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太阳能光热发电市场的新势头
newmaker    来源:Renewable Energy Focus
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太阳能发电展厅
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太阳能光热发电市场继续在2012年进行扩张。总计712MW的新增容量连接到了电网,与2011年的440MW相比有了大幅度的提高。到2012年底累积装机容量已经达到了2.42GW。

再一次,几乎所有新投产的发电容量都在西班牙(700MW),同时将该国的累计安装容量提升到了1803MW,主要分布在Andalucia和Extremadura地区。西班牙市场仍然是由2007年5月(RD661/2007)推出的上网补贴电价政策所驱动的。而2012年北美洲的贡献只有7MW,但是有几百兆瓦的项目正在建设中,因此美国市场的发电容量将在2013年创新高。

由于具有银行可贴现性,目前最流行的聚光太阳能发电技术(CSP)仍然是抛物槽发电技术,占到了已安装发电容量约93%的市场份额。但是到2015年,这个值预计将下降至70%,因为太阳能塔式发电厂也能够达到较高的处理温度,因此也能够CSP市场中也获得了不小的份额。虽然到2012年底只安装了61.5MW的太阳能塔式发电厂,但是有630MW的发电设施正在建设中预期将在2013年或2014年投产。

而菲涅尔(Fresnel)技术仍然是应用最少的CSP发电形式,2012年对于菲涅尔(Fresnel)技术来说却是非常繁荣的一年。因为有一个著名的项目投产,Puerto Errado 2(PE2)项目,该项目是Novatec太阳能公司使用他们专利的太阳能技术所建造的一家30MW的太阳能热能发电厂。它是目前世界上最大的使用菲涅尔技术的CSP发电厂。

成本的压力

在CSP市场上仍然存在着很大的压力,特别是具有成本竞争力的光伏发电装置所带来的压力。对于这种竞争有一个指标可以体现那就是所使用太阳能技术的转化,最初使用CSP技术的项目转而采用了光伏技术。这样的项目包括:

◆ Blythe项目,该项目从使用抛物槽技术转换成了光伏技术;

◆ Imperial Valley项目和Calico项目从碟式太阳能技术转换成了光伏技术。

从CSP技术到光伏技术的转换可以从市场的形势和这些项目特定的背景(如失败的商业策略,Solar Millennium公司的破产以及Tessera碟式太阳能技术扩大规模的失败中表现出来)。其他今年主要的事件还有:

◆ Siemens公司宣布将在2012年撤出太阳能业务的领域。他们现在正在寻求一个买家来收购他们前身为Solel公司的CSP部门。

◆ Flagsol公司是2007年Solar Millennium公司和Ferrostaal公司共同成立组建的合资公司主要从事太阳能热电站的设计和建造;他们在西班牙开发了四个发电项目并且在埃及开发了一个发电项目。一旦Solar Millennium公司宣布破产,他们将向Ferrostaal公司出售他们在Flagsol公司的股权,但是Ferrostaal公司现在也由于公司内部经营策略的变化希望能够卸下Flagsol公司这个包袱。

◆ Flabeg公司是另一家宣布破产的CSP公司。这家德国公司(为CSP项目制造镜子产品)其实总部设在宾夕法尼亚州,并从联邦州政府为太阳能能源项目和新月沙丘(Crescent Dunes)太阳能发电项目所设立的经济援助项目中获得了数百万美元的资金。他们现在也在寻找新的买家。

利好消息

然而2012年的消息并不全是坏事。其他的一些大牌公司取得了很大的进展。例如,沙特阿拉伯的ACWA Power公司在中东和北非地区占据了发展的有利位置,而西班牙的Abengoa公司,Acciona公司和Sener公司仍处于良好的发展势头中。

2012也是装机容量破纪录的一年,并且市场多元化的趋势仍在继续。新兴市场,如摩洛哥、印度、南非和中国都得到了动力并且老的市场如西班牙和美国仍然在继续发展。然而,由于CSP项目的开发需要4-5年的时间框架,我们所看到的装机数量都是市场过去的状况。在这方面,可以预测西班牙的市场将可能会产生突然的停止不前,并且美国的市场将会由于不断变化的政治和经济支持政策而面临新的挑战。CSP市场关键的亮点有:

◆ 摩洛哥太阳能计划建设500MW的Ouazarzate太阳能发电厂,使得摩洛哥成为了北非一个非常有前途的国家。2012年九月沙特开发商ACWA公司获得了Ouazarzate项目第一阶段的合同,兴建并运营具有3小时存储能力,160MW的抛物槽式CSP发电厂。ACWA电力公司主导的电力价格为0.145欧元/kWh,比第二个最接近的投标人低了约28.8%。

