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近日，一家由國際光熱發(fā)電行業(yè)知名專家為骨干的美國公司——SolStor Energy正式成立，該公司旨在美國部署儲熱型光熱發(fā)電項目，以在夜間利用儲熱系統(tǒng)提供電力，并實現(xiàn)為光伏發(fā)電提供補充。

據(jù)悉，該公司的三名成員Fred Morse、David Kearney以及Xavier Lara因在光熱發(fā)電領(lǐng)域的成就分別于2013年、2018年和2022年獲得了由國際太陽能熱發(fā)電和化學(xué)組織SolarPACES頒發(fā)的終身成就獎。

瞄準(zhǔn)長時儲能，擬開發(fā)第三代光熱發(fā)電項目

談到為何要成立該公司，SolStor energy創(chuàng)始首席執(zhí)行官Fred Morse表示：“我們注意到有幾個大型且不斷增長的夜間能源市場，需求是現(xiàn)實存在的。目前，針對長時儲能領(lǐng)域加州和聯(lián)邦政府都有相關(guān)激勵措施，我們知道市場需要什么，也很清楚如何建造光熱發(fā)電項目，最終我們決定成立一家光熱發(fā)電開發(fā)公司。”

回顧歷史，美國光熱發(fā)電行業(yè)已經(jīng)歷了兩輪發(fā)展高潮，而前兩輪發(fā)展背后則是不同的市場條件。

據(jù)David Kearney介紹，20世紀(jì)80年代-90年代，面對石油禁運，美國開始為實現(xiàn)能源多樣性和能源獨立而努力，光熱發(fā)電迎來第一次發(fā)展機遇。

注：第一次石油危機——在20世紀(jì)70年代，全球發(fā)生了一場前所未有的石油危機，其起因是阿拉伯石油輸出國組織（歐佩克）為了支持阿拉伯國家與以色列的贖罪日戰(zhàn)爭（第四次中東戰(zhàn)爭），而對美國等親以色列國家采取了石油禁運和減產(chǎn)的措施。這導(dǎo)致了全球石油供應(yīng)的急劇縮減和價格的急劇上漲。

彼時，光熱發(fā)電比光伏發(fā)電更加便宜，因此，位于美國加州的Kramer Junction和Daggett當(dāng)?shù)氐谝粋€太陽能項目均是光熱發(fā)電項目。

時間來到2000-2010年，在美國頒布的可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)(RPS)（該標(biāo)準(zhǔn)要求一定比例的能源來自可再生能源）的驅(qū)動下，美國迎來了第二輪光熱發(fā)電項目建設(shè)潮。

SolStor energy首席運營官Hank price表示：“待第二輪光熱項目建設(shè)完畢，國際范圍內(nèi)光伏發(fā)電價格已經(jīng)暴跌，此后美國再沒有新建光熱發(fā)電項目。”

總體來看，美國第一代光熱發(fā)電和第二代光熱發(fā)電項目是在可再生能源需求約為10%時建造的，當(dāng)時的公用事業(yè)公司只是尋求最便宜的可再生能源來實現(xiàn)最初的目標(biāo)。只有在能夠證明存儲可以降低能源的總體成本的情況下，存儲才被視為增值，因此很少有項目包含存儲，而那些包含存儲的項目通常在如何操作存儲進行調(diào)節(jié)方面幾乎沒有靈活性。

隨著太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)在被廣泛接受為人類有史以來成本最低的電力形式，公用事業(yè)公司理所當(dāng)然地部署了更多的光伏發(fā)電項目。

而光熱發(fā)電度電成本原本就更貴，在一天中光伏發(fā)電可以以每千瓦時幾美分的價格直接供電的時候，光熱發(fā)電試圖與光伏直接競爭是沒有意義的。但在光伏資源（即使配置電池）也無法適合需求的時候，光熱發(fā)電就可以一顯身手了。

