ISCC电站为开发纯光热电站打开经验之门
发布者:本网记者Alice | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 6002查看 | 2014-07-26 11:46:00    
  CSPPLAZA光热发电网报道:从摩洛哥到沙特再到科威特,ISCC联合循环光热电站已成为中东和北非地区开发独立型光热电站之前的一种理想选择,那么ISCC联合循环电站为何能在这些地区获得重视,这一趋势又能否在未来几年持续下去呢?

  摩洛哥在2010年开始建设Ain Beni Mathar这一世界上首个ISCC光热联合循环电站,阿尔及利亚和埃及紧随其后于2011年之前陆续开始建设,目前,这三个国家都有了自己的ISCC太阳能联合循环电站。

  这些ISCC电站都配置了从20MW~25MW不等装机规模的光热系统,但此后ISCC联合循环电站在经历了这样一波发展热潮后就陷入了沉寂,直到2013年沙特和科威特开始对各自的一个ISCC联合循环光热电站进行招标,ISCC电站看起来才重获生机。

示范性质

  从上述这些发展历程中可以得到证明的是,上述五国开发ISCC电站之时,均尚未建成一个商业化的光热发电项目,建设ISCC电站成为他们进行光热发电技术应用的首次经验性尝试。

  “我相信在建设独立型光热电站之前,建设ISCC电站可以降低项目风险,这将为我们开发大型独立光热电站积累经验。”Kassel大学热能工程系研究员Steven Meyers如是表示,他对工业热能系统中如何集合太阳能集热系统有专业研究。

  “一些决心开发光热发电项目的新兴国家市场欲求在建设大型的光热电站时获得足够的经验,以尽可能的降低风险。建设ISCC电站为其提供了一条较为稳妥的实验通道。”Meyers认为。

图:埃及ISCC Kuraymat电站(光热装机20MW)


  不像北非已建成的3个ISCC电站,沙特和科威特直接选择建设大型的ISCC电站,如沙特的550MW的Duba1项目,将采用50MW的光热系统与500MW的燃油发电厂进行联合循环,科威特将开发的280MW的Abdaliyah项目则计划配60MW的光热装机。

图:摩洛哥ISCC Ain Beni Mathar电站(光热装机20MW)


  Meyers表示,“这些项目的成功实施对光热发电产业的发展是至关重要的,在中东北非地区,如果项目最终的运行效果不好将使人们对该技术产生怀疑,这将导致越来越少的国家去投资建设类似的项目。”

图:阿尔及利亚ISCC Hassi R'mel电站(光热装机25MW)


  显然,这些项目依然带有实验的性质,对沙特而言,这将使沙特原子能和可再生能源城(K.A.CARE)在发布大型光热电站的项目招标之前,对光热的实际应用效果有更深入的理解。对科威特而言,ISCC电站的成功实施将证明科威特规划的2000MW的Shagaya可再生能源园区进行大规模光热发电项目开发的可行性。该大型太阳能园区计划2030年建成。

三重收益

  建设ISCC电站的背后逻辑是,其可以带来三重收益:即增加传统化石燃料的燃烧效率,与传统电站共用基础设施,降低项目投资风险。Meyers表示,“将两种不同类型的发电技术进行混合应用的收益是十分明显的:建设这样一个电站,如电力岛、电网接入系统、空冷系统、BOS组件等均可以共用,这也意味着降低了CSP系统的整体投资。”

  运行期间,CSP系统可以提供高峰能源需求,以削减化石燃料的消耗,或增加电力产出,这在夏季用电高峰期的优势将尤为凸显,ISCC电站在高环境温度下可能会导致效率下降,CSP系统的应用可以弥补这一点。特别是,海湾国家和地区有更为便宜的传统化石燃料,或如埃及有廉价的生物质燃料,这些国家对ISCC的概念应该更感兴趣,因为这意味着其可以更好地与CSP系统进行集合。

  如果你计划建设一个传统电站,同时你又拥有可以增加光热发电系统的多余土地,在光照资源合适的地区,你可以考虑ISCC的方案。国际金融公司IFC的能源和基础设施研究员Christopher Cantelmi也如是认为。“光热发电系统的成本将因为其与传统电厂共用相关系统和设备而降低,同时从融资方面考虑,对于一个ISCC项目,其获得融资支持相对更为容易一些。”
  因为在那些地区有很多的开式循环燃气轮机机组,效率并不太高,通过增加一个蒸汽回收再热系统来将之转变为一个闭式循环发电系统,从而实现能量的更大程度利用。从根本上来说,ISCC联合循环电站将有利于降低国内化石燃料的消耗,使更多化石能源用于出口来创造收益,或将化石能源应用于其它能产生更高附加值的领域中去。

技术选择

  ISCC电站的选址是首先面临的一个挑战。在中东北非地区,热电站一般位于海岸线附近,这样方便进行水冷,同时可以将海水淡化系统与火电厂进行综合利用。但光热发电系统在海岸地区并不太适合,海岸线地区的高浓度气溶胶等自然环境条件将对光热发电系统的运行产生不利影响,同时DNI也将受到影响而削减。

  Meyers表示,“MENA地区要建设ISCC电站,通常还是选址于已建火电站,自然环境条件会产生一些不利影响。光热系统需要尽可能地靠近火电厂,以降低集合成本。最先进的菲涅尔光热系统已经证明可以直接生产出450摄氏度的高温蒸汽,可以直接并入火电厂发电。”

  塔式系统也能够直接生产出这样的高温蒸汽,但对于蒸汽发生而言,塔式技术整体的成本可能过高,其也更易收到尘埃等空气微粒的影响而对系统效率产生不利影响。

  槽式系统是最成熟的可bankable的技术,也是应用于ISCC电站较多的技术。但是其蒸汽温度在400摄氏度以下,与火电厂进行集合时,需要增加废热回收蒸汽发生系统(HRSG)发电,这将增加一部分投资成本。

  菲涅尔技术虽然也会有同样缺陷,但可能要好一点,菲涅尔系统与火电厂进行集合可能是最为简单的,投资也是最低的,菲涅尔技术是经调研认为最适合ISCC和混合发电项目的光热技术路线。

  虽然如此,北非的三个已运行的ISCC电站均采用了槽式技术,而对于沙特和科威特将开发的ISCC电站,最终的技术路线尚未确定。

  多个媒体报道称科威特Abdaliyah ISCC电站将采用槽式技术,但直到7月23日,官方都未宣布最终的技术方案,因此还不能完全确定。另一方面,沙特Duba1项目正在进行项目的EPC方招标,最终的技术路线也未确定。

  着眼于未来,这两个ISCC电站是否意味着未来ISCC将获得更大的发展?Meyers认为并不确定,“很难确定ISCC电站是否将在MENA地区成为一个发展趋势,因为目前来看,这种技术的应用装机规模还十分小。新规划的类似项目也很少。但可以确定的是,在MENA地区,几乎每个国家都希望尝试建设一个ISCC电站,我相信ISCC电站未来在MENA地区的应用将比其它光热发电市场更为普遍。”

  可以确定的是,ISCC电站的建设可以为未来建设“纯光热电站”积累经验并打下铺垫,并使光热发电项目在MENA地区更易获得银行的可融资性认可。
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