◆ 突尼斯太阳能的计划包括了所有类型的可再生能源项目。目前该国还没有在建或已经运营的CSP发电厂。然而有几个项目都正在开发之中。STEG公司正在Akarit开发一个50MW的发电厂,SITEP公司正在El Borma开发一个太阳能塔式发电厂并且TuNur公司得到了沙漠基金会(Desertec Foundation)的认证正在Rjim Maatoug开发一个2GW的发电项目。沙漠产业协会(DII)准备在突尼斯进一步开发小型的示范型项目,他们在摩洛哥和阿尔及利亚也有大型的项目。在这些项目中最先进的是摩洛哥的一些示范型项目,但是所有的这些项目要投产仍然有很长的路要走。

◆ 在埃及,迄今为止只有一家已经投入运营的CSP发电厂,ISCC Kuraymat太阳能热电厂(140MW,20MW的太阳能发电)。一家纯CSP发电厂也正在开发之中: Kom Ombo CSP项目(100MW)。

◆ 约旦议会正打算通过2012年4月约旦电力监督管理委员会推出的用于光伏和CSP的上网电价补贴系统(FITS)而转换到使用可再生能源,当装机容量达到500MW时该补贴系统将终止。CSP的电力价格将固定在0.183美元/kWh。

◆ 中国是CSP技术的一个潜在的市场—他们希望能够发展自己的技术。并已经建立了一些研究型的设施,如延庆的1MW太阳能热电站(2010年投产)以及在2012年8月投产的1.5MW的北京八达岭太阳能塔。此外,还有一些正在建设的项目,如50MW的德令哈太阳能塔式发电厂, 100MW的格尔木太阳能抛物槽式发电厂, 50MW的鄂尔多斯太阳能抛物槽式发电厂以及92MW的宁夏ISCC发电厂。

◆ 美国的装机容量预计将在2013年到2014年之间达到120%的增长速度并接近西班牙的装机容量。2012年美国安装了572MW并且有五家CSP发电厂正在建设中总容量达到了1319MW。这些发电厂包括了分别位于亚利桑那州和加利福尼亚州的具有六个小时的存储能力的Solana项目(280MW)以及莫哈韦(Mojave)太阳能项目(280MW);它们都是由Abengoa公司开发并使用抛物槽技术。艾文帕(Ivanpah)项目是正在建设中的最大发电厂。具有370MW的发电能力,它是由BrightSource能源公司在加利福尼亚州开发的,使用过热蒸汽塔技术。Solar Reserve公司正在建设的新月沙丘太阳能110MW的熔融盐塔项目具有十小时的熔融盐存储。

◆ 沙特阿拉伯宣布了在国王阿卜杜拉市的一项大型的太阳能项目建设,主要用于原子能和可再生能源(KACARE):到2032年达到41GW的装机容量,其中包括16GW的光伏发电以及25GW的太阳能热发电。

◆ 此外,在阿拉伯半岛的阿联酋,位于阿布扎比市西南约120公里,三相的沙姆斯太阳能发电站也是一家值得注意的CSP发电厂。100MW的沙姆斯一期施工在2012年年底完成,并在今年早些时候投产。沙姆斯一期是目前世界上最大的采用抛物槽太阳能发电技术的发电厂。

◆ 南非在2012年开始建设两家发电厂,并从此进入了太阳能热能发电市场。两家发电厂都预计在2014年建成,它们是Kaxu太阳能一号(100MW的抛物槽发电厂并带有三个小时的储存能力)以及Khi太阳能一号(50MW的太阳能发电塔并具有两个小时的热能储存能力)。它们将分别设在北开普省的Upington和Pofadder附近。Abengoa公司在第一轮的可再生能源保护价格(REFIT)中就获得了购电协议(PPAs),并且将对两家发电厂进行建设、运营和维护,拥有51%的主要份额;IDC持有29%,黑人经济权利项目(Black Economic Empowerment Programme)持有剩余的20%。在第二轮的政府招标购电协议(PPA)中Bokpoort发电厂(50MW的抛物槽式)将由沙特的ACWA公司进行开发。

◆ 印度政府采取了的一项新的举措,为了帮助该国的太阳能事业起飞,Jawaharlal Nehru国家太阳能任务诞生了。在该项目的第二阶段为了在2017年达到10GW连接到电网的目的。第一个项目,在拉贾斯坦邦和古吉拉特邦的具有50MW发电容量的发电项目现在已经开始建设。

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西班牙经受挫折

虽然2012年世界上大部分的CSP发电厂都连接到了西班牙的电网,但是西班牙政府正在实行的一些监管措施,将肯定会削减发电厂运营商的利润,尤其是那些使用天然气作为附加资源进行发电的发电厂。这些措施包括对CSP发电厂的收入征收7%的税收,每年更新上网补贴电价(FiTs)的一些新的参考指数以及撤回了一些中低等的选项以进行更多的削减。然而,总共有2527MW的在建项目将在2013年至2014年期间竣工。

