中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：不像煤炭、天然氣和核能，很多可再生能源都有間歇性的問題，太陽能和風(fēng)能就是典型代表。如果日照不足或者無風(fēng)，這些可再生能源就無法有效發(fā)揮作用。
為了能夠有效解決這個(gè)問題，可再生能源儲(chǔ)存成了一個(gè)重要的研究方向。
太陽能熱發(fā)電熔融鹽儲(chǔ)能技術(shù)公司SolarReserve得到了美國能源部7.37億美元的資助，旨在為內(nèi)華達(dá)州一個(gè)名為Crescent Dunes的太陽能熱電項(xiàng)目做能量儲(chǔ)存。Crescent Dunes項(xiàng)目發(fā)電規(guī)模為110兆瓦，使用鏡面把太陽光反射到陣列中央的一個(gè)中心接收塔上。中心接收塔上的蒸汽鍋爐將驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，從而產(chǎn)生清潔、可再生的電力。
負(fù)責(zé)Crescent Dunes項(xiàng)目的Tonopah Solar Energy公司表示，SolarReserve將采用熔鹽法來儲(chǔ)存太陽能。這個(gè)方式不僅經(jīng)濟(jì)還很高效，能夠?yàn)樵摪l(fā)電廠的客戶NV Energy提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。NV Energy和Tonopah Solar簽訂了一項(xiàng)電力購買合同，前者將在25年的時(shí)間里購買該項(xiàng)目產(chǎn)生的太陽能電力。
有關(guān)熔鹽太陽能儲(chǔ)存技術(shù)，我曾于不久前同Solar Reserve項(xiàng)目的CEO凱文·史密斯進(jìn)行過討論。史密斯告訴我，熔鹽法的最大優(yōu)勢是，鹽在500℃以上的高溫環(huán)境下會(huì)以液態(tài)呈現(xiàn)，就好像水一樣，即便到1050℃仍能保持液態(tài)。因此我們可以將其加熱并在高溫環(huán)境下儲(chǔ)存，并在需要時(shí)再進(jìn)行使用。
其實(shí)熔鹽太陽能儲(chǔ)存并不是什么新技術(shù)。早在20世紀(jì)70年代，美國能源部在莫哈韋沙漠（位于加利福尼亞州西南部）一個(gè)名為“Solar One”的太陽能熱電廠項(xiàng)目中，就應(yīng)用了這一技術(shù)。這次的SolarReserve項(xiàng)目就是借鑒了當(dāng)時(shí)的經(jīng)驗(yàn)。該熱電廠一直運(yùn)行到20世紀(jì)80年代，到20世紀(jì)90代進(jìn)行了改良并升級(jí)為“Solar Two”，于1996年重新運(yùn)作，并配備了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的太陽能熔鹽儲(chǔ)存設(shè)備。
到了21世紀(jì)，太陽能熔鹽技術(shù)也隨之發(fā)展。當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)太陽能儲(chǔ)存項(xiàng)目的Rocketdyne公司如今已被Pratt & Whitney division of United Technologies吞并，后者與美國可再生能源集團(tuán)合作，共同負(fù)責(zé)這次的SolarReserve項(xiàng)目。而史密斯也承認(rèn)，即便在2008年金融危機(jī)最為嚴(yán)重的時(shí)候，政府也仍給予該技術(shù)大量資金支持。
