中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在過(guò)去幾年內(nèi)，光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨著一系列巨大的挑戰(zhàn)。以2008年雷曼兄弟破產(chǎn)為標(biāo)志，全球經(jīng)濟(jì)陷入崩潰，這直接導(dǎo)致最大光熱發(fā)電市場(chǎng)西班牙的經(jīng)濟(jì)陷入衰落，從而成為西班牙光熱發(fā)電市場(chǎng)死掉的誘因。
但光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)面臨的主要問(wèn)題目前已不能主要?dú)w結(jié)為經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，在五年之前，中國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)品的價(jià)格開(kāi)始逐年地迅猛下跌，這使得大規(guī)模開(kāi)發(fā)光伏電站的經(jīng)濟(jì)可行性日漸顯現(xiàn)，直接壓制了以大規(guī)模電站開(kāi)發(fā)為優(yōu)勢(shì)的光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。今天，大規(guī)模光伏電站的投標(biāo)電價(jià)已經(jīng)降至9美分/kWh(以加州市場(chǎng)為例)，且該價(jià)格為恒定值。
全球裝機(jī)容量最高、技術(shù)最為成熟的是槽式光熱發(fā)電，其主流技術(shù)路線為采用導(dǎo)熱油傳熱、熔鹽儲(chǔ)熱。受光伏發(fā)電價(jià)格下跌沖擊最大的就是以導(dǎo)熱油為傳熱介質(zhì)的槽式光熱發(fā)電，其在全球市場(chǎng)上與光伏發(fā)電相比在價(jià)格上已經(jīng)沒(méi)有任何競(jìng)爭(zhēng)力，以同樣的配置單軸跟蹤系統(tǒng)的槽式光熱電站和光伏電站類比，光熱發(fā)電的度電最優(yōu)化成本為12.5美分/kWh，比光伏發(fā)電要高出一大截。雖然基于導(dǎo)熱油的熱慣性和儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用，導(dǎo)熱油為介質(zhì)的槽式電站可提供更為平滑的電力輸出，但這些優(yōu)點(diǎn)不足以抵消在競(jìng)爭(zhēng)性詢價(jià)中，其比光伏發(fā)電要高出一大截的缺點(diǎn)。
但CSP與PV相比的關(guān)鍵“賣點(diǎn)”到今天為止依然是其廉價(jià)的可存儲(chǔ)能力，但在此方面，導(dǎo)熱油為介質(zhì)的槽式技術(shù)受到的挑戰(zhàn)很大，因?yàn)閷?dǎo)熱油的進(jìn)出口油溫溫差僅在100攝氏度左右，這將需要耗費(fèi)大量的儲(chǔ)熱介質(zhì)。
雖然西班牙已經(jīng)建設(shè)了多個(gè)帶儲(chǔ)熱的槽式電站，美國(guó)在建的280MW的Solana槽式光熱電站也將配備6小時(shí)儲(chǔ)熱。但儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用只有在溫差達(dá)到270度左右時(shí)才更有意義，這時(shí)的儲(chǔ)熱介質(zhì)的消耗量和成本要比一般的槽式技術(shù)（溫差在100度左右）低兩倍左右。
商業(yè)化方面，目前僅僅有一種儲(chǔ)熱介質(zhì)得以應(yīng)用，即由60%硝酸鈉和40%硝酸鉀組成的熔鹽，下面以熔鹽為例分析儲(chǔ)熱的價(jià)值所在。
在典型的熔鹽塔式熱發(fā)電系統(tǒng)中，低溫端溫度在275攝氏度，高溫端溫度在550攝氏度，即溫差在275攝氏度時(shí)，在此條件下，一立方米的熔鹽可儲(chǔ)熱677兆焦耳，如果我們假設(shè)熱循環(huán)效率為95%，熱電轉(zhuǎn)換效率為40%，677兆焦耳就相當(dāng)于存儲(chǔ)電能75kWh，而美國(guó)2010年人均每天耗電量為37kWh，這相當(dāng)于兩個(gè)美國(guó)人的日耗電量。
我們假設(shè)利用抽水蓄能存儲(chǔ)同樣多的電能，假定抽水蓄能電站的循環(huán)效率為80%，那么需要多高的落差以使一立方米的水存儲(chǔ)同樣多的能量呢？在回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們先來(lái)看一下熔鹽儲(chǔ)能與電池儲(chǔ)能的對(duì)比分析。
從能量密度上來(lái)看，以我的舊麥金塔（Macintosh）筆記本電腦為例，其中裝配的鋰電池可存儲(chǔ)電能為60Wh，體積約220立方厘米大小，鋰電池的儲(chǔ)電能力要遠(yuǎn)高于其它電池，以我桌子上的一個(gè)保溫瓶的體積為例，其大小約為1公升，如果填充為熔鹽，儲(chǔ)電能力可達(dá)78Wh,以此推算，采用廉價(jià)的熔鹽僅比目前最好用的鋰電池的用量高出四倍，成本上要大大降低。
從使用壽命上來(lái)看，目前我所用的麥金塔電腦已經(jīng)幾乎不能充電，雖然我遵循蘋果公司的建議在每一次充電時(shí)都對(duì)其完全充放電，但在使用5年后、少于1000次的充放電循環(huán)后已經(jīng)幾乎不能使用。而對(duì)于熔鹽來(lái)說(shuō)，在1000次的循環(huán)后，將會(huì)出現(xiàn)什么樣的退化呢？答案是一點(diǎn)也不，這是因?yàn)閮?chǔ)熱相對(duì)儲(chǔ)電要簡(jiǎn)單的多，就如我爺爺?shù)臒崴康浇裉鞛橹挂廊豢梢员?。?chǔ)熱材料的可利用時(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于儲(chǔ)電。
回到最初的問(wèn)題上去，我們?nèi)绻贸樗钅苄枰獙⑺槎喔吣?？答案是令你吃驚的33公里，奧地利極限運(yùn)動(dòng)員FelixBaumgartner也不過(guò)從40公里的高空中成功跳下而已。
另外需要指出的是，在太陽(yáng)能電站開(kāi)發(fā)的沙漠地帶，水資源極為寶貴，利用抽水蓄能是不現(xiàn)實(shí)的，而利用鋰電池儲(chǔ)電在成本上也脫離實(shí)際的需求。那里充滿了沙石，也有觀點(diǎn)提議說(shuō)利用重力儲(chǔ)能，但要將沙石調(diào)至高空，難度是很大的，相比來(lái)看，熔鹽仍然是最好的解決方案。
總的來(lái)看，儲(chǔ)熱是電力存儲(chǔ)的強(qiáng)大媒介，其循環(huán)效率極高，耗量從重量上來(lái)看僅僅是電池的五倍，成本卻要低很多，而且儲(chǔ)熱介質(zhì)的可利用時(shí)間長(zhǎng)。這都使配儲(chǔ)熱的光熱發(fā)電有望贏得未來(lái)。