2012年的一个创新项目—推出了第一家商用的结合太阳能和生物质能的混合发电厂。投资15300万欧元,坐落于加泰罗尼亚的Borges太阳能热能发电厂,它具有22.5MW的发电容量,使用了20个月进行建设。该项目的合作伙伴为Abantia公司和COMSA EMTE公司。另一个杰出的项目是开始商业化运作的Puerto Errado 2(PE2),采用菲涅尔技术的最大的CSP发电厂具有30MW的发电能力。该工厂是由Novatec太阳能公司建造的。

在泰国,德国公司Solarlite公司与泰国太阳能公司(Thai Solar Energy)共同合作建成并投产了一家5MW的直接蒸汽动力发电厂。该项目是由Siasol公司进行开发的并具有享受上网补贴电价(FiTs)的资格。它在CSP技术发电厂的发展上具有一个里程碑式的意义,因为它是第一家商用的使用基于抛物槽技术的直接蒸汽设施的发电厂。

改善的空间

CSP市场需要意识到,在公用事业规模的发电厂中,只有显著地降低成本才能使它们有利可图,并能够使用低价的光伏组件。随着光伏技术相比CSP的成本要低很多,CSP的关键卖点还是能源的储存。虽然光伏发电厂也可以使用电池储存电能,但是由于价格较高,并且使用寿命较短,使得这个选项并不是很有利。CSP发电厂存储系统的进一步发展是太阳能技术在发电市场始终占据较大份额的关键。此外,CSP技术还可以直接整合到石油、天然气和化工等行业的热加工处理之中。

CSP降低成本的关键是需要在整个太阳能领域被普遍接受包括热传递油液、存储系统、电源模块和成本的平衡。为了降低生产电力的成本,热能储存(TES)系统需要进行不断的完善。热化学能源储存系统相比潜在和感应系统具有一些优势,能够高密度地储存能量,并且也是目前的开发中最有前途的系统。对这种储存系统的研究专注于改善化学反应以及解决储存材料的问题。

关于储存系统在熔融盐方面取得了新的进展。挪威的Yara国际公司将钾硝酸钙作为一种新型的储存材料。它的优点是相比常规的在CSP应用中所使用的熔融盐具有91oC较低的熔点,以及较低的腐蚀等级。另一种对降低全球CSP发电厂成本起着关键性作用的组成部分是镜面的材质。目标是能够实现更好的反射性以及更好的市场价格。肖特太阳能公司(SCHOTT Solar)设计了一种使用新型涂层的接收器,这种涂层能够提高吸收率到95.5%并且将热辐射降低到小于9.5%。

热能应用

除了发电以外,CSP技术在热处理,比如在采矿业、冷却和原油强化回收(EOR)等方面具有很大并且几乎尚未开发的应用潜力。比如采矿业在智利是最大的能源消费者之一,而CSP所能够满足的能源需求(占到了柴油燃料消耗的55%以上)呈现出巨大的市场潜力。到2020年,铜的产量预计将增长到700万吨,因此到2020年预计将需要32.7GWh的电力相对于2009年的18.8GWh。由Abengoa公司安装的配备Minera El Tesoro热能储存系统的14MW太阳能热电厂已经投产。

在卡塔尔,空调的使用频率是非常高的,采用菲涅尔技术的太阳能热能接收器被安装在一个足球场上以用于使用热驱动吸收式制冷机制造冷空气。目前有两家原油强化回收(EOR)CSP发电厂在2011年投产,BrightSource公司开发的使用加压蒸汽太阳能发电塔技术的Chevron's Coalinga发电厂(29MWth)以及由GlassPoint公司开发的Berry Petroleum EOR发电厂(7MWth)。后者还包括石油巨头荷兰皇家壳牌(Royal Dutch Shell)以及Rock-Port Capital公司,Nth Power公司,Chrysalix Energy Venture Capital公司。
研究

2012年成立了一些新的CSP技术研究机构。比如位于新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)安装了熔融盐循环测试设备。这种设施可以通过利用熔融盐热传递液体,改善线性菲涅尔技术和抛物槽系统的效率,并且取得更高的操作温度。

另一家新的研究机构是在阿尔梅里亚(西班牙)的先进可再生能源技术研究中心(Advanced Technology Center for Renewables Energies),该研究中心专门研究不同的几何中心接收器的工作原理,以及怎样改善该系统的效率,在白天通过改变位置以保持阳光射入角的余弦值尽量接近1。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (12/23/2014)
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