小型示范項目的開發(fā)依然能夠得到項目方的認(rèn)可。分布式光伏發(fā)電市場和電動汽車市場的啟動也推動了儲電技術(shù)的快速應(yīng)用。

新能源電力存儲技術(shù)的鼻祖

但事實上，應(yīng)用于光熱發(fā)電的儲熱技術(shù)才是新能源電力存儲技術(shù)應(yīng)用的鼻祖，其在近十年來獲得了較為廣泛的商業(yè)化應(yīng)用。2008年西班牙Andasol1槽式光熱電站建成投運(yùn)，該電站是世界上第一個商業(yè)化運(yùn)行的大規(guī)模的帶儲熱的光熱電站。這個50MW的槽式電站采用了28500噸熔鹽進(jìn)行7.5小時儲熱，年發(fā)電小時數(shù)高達(dá)3600小時。到今天，儲熱幾乎已經(jīng)成為新興光熱發(fā)電市場對項目開發(fā)的普遍性要求。

但實際上，類似于熔鹽儲熱這種成熟的電力存儲技術(shù)在儲電業(yè)界反倒成了不受關(guān)注的旮旯，其低成本優(yōu)勢也并未獲得電力存儲行業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注。儲熱技術(shù)作為間接的電力存儲方式，應(yīng)用于風(fēng)電和光伏儲電在理論上也存在可行性，如先將風(fēng)電輸出的電能轉(zhuǎn)化為熱能存儲入熔鹽罐中，待需要時再將熱能轉(zhuǎn)化為電能釋放。但在實際應(yīng)用中，這種理論上類似于抽水蓄能的間接儲電方式，在成本上又與抽水蓄能相差甚遠(yuǎn)，又比直接的電力存儲方式多了兩道能量轉(zhuǎn)化程序，導(dǎo)致其成本無法與一些化學(xué)儲電方式競爭。

儲熱技術(shù)毫無疑問更適合直接應(yīng)用于光熱電站，但礙于光熱發(fā)電市場的沉寂，這一技術(shù)的市場空間沒有得到釋放。一些原本致力于光熱發(fā)電儲熱市場拓展的企業(yè)如江蘇太陽寶新能源有限公司也將熔鹽儲熱技術(shù)在電網(wǎng)和新能源電力存儲領(lǐng)域的應(yīng)用作為發(fā)展方向之一。

誰更有優(yōu)勢?

雖然光伏和風(fēng)電的發(fā)電成本已經(jīng)快速下跌，但其不平穩(wěn)的電能質(zhì)量是導(dǎo)致并網(wǎng)危機(jī)的最大技術(shù)性問題。以當(dāng)前常用的化學(xué)儲電技術(shù)為例，如果將光伏和風(fēng)電項目加上電力存儲系統(tǒng)，其度電成本將超出帶儲熱的光熱發(fā)電一大截。這一點(diǎn)也是光熱發(fā)電業(yè)界引以為傲的最大優(yōu)勢，假定光伏+儲電的電能質(zhì)量與光熱+儲熱的電能質(zhì)量是相當(dāng)?shù)?實際上可能會存在少許差異)，以這種可調(diào)穩(wěn)定電力來衡量光熱和光伏發(fā)電兩種技術(shù)，光熱發(fā)電的成本優(yōu)勢要強(qiáng)得多。

儲電技術(shù)與成熟的熔鹽儲熱技術(shù)相比，其還存在兩個很難克服的弊病，即壽命和污染問題。如果采用化學(xué)儲能方式，其可能每隔幾年就得換一次電池，如果以此計算整個光伏電站壽命周期的成本，其想在LCOE成本上取勝不太現(xiàn)實?；瘜W(xué)儲電還必然面臨高污染問題，如鋰電池、釩電池等多種化學(xué)儲電方式都是如此，而熔鹽儲熱基本不存在這些問題，這一點(diǎn)也應(yīng)該引起政策制定者的重視。

契機(jī)還是災(zāi)難?

為了適應(yīng)未來靈活、安全可調(diào)度的電網(wǎng)部署需求，可調(diào)穩(wěn)定的綠色電力將是未來清潔電力生產(chǎn)方式的主要特點(diǎn)，光熱發(fā)電當(dāng)前在此方面有很大的競爭優(yōu)勢，但卻受制于政策因素而無法發(fā)展。儲電技術(shù)當(dāng)前的成本普遍過于高昂，通過政策補(bǔ)貼手段扶持尚不具備可行性，未來在其成本下降到一定合理范圍內(nèi)后，通過電價補(bǔ)貼來進(jìn)一步推進(jìn)其規(guī)?；瘧?yīng)用是有可能的。儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)目前已經(jīng)具有了這樣的條件，政策方面應(yīng)及早出臺以促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

客觀事實是，儲電技術(shù)當(dāng)前正在以比儲熱技術(shù)更快的速度發(fā)展，好的一面是，儲電技術(shù)的發(fā)展可以讓政府層對光熱發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢有更深入的對比性理解，政府通過對比儲電型光伏和儲熱型光熱的成本，可以從中明顯看出兩者之間的差距，這對儲熱型光熱發(fā)電的發(fā)展是有益的。壞的一面是，儲電技術(shù)的成本下跌對儲熱型光熱發(fā)電將帶來競爭壓力。

如果政府對新能源儲電給予電價補(bǔ)貼，其就沒有理由不給于儲熱型光熱發(fā)電以電價補(bǔ)貼，這可以歸為對可調(diào)新能源電力的補(bǔ)貼范疇，否則整個光熱發(fā)電行業(yè)是不能接受的。當(dāng)前儲熱型光熱的技術(shù)成熟度和度電成本要遠(yuǎn)低于儲電型光伏，儲熱型光熱發(fā)電的商業(yè)化應(yīng)用僅差政策支持的臨門一腳。

但必須意識到的是，光伏和光熱兩種技術(shù)的競爭是必然存在的，當(dāng)前我們力推光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要理由即其可通過廉價儲熱實現(xiàn)穩(wěn)定可調(diào)的電力生產(chǎn)的優(yōu)勢，我們必須在保證這種優(yōu)勢的前提下進(jìn)一步地削減度電成本才能獲得生存空間。如果儲電型光伏在成本上能夠與儲熱型光熱相競爭，光熱發(fā)電的生存空間可能就更小了。