于是我很疑惑，經(jīng)過了這么多年的發(fā)展，這個(gè)技術(shù)不是應(yīng)該已經(jīng)很成熟，完全能夠進(jìn)行市場化運(yùn)作了么？而史密斯給我的答復(fù)是：這個(gè)問題要分幾點(diǎn)來回答。“首先，政府過去在能源政策方面給予煤炭、石油、天然氣以及核電等其他能源的補(bǔ)貼仍較多。其次，美國太陽能儲(chǔ)存技術(shù)公司的海外市場競爭力還不夠。我們需要同德國、西班牙、法國等各國公司進(jìn)行競爭。這些公司背后都有來自政府的強(qiáng)力支持，我們想要在競爭中勝出尤為困難?？纯疵绹夥袌?，雖然政府也一直在發(fā)展太陽能光伏技術(shù)，但目前美國超過半數(shù)的太陽能電池板仍依靠進(jìn)口。政府給予我們的支持還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”
第三個(gè)原因他并沒有說出口，但我也明白。那就是政府對(duì)于大量使用化石燃料給氣候變化帶來的影響認(rèn)識(shí)不足。
那么，與其他低碳能源技術(shù)相比，熔鹽太陽能儲(chǔ)存技術(shù)的競爭力究竟如何？其實(shí)，與核電以及清潔煤技術(shù)相比，太陽能熔鹽技術(shù)有足夠的競爭力。至于風(fēng)電，盡管在成本上熔鹽太陽能儲(chǔ)存技術(shù)不占優(yōu)勢，但有效解決間歇性問題才是電網(wǎng)更為需要的。”
史密斯告訴我，SolarReserve項(xiàng)目中的電力批發(fā)價(jià)為每千瓦時(shí)13.5美分。盡管高于目前的平均電價(jià)，但是由于同購買方NV Energy簽訂了25年的長期合同，因此這個(gè)價(jià)格在未來幾年幾乎不會(huì)出現(xiàn)任何上漲，因?yàn)閷?duì)于太陽能發(fā)電廠來說，幾乎沒有燃料費(fèi)的開銷。NV Energy公司2010年的平均電力零售價(jià)為每千瓦時(shí)11.52美分。這同2000年相比上漲了約3%。不出幾年，SolarReserve項(xiàng)目的電力批發(fā)價(jià)格就將低于NV Energy公司的平均電力零售價(jià)。
提到可再生能源發(fā)電，過去人們似乎總是不太歡迎，不管是電力公司還是消費(fèi)者都是如此。似乎總維持著一個(gè)政府賣力推動(dòng)但人們不買賬的尷尬局面。但現(xiàn)在，這個(gè)狀況應(yīng)該改變了。不論對(duì)電力公司還是消費(fèi)者來說，SolarReserve都絕不是一個(gè)會(huì)讓他們吃虧的項(xiàng)目。更為重要的是，該項(xiàng)目將給美國應(yīng)對(duì)氣候變化帶來更多幫助。假如該項(xiàng)目一切運(yùn)行順利，那么真的將會(huì)創(chuàng)造一個(gè)共贏的格局。只要有機(jī)會(huì)，這些公司就能向民眾證明，太陽能絕對(duì)會(huì)成為可以依賴的電力供應(yīng)來源。
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利用熔鹽存儲(chǔ)“熱能”是太陽能發(fā)電廠的一項(xiàng)能源儲(chǔ)存技術(shù)。與普通的太陽能發(fā)電廠相比，熔鹽太陽能發(fā)電廠最大的不同在于前者直接利用太陽能轉(zhuǎn)化為電能，而后者則不然。兩者相比，熔鹽的最大優(yōu)勢在于它一旦冷卻就可以重新利用。更可貴的是，熔鹽易于儲(chǔ)存。
太陽能被拋物柱面鏡吸收，反射并集中于一個(gè)中央接收管，熱媒（HTF）在內(nèi)部一個(gè)封閉的回路循環(huán)。熱媒被太陽輻射加熱到393℃，在管殼式換熱器中產(chǎn)生過熱蒸汽，再在293℃下返回太陽能輻射接收器。為延長日照以外的運(yùn)作操作，兩個(gè)熔鹽儲(chǔ)罐組成的熱能儲(chǔ)存系統(tǒng)應(yīng)用到太陽能電廠。白天所收集的太陽能，部分地被儲(chǔ)存起來，也就是在384℃左右時(shí)的熔鹽裝入一個(gè)熔鹽儲(chǔ)罐。 在需要的時(shí)候，釋放這些熱能，熔鹽由泵從熱的儲(chǔ)罐，經(jīng)管殼式換熱器轉(zhuǎn)到冷的儲(chǔ)罐，在此過程中被冷卻到292℃左右。
在此配置下，來自太陽能場的393℃的熱媒被分流到換熱器，熱量傳給來自冷儲(chǔ)罐的熔鹽，熔鹽被加熱并儲(chǔ)存到熱儲(chǔ)罐。當(dāng)需要的時(shí)候，過程與此相反，熔鹽從熱儲(chǔ)罐被泵送到同一個(gè)換熱器，熔鹽釋放熱能到冷的熱媒。
