美国能源部刚刚在一系列新发布的八份报告中,对其SunShot太阳能计划投了超批判的眼光,其中一份报告着眼于有争议的太阳能集中领域。浓缩技术的复杂性和费用一直吸引着一些行业观察家的口角,但据能源部称,有关该技术死亡的报道还为时过早。
实际上,按照能源部的观点,CSP将在太阳能更深入地渗透到主流电网结构中发挥至关重要的作用。
聚光太阳能怎么了?
对于那些刚接触该主题的人来说,聚光太阳能(CSP)指的是在广阔领域中收集太阳能并将其集中在狭窄领域中的系统。典型的CSP系统将使用集中的能量来加热液体,然后将其部署为运行以蒸汽为动力的发电机。
不久之前,CSP看起来像是光伏(PV)系统(又称太阳能电池)的竞争替代品,光伏系统又是直接从阳光中发电的太阳能电池。
不过,最近,光伏技术的成本一直在飞速下降(并且尚未触底)。CSP成本也一直在下降,但速度并不快。
市场渗透的另一个绊脚石是规模。光伏系统很容易缩小到几千瓦,但是CSP的大小和复杂性要求兆瓦级的安装。
太阳能与储能因素
CSP确实具有能源部强调的一个强大优势,那就是它的内置倾向性,可以以加热的熔融盐的形式存储大量太阳能。
去年秋天,CleanTechnica采访了全球CSP负责人Abengoa的常务董事Fred Redell,他证明了带储能的CSP有潜力“革新”太阳能领域。
就今天的市场而言,这可能还为时过早(该公司已于今年进行了重组),但能源部仍将目光投向了大局。
去年秋天,该机构为其CSP授予了3200万美元的新资金:APOLLO计划旨在降低聚光太阳能技术的下一代效率。
新的资金(其中一些用于Abengoa)建立在先前CSP研发计划的成功基础上。
下面的图表让您大致了解了最初承诺的规模和范围:
美国CSP的光明前景
新的集中式太阳能报告概述了CSP成本的显着下降。
…并描述了导致技术下降的主要技术进步。
能源部根据SunShot的目标衡量成功与否,该目标是到2020年将CSP的成本降低到每千瓦时6美分。根据这份新报告,CSP技术正在朝着实现这一目标“迈进”,其中一个主要因素是定日镜成本的下降(这些定日镜是用于将太阳能聚焦在收集点上的特殊反射镜)。
对于CSP风扇而言,不幸的是,PV的成本下降得更快,而新报告指出:“…CSP系统的开发,设计,构造和操作更加复杂。”此外,根据能源部的说法,为了使CSP系统有效,其功率必须至少为50兆瓦,这极大地限制了选址。
不过,这是报价:
但是,CSP使用热能存储的能力(从而在太阳不发光时可以长时间提供连续的功率)可以使CSP在不断发展的电力系统中发挥至关重要的作用。
如果您需要所有详细信息,可以免费下载新的CSP报告。对于旅途中的那些人来说,论点的要点是,如果您想在电网中拥有更多可变能源(即风能和太阳能),那么您就必须拥有更多的储能。
关键是CSP存储是否比替代方案更接近您的网格目标,而替代方案将使PV带更多的存储。能源部参考了国家可再生能源实验室最近关于该主题的报告。该报告假设具有40%可再生能源的电网目标,研究了带存储的CSP和PV系统在操作灵活性和容量方面的优势。该报告得出结论:
分析发现,与可变发电的PV相比,CSP的价值表明,在40%的RPS下,CSP的价值增加了6美分/ kWh。
能源部的基本情况是,您不能仅通过计算太阳能系统的成本来衡量电网的价值。您还需要考虑存储价值,通过该指标,CSP系统可以提供更高程度的网格灵活性。
如果…
该报告更进一步指出,由于来自低成本天然气的竞争,CSP尚未充分发挥其在电网运营中的实力。在天然气价格低廉的情况下,CSP系统的作用主要限于“峰值”运行(建造峰值电厂是为了提供额外的功率来应对高峰负荷期)。
如果天然气成本上升,则部署CSP的选项会更加广泛。如果将生命周期的碳排放及其成本考虑在内,则尤其如此:
在那种情况下,每个CSP配置与传统替代方案相比非常有利,具有中等至高容量系数的系统成为优选替代方案。(容量因子定义为实际年发电量与该工厂全年以其铭牌容量运行的发电量之比。)
能源部还指出,由于对与光伏相关的电池型系统的成本和寿命存在未决问题,CSP与热能存储的亲和力使其具有潜在的生命周期成本优势。
底线:尽管有疑问,能源部仍全力致力于发展CSP技术。
CSP报告只是关于美国太阳能领域过去,现在和未来状态的八份新报告之一,因此请继续关注。
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图片:通过美国能源部。
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