全球可再生能源發(fā)展的總趨勢是不斷削減太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電成本,但電網(wǎng)卻因此面臨越來(lái)越大的吸納間歇性可再生能源的壓力,其對具有調峰能力的電力需求愈加明顯。隨著(zhù)各種技術(shù)發(fā)電成本的下降,越來(lái)越多的國家正在關(guān)注集成儲能系統、穩定且具有調峰優(yōu)勢的光熱發(fā)電技術(shù)。
國際可再生能源機構(IRENA)曾預測,到2025年,槽式光熱發(fā)電的平準化電力成本(LCOE)將下降37%,低至90美元/兆瓦;塔式光熱發(fā)電成本將下降43%,低至80美元/兆瓦。光伏發(fā)電成本約為$60/MWh,下降幅度為59%;陸上風(fēng)電的成本約為$50/MWh,下降幅度為26%。
“在全球能源市場(chǎng),不斷上升的競爭壓力將會(huì )推動(dòng)持續的創(chuàng )新。在設備的成本不斷下降時(shí),在運維、融資、維護系統平衡方面投入的成本將逐漸成為整個(gè)電站成本下降的主要驅動(dòng)力。”IRENA在6月15日公布的一份報告中寫(xiě)到。
不久前,ACWA電力公司為其在摩洛哥的NoorII和NoorIII電站簽署的電力購買(mǎi)協(xié)議(PPAs)就佐證了發(fā)電成本下降的前景。據電力購買(mǎi)協(xié)議,NoorII和NoorIII電站在2015年的簽約電價(jià)分別為$157/MWh和$163/MWh,比NoorI在2012年時(shí)的PPA電價(jià)$189/MWh低15%。
Nebrera在2016年MENASOL大會(huì )上表示,全球CSP發(fā)電成本到2020年將會(huì )下降到$111/MWh,到2025年將會(huì )下降到$77/MWh~$89/MWh。
“我們相信,我們正行進(jìn)在正確的道路上。在不久的將來(lái),光熱發(fā)電將會(huì )自然而然地在電力市場(chǎng)上占據較大的比例,特別是在太陽(yáng)輻照資源好而其他替代資源較為稀少的國家,”他說(shuō)。
未來(lái)電力系統的需求
根據IRENA的官方數字顯示,截至2015年底,全球風(fēng)電裝機總容量達432GW,比去年同期增長(cháng)了17.1%。太陽(yáng)能光伏裝機容量大幅上升26.8%,增至222GW。光熱裝機容量在2015增至5GW,同比上升了6.2%。
“在不久的將來(lái),可再生能源的裝機量將會(huì )以指數方式增長(cháng),同時(shí),隨著(zhù)電力系統中間歇性可再生能源發(fā)電量的增加,對發(fā)電系統中發(fā)電、輸電和儲能各個(gè)階段的靈活性的需求也愈加迫切,”Nebrera說(shuō),“在很多電力市場(chǎng),靈活的發(fā)電系統變得越來(lái)越重要,甚至超越了發(fā)電成本的重要性??稍偕茉丛谥饾u深入更多社會(huì )的發(fā)電系統,靈活發(fā)電將會(huì )變得比純粹的能源成本更有價(jià)值。”
Nebrera說(shuō),展望未來(lái),LCOE將不再是衡量光熱發(fā)電站的價(jià)值的唯一標準,政策制定者和有關(guān)電力當局應該對可再生能源電站的不可調度問(wèn)題及儲能容量問(wèn)題認真加以考慮。
光熱光伏混合發(fā)電的價(jià)值
Nebrera指出,在許多市場(chǎng)中,光熱發(fā)電被用來(lái)在高峰時(shí)段補充光伏發(fā)電的短板,這種混合發(fā)電模式顯著(zhù)提高了光熱-光伏電站的聯(lián)合運營(yíng)價(jià)值。
“在白天由光伏來(lái)供電,當夕陽(yáng)西下,帶儲能系統的光熱發(fā)電部分將開(kāi)始運行,并至少滿(mǎn)足電網(wǎng)系統在高峰時(shí)期的電力要求,所以這兩種技術(shù)之間存在明顯的協(xié)同效應,”他說(shuō)。
正如下表所示,一些國家正在支持混合型太陽(yáng)能發(fā)電項目的發(fā)展。

表:在開(kāi)發(fā)或規劃中的光熱-光伏混合發(fā)電項目(2016年6月)
沙特阿拉伯在今年早些時(shí)候宣布,將在2023年前實(shí)現可再生能源發(fā)電9.5GW的裝機量。而混合型太陽(yáng)能發(fā)電站可能是滿(mǎn)足該國電力需求的理想搭配。
沙特阿拉伯的經(jīng)濟和規劃部副部長(cháng)IbrahimBabelli博士在MENASol2016大會(huì )上說(shuō),“通過(guò)發(fā)展光伏和帶有儲熱的光熱系統組成的混合型電站,就可以滿(mǎn)足沙特阿拉伯不斷增長(cháng)的用電需求。”
“用于推動(dòng)工業(yè)發(fā)展的基荷電力的需求在不斷上升,而有針對的部署光熱-光伏混合型電站,將能夠滿(mǎn)足這些需求,”Babelli在會(huì )上告訴參會(huì )人員。
此外,他還補充說(shuō),PV和帶儲能系統的CSP相結合將能夠滿(mǎn)足沙特的季節性用電需求高峰,建設成本也比建設一座新的大規模的核能發(fā)電站要低得多。
在太陽(yáng)能輻照資源豐富的地區,靠蓄電池能夠儲能數小時(shí)的PV系統被視為經(jīng)濟效益最佳的太陽(yáng)能發(fā)電方式,然而相對而言,光熱發(fā)電站能夠以更低的成本,實(shí)現更長(cháng)時(shí)間的儲能。
“在我們沙特人眼中,CSP光熱電站的優(yōu)勢是其與生俱來(lái),不言自明的。”Babelli說(shuō)。