中國儲能網(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，太陽能和風能就是典型代表。如果日照不足或者無風，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問題，可再生能源儲存成了一個重要的研究方向。
太陽能熱發(fā)電熔融鹽儲能技術(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)華達州一個名為Crescent Dunes的太陽能熱電項目做能量儲存。Crescent Dunes項目發(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中心接收塔上。中心接收塔上的蒸汽鍋爐將驅(qū)動渦輪機，從而產(chǎn)生清潔、可再生的電力。
負責Crescent Dunes項目的Tonopah Solar Energy公司表示，SolarReserve將采用熔鹽法來儲存太陽能。這個方式不僅經(jīng)濟還很高效，能夠為該發(fā)電廠的客戶NV Energy提供穩(wěn)定的電力供應。NV Energy和Tonopah Solar簽訂了一項電力購買合同，前者將在25年的時間里購買該項目產(chǎn)生的太陽能電力。
有關(guān)熔鹽太陽能儲存技術(shù)，我曾于不久前同Solar Reserve項目的CEO凱文·史密斯進行過討論。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)境下儲存，并在需要時再進行使用。
其實熔鹽太陽能儲存并不是什么新技術(shù)。早在20世紀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）一個名為“Solar One”的太陽能熱電廠項目中，就應用了這一技術(shù)。這次的SolarReserve項目就是借鑒了當時的經(jīng)驗。該熱電廠一直運行到20世紀80年代，到20世紀90代進行了改良并升級為“Solar Two”，于1996年重新運作，并配備了當時最先進的太陽能熔鹽儲存設(shè)備。
到了21世紀，太陽能熔鹽技術(shù)也隨之發(fā)展。當時負責太陽能儲存項目的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合作，共同負責這次的SolarReserve項目。而史密斯也承認，即便在2008年金融危機最為嚴重的時候，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，這個技術(shù)不是應該已經(jīng)很成熟，完全能夠進行市場化運作了么？而史密斯給我的答復是：這個問題要分幾點來回答。“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貼仍較多。其次，美國太陽能儲存技術(shù)公司的海外市場競爭力還不夠。我們需要同德國、西班牙、法國等各國公司進行競爭。這些公司背后都有來自政府的強力支持，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口。政府給予我們的支持還遠遠不夠。”
第三個原因他并沒有說出口，但我也明白。那就是政府對于大量使用化石燃料給氣候變化帶來的影響認識不足。
那么，與其他低碳能源技術(shù)相比，熔鹽太陽能儲存技術(shù)的競爭力究竟如何？其實，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。至于風電，盡管在成本上熔鹽太陽能儲存技術(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項目中的電力批發(fā)價為每千瓦時13.5美分。盡管高于目前的平均電價，但是由于同購買方NV Energy簽訂了25年的長期合同，因此這個價格在未來幾年幾乎不會出現(xiàn)任何上漲，因為對于太陽能發(fā)電廠來說，幾乎沒有燃料費的開銷。NV Energy公司2010年的平均電力零售價為每千瓦時11.52美分。這同2000年相比上漲了約3%。不出幾年，SolarReserve項目的電力批發(fā)價格就將低于NV Energy公司的平均電力零售價。
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者都是如此。似乎總維持著一個政府賣力推動但人們不買賬的尷尬局面。但現(xiàn)在，這個狀況應該改變了。不論對電力公司還是消費者來說，SolarReserve都絕不是一個會讓他們吃虧的項目。更為重要的是，該項目將給美國應對氣候變化帶來更多幫助。假如該項目一切運行順利，那么真的將會創(chuàng)造一個共贏的格局。只要有機會，這些公司就能向民眾證明，太陽能絕對會成為可以依賴的電力供應來源。
背景鏈接
利用熔鹽存儲“熱能”是太陽能發(fā)電廠的一項能源儲存技術(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，熔鹽易于儲存。
太陽能被拋物柱面鏡吸收，反射并集中于一個中央接收管，熱媒（HTF）在內(nèi)部一個封閉的回路循環(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作操作，兩個熔鹽儲罐組成的熱能儲存系統(tǒng)應用到太陽能電廠。白天所收集的太陽能，部分地被儲存起來，也就是在384℃左右時的熔鹽裝入一個熔鹽儲罐。 在需要的時候，釋放這些熱能，熔鹽由泵從熱的儲罐，經(jīng)管殼式換熱器轉(zhuǎn)到冷的儲罐，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，熱量傳給來自冷儲罐的熔鹽，熔鹽被加熱并儲存到熱儲罐。當需要的時候，過程與此相反，熔鹽從熱儲罐被泵送到同一個換熱器，熔鹽釋放熱能到冷的熱媒。
