中国储能网讯:随着天气的变化,可再生能源的供应情况也会多变,大多数电厂无法迅速且有效地提高或降低功率。
而发电技术的发展则弥补了这一缺憾。在加利福尼亚,当可再生能源供不应求时,两家灵活的天然气电厂就可以填补空白。埃尔塞贡多电厂项目今年9月在洛杉矶附近启动,由NRG能源公司经营,采用西门子的技术,是全美范围内第二家商业规模的此类电厂。
埃尔塞贡多电厂采用联合循环技术,发电设备可在10分钟内将功率提升到150兆瓦,一个小时内达到275兆瓦的最大输出量,而传统的蒸汽锅炉则需要几个小时来热身。新设备取代了传统的低效率蒸汽锅炉,可为超过40万户家庭提供足够电力。
调整与尝试
随着像风能和太阳能这样的可再生能源强势进军电力市场,各种挑战应接不暇。人们担心在风平浪静或乌云遮日的时候,电力供应能否保持稳定。美国可再生能源实验室高级工程师黛博拉·卢的研究侧重于风能与太阳能的电力系统转化。黛博拉·卢称,新式或升级后的电厂可迅速且有效地启动、停止,以及提高或降低功率,可以很好适应可再生能源供应波动的特点。
同时,该类型电厂并不是采用让公用事业公司望而却步的全新技术。市场调研公司Lux Research的高级分析师史蒂芬·明尼翰称:“西门子改进了被实践证明可行的联合循环燃气轮机,将常规天然气发电设施的易用性与能量储存系统可提供的灵活性结合在一起。”
阿尔斯通、三菱和通用电气今年也纷纷推出了主打灵活性的新一代系统,都有超出联合循环技术效率的升级特点。通过调节内部控制系统、改进特定组件、重做结构,可使发电机在不牺牲性能的前提下快速启动、调节输出。
通用电气高级营销经理杰姆斯·多诺霍称,“过去,联合循环燃气轮机的高效率与电厂所需的灵活性总是难以两全,有了现在的技术,我们无需再陷入两难境地”。
该技术也缓解了人们对传统电厂因可再生能源被迫降级的担忧。黛博拉·卢说,有人认为,灵活电厂的循环影响会使二氧化碳排放问题更严重。但与此相比,推广风能和太阳能发电减少二氧化碳的影响似乎更积极。
不断变化的需求
加利福尼亚确立一个雄心勃勃的目标,即力争到2020年至少有1/3的电力供应来自可再生能源。因此,建一个可再生能源与化石燃料可互补的系统,对加利福尼亚来说迫在眉睫。新泽西仅次于加利福尼亚,在太阳能设施规模上堪称美国第二大州,该州近期正在伍德布里奇动工兴建一座耗资8.45亿美元的700兆瓦天然气发电设施。
这些新型灵活电厂的设计同样可帮助美国之外的国家和地区。明尼翰称,“新技术意味着用更容易且效率更高的方式解决全球能源间歇性特点愈发明显的问题”。
通用电气为新泽西的天然气发电厂提供了名为FlexEfficiency的新式涡轮机。其希望,将此产品推广到土耳其,目前该项目正处于融资阶段。在法国一家灵活电厂,通用电气的新技术正在推进中,该电厂预计2016年初上线,与伍德布里奇天然气发电厂的上线时间很接近。
多诺霍称,通用电气的新型涡轮机已收到来自南美洲、日本和沙特的订单。过去几年,人们逐渐意识到可再生能源有间歇性的特点,为拥有一个可靠且稳定的网络,需要有像联合循环电厂这样的后备力量来应付可再生能源间歇性的特点。
多诺霍指出,通用电气也向阿尔及利亚和尼日利亚售出了大量的传统燃气轮机。多诺霍称,“我们最近在阿尔及利亚最大的一笔业务并不是新型的FlexEfficiency产品,而是十年前在欧洲使用的传统标准机器。不过随着阿尔及利亚的发展,5~10年其就会青睐FlexEfficiency产品”。
在全球范围内,新型电厂都将在可再生能源集成网络中发挥关键作用。但黛博拉·卢指出,让传统发电厂满足社会需求的变化也是一个很重要的步骤。人们已积极采取各种措施适应这种变化,也许用简单的方法可让能源生产更灵活。