對(duì)我國(guó)首批光熱示范項(xiàng)目來說，儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)達(dá)到4小時(shí)以上是申報(bào)的必要條件，而最終入選的20個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)大多在6小時(shí)以上，最長(zhǎng)可達(dá)16小時(shí)。
通過增加儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)可以增加發(fā)電量。但儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)增加到一定程度，將導(dǎo)致項(xiàng)目發(fā)電成本增加，所以合理選擇儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)至關(guān)重要。那么，光熱電站儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)應(yīng)如何確定?儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)是否越長(zhǎng)越好?儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)的選擇應(yīng)該考慮哪些因素?
固定電價(jià)機(jī)制下應(yīng)以度電成本最優(yōu)為原則
圖1模擬的是一座位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)裝機(jī)50MW的槽式光熱電站不同儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)下度電成本(LCOE)的變化。
圖1：儲(chǔ)熱時(shí)間與LCOE之間的關(guān)系
(注：來自《中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)政策研究報(bào)告》，供參考)
從圖1可以看出，隨著儲(chǔ)熱時(shí)間的增加，該電站的LCOE在下降，其儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)為10小時(shí)時(shí)電價(jià)可以達(dá)到最低。這個(gè)最低點(diǎn)的計(jì)算主要取決于電站容量、儲(chǔ)熱單元一次投資以及當(dāng)?shù)氐奶?yáng)輻照資源。
在我國(guó)當(dāng)前的示范項(xiàng)目框架下，上網(wǎng)電價(jià)不分時(shí)段為統(tǒng)一電價(jià)，此時(shí)，配置儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)以度電成本最低為原則，在上述案例的計(jì)算模型下，項(xiàng)目選擇10小時(shí)儲(chǔ)能最優(yōu)。
分時(shí)電價(jià)機(jī)制下還應(yīng)考慮整體售電收入最大化
而在分時(shí)/峰谷電價(jià)機(jī)制下，除了度電成本外，還需要考慮整體的售電收入最優(yōu)來配置。
簡(jiǎn)單來說，儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)設(shè)計(jì)既要滿足電網(wǎng)對(duì)于調(diào)峰所需的電力需要，又要確保光熱電站在高售電價(jià)格時(shí)段充分輸出以保證電站經(jīng)濟(jì)性。
在計(jì)算儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)上網(wǎng)電價(jià)和太陽(yáng)落山的時(shí)間差初步確定儲(chǔ)熱時(shí)間。
如下圖2顯示了太陽(yáng)落山后高電價(jià)的時(shí)段有6小時(shí)左右，因此可初步設(shè)定儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)為6小時(shí)。
圖2：儲(chǔ)熱時(shí)間的確定(來自太陽(yáng)能熱發(fā)電站設(shè)計(jì))
此時(shí)，通過對(duì)某電站儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)與LCOE的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算，假定如圖1數(shù)據(jù)顯示，10小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)LCOE最低。但在該分時(shí)電價(jià)機(jī)制下，從22:00開始到第二天8點(diǎn)，電價(jià)均低至0.3元，因此應(yīng)綜合考慮，電站維持9點(diǎn)~22點(diǎn)共計(jì)14個(gè)小時(shí)的輸出即可。因此配置儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)應(yīng)選擇6~8小時(shí)為宜。
光熱電站儲(chǔ)熱的主要目的是保障電站的穩(wěn)定和連續(xù)運(yùn)行，從而滿足電網(wǎng)的需求并獲得最高的經(jīng)濟(jì)性。儲(chǔ)熱量的確定除了要考慮經(jīng)濟(jì)性，還應(yīng)考慮電網(wǎng)對(duì)調(diào)峰的要求。
對(duì)此，國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略研究和國(guó)際合作中心原主任李俊峰曾表示：“儲(chǔ)熱本身是一個(gè)成熟的技術(shù)，儲(chǔ)多少、儲(chǔ)多長(zhǎng)時(shí)間、其本身是一個(gè)經(jīng)濟(jì)性問題，而非一個(gè)技術(shù)性問題。儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)必須與電網(wǎng)的調(diào)度要求相適應(yīng)，而非儲(chǔ)能時(shí)間越長(zhǎng)越好。電網(wǎng)需要一個(gè)小時(shí)的調(diào)峰，儲(chǔ)一個(gè)小時(shí)就是好的。”