100%可再生能源供電目標(biāo)，為儲熱型光熱發(fā)電開啟一扇大門

電池目前被廣泛用于4小時或更短時間的短時能量存儲。然而，許多研究表明，我們越接近完全脫碳，就越需要增加長期儲能。

由于現(xiàn)在光伏的成本非常低，光伏+蓄電池的組合在僅儲能幾個小時的情況下綜合成本可以低至8至10美分/kWh。然而，在需要更長時間儲能的情況下，所增加的電池成本可能導(dǎo)致每千瓦時高達15美分的綜合價格。

Hank price對此表示：“隨著公用事業(yè)公司開始大量增加電池，他們意識到僅靠電池可能是不夠的，這便為儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)打開了一扇大門，因為它可以提供更長的儲能時間和公用事業(yè)公司所看重的更類似于天然氣發(fā)電廠的其他特性?！?/p>

圖：SolStor Energy提議在加州等鴨子曲線（Duck Curve）地區(qū)利用光熱發(fā)電取代天然氣

【注：“鴨子曲線”產(chǎn)生的主要因素是光伏發(fā)電量在中午時達到最大，在傍晚沒有太陽能時消失，但此時的電力需求卻急劇上升，而此時光伏發(fā)電無法滿足這種需求。“鴨子曲線”源自美國加州電力系統(tǒng)模型，是指加州電網(wǎng)內(nèi)熱電廠一天的凈負(fù)荷曲線，因曲線形似一只鴨子而得名?！?/p>

在此背景下，Solstor Energy應(yīng)運而生，并致力于在天黑之后利用儲熱型光熱發(fā)電系統(tǒng)來輸送電力以為光伏發(fā)電提供補充。

此前，Hank price曾與Fred Morse一起參與了為亞利桑那州公共服務(wù)公司開發(fā)的280MW的Solana光熱項目和為PG&E開發(fā)的250MW的Mojave光熱項目，并已經(jīng)證明了利用光熱電站像天然氣發(fā)電廠那樣提供電力以滿足晚高峰用電需求的可能性。

Solstor Energy首席技術(shù)官Xavier Lara表示：“我們已經(jīng)在向西南部的RFP提交投標(biāo)書，所以一些公用事業(yè)公司已經(jīng)知道我們的存在。目前加利福尼亞州已制定到2045年實現(xiàn)100%無碳發(fā)電的目標(biāo)，如果真的要實現(xiàn)該目標(biāo)，你需要能夠在任何需要電能的時候發(fā)電。加州的可再生資源主要是太陽能，這就是光熱發(fā)電的機會所在，光熱電站有機會在白天收集能量，在晚上發(fā)電，主要為夜間發(fā)電服務(wù)。”

根據(jù)電網(wǎng)運營商CAISO的一項研究，到2050年，僅加利福尼亞州就需要43吉瓦的儲能。100%的可再生能源目標(biāo)將改變這一局面。

雖然促進第一批大型光熱發(fā)電項目部署的早期可再生能源目標(biāo)從10%到20%不等，但立法現(xiàn)在著眼于完全淘汰化石燃料的最終目標(biāo)。內(nèi)華達州要求在六年內(nèi)可再生能源發(fā)電占比要達到50%，到2050年達到100%；新墨西哥州要求到2040年達到80%；亞利桑那州公共服務(wù)局的目標(biāo)則是到2050年達到100%。

Fred Morse表示：“一系列政策的頒布，使光熱發(fā)電再次迎來發(fā)展機會，人們越來越需要光熱電站在隨時需要能源時提供能源。去年，加州公用事業(yè)委員會預(yù)留了1吉瓦指標(biāo)用于長期存儲——任何可以運行超過8小時的儲能技術(shù)，而儲熱型光熱發(fā)電技術(shù)完全可以滿足；另一吉瓦用于可調(diào)度電力，光熱發(fā)電項目也可以參與競爭。”

附英文報道原文鏈接：https://www.solarpaces.org/csp-experts-launch-solstor-energy-long-duration-storage-for-the-us/