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国内光热示范电站工期紧张如何破?---阿本戈十年经验分享

2017.04.10 来自:CSP Focus


在出席3月底在北京举办的CSPFocus第七届光热发电中国聚焦大会时,全球光热电站领先开发商/EPC西班牙阿本戈太阳能公司业务拓展副总裁Michael Geyer被问到一个业内人士普遍担心的问题:“中国光热示范项目的建设要求在2018年年底前竣工,周期只有12-24个月左右,对于这样一个很紧的工期,你有什么建议?”,Micheal表示,“根据阿本戈以往的经验来看,50MW项目中最快的用时17个月,但是没有储能;100MW的带储能槽式电站最快工期是27个月,这期间还没有因为严寒、霜冻等原因停工。可以看出,中国的示范项目进度计划是非常有挑战性的。但是相信随着技术的不断进步,加上海外具有经验的伙伴支持,以及中国光热从业者的积极贡献,最终使得在如此恶劣的气侯条件下施工竣工缩减到要求的目标是很有希望的。”
 
在半小时的主题演讲中,Michael结合阿本戈全球CSP电站的建设和运维经验,具体分享了技术、采购、建设等方面的经验。

以下为现场发言全文翻译节选:

非常荣幸在这里参加本次CSP Focus光热发电中国聚焦大会,这个会议是中国CSP的里程碑式的会议,是中国CSP产业进程的一个重要节点,标志着中国CSP进入新的阶段。下面我将来分享阿本戈在西班牙和全球的CSP电站的运营经验。


尽管之前PV在迪拜爆出了2.5美分/kWh(0.17元/度)的最低电价,但PV仅能在白天发电,而CSP能够在需要的时候生产出可供调节的电能。在过去十年里,全球已建设了5000兆瓦的CSP电站,其中阿本戈参与的占到40%,现在也仍在运行和维护中。西班牙有2300兆瓦的项目,15个是由阿本戈建设,18个带储能,45个槽式电站,3个塔式电站,2个菲涅尔电站。作为对比,西班牙有4700兆瓦的PV电站,超过23000兆瓦风力发电站。



CSP对于西班牙电力的价值巨大,以2016年9月6日下午13:30用电高峰需求为例,CSP贡献了2100兆瓦的供电量(总装机2300兆瓦,利用率91%),光伏发电为2971兆瓦(利用率63%),风能为1964兆瓦(利用率8.5%),这说明CSP的运行效率是非常高的。PV只能在日落前工作,风电贡献很少,因为天气太热的时候是没有风的,所以说CSP可以和光伏发电、风能形成正好的时间差上的组合,这对中国来讲也应该是非常适用的。




如今在阿布扎比地区,光伏发电的电价已经很低,仅为传统燃煤电站的2/3,未来,在光照资源较好的国家,光伏发电装机容量会更多;另外,分析美国加利福尼亚的用电需求和PV发电量净差值曲线,可以预计在2020年,当太阳落山的时候,PV停止工作,3个小时内需要用电量为13000兆瓦,这个曲线就是有名的加利福尼亚鸭子曲线,这时CSP就可以很好的解决这个问题。
 



阿本戈在塔式、槽式和储能方面经验丰富,在欧洲建设了680兆瓦的CSP电站,包括13个槽式、2个塔式;在中东北非建设了660兆瓦的CSP电站,最大的是阿布扎比Shams1电站,在南非有Kaxu和Xina槽式电站以及第一个在非洲运行的塔式电站Khi Solar One。我们现在也正在建设世界上最大的联合循环电站,其中15兆瓦为CSP。在美国,我们有670兆瓦的电站经验,这些都是世界上最大的带储能的CSP电站,Solana有280兆瓦的槽式电站,莫哈维电站280兆瓦,还有正在建设的智利Atacama110兆瓦的熔盐塔式电站,以及100兆瓦的光伏电站。
 
我们预计在2018年末的时候,中国的容量会超过3000兆瓦,希望阿本戈能够在接下来中国的浪潮中贡献自己的经验。2009年我们建设了西班牙Solnova系列3个槽式电站,2010年的时候在中东地区建设了Shams1电站,不同之处在于它是一个联合循环的电站,能够把太阳能和天然气发电结合起来。
 
项目最早使用欧槽集热器,在中国欧槽也非常流行,我个人也很荣幸在1999年参与了欧槽的开发设计。今天阿本戈已经发展到了第三代槽式电站,8.2米宽,Xina电站使用的就是这种技术。我们PS10是世界上第一个商业化塔式电站,已经运转了10年,完全满足了预期发电量的要求,这是一个饱和蒸汽项目。同样,PS20是塞维利亚的塔式项目,2008年投产。2009-2012年我们做了过热蒸汽和熔盐的试验项目,主要是为了学习和获得经验,另外一个原因是,为了实现对项目的融资,你必须得说服贷款方,也许这是和中国最大的差别,中国这边必须要说服商业银行。基本上这些贷款方很难被说服,如果你想建设一个新电站,贷款方需要保证这个项目是能够正常运作的,他们会雇佣独立第三方机构来评估,需要你提供很好报告,所以我们建立一个试验电站,至少提供2-3年的操作数据以作为证据。基于此,我们为南非KhiSolar One电站进行了融资。之后我们还开始建设了110兆的熔盐项目,我们还建设了世界上最大的商业化的熔盐储热系统Solana电站,我们在南非的项目目前都已经成功的投入使用这种技术了。
 
这是埃及联合循环一体化项目,他们要求分包商来做光场和常规岛,但是这种项目在投产方面遇到问题。经验是,我们对于5000兆瓦的项目,每个项目都是用总承包的方式进行的,我们是一个EPC承包商,我想告诉各位,我们不喜欢担保,但是这是对于贷款方的唯一保证,我们要保证找到融资就要保证电站发电量,这是一个非常痛苦的担保。对EPC来说,对项目的融资典型的担保是有一个施工期,有一个验收期的保证,通常为7天,在这7天内需要保证电站达到设计发电量的80%,在25年的时间里会持续保证每年的发电量,同时能够保证按期还款。另外还有一个12-24个月的窗口,这是性能保证期,必须证明项目在24个月里,按照你的承诺生产了足够的发电量,例如保证电站每年发电量是500GWh的话,如果性能保证期过了以后仍没有达标,则必须承受罚金。贷款方必须重建财务模型,避免在电站剩余生命周期内的损失。
 
这是在南非的卡拉哈里沙漠里的项目,我们学到的教训是必须非常小心的对待常规设备,特别是油盐换热器等,还有其他的一些问题,比如熔盐泵,比如氮气,其实是一个很关键的问题,如果电站位置较远,需要获得足量氮气的供应,以便对设备进行氮气保护。
 
总结一下我们学到的教训:比如如果遇到阴雨天气的时候,通常轮机的设计不能接受这些迅速的变换,因为多云天气导致蒸汽温度下降时,汽轮机没有优化适应来保证转速变化,一个典型的蒸汽轮机对这种切换的反应太慢了,所以必须特别注意如何设计这个系统;类似的,在熔盐塔式电站,怎么设计热罐。熔盐塔式的优势是可以从400度提高到550度,但是需要从碳钢转变到明显的不锈钢。现在很多塔式熔盐电站项目由于熔盐泄露停产,主要是热罐日常承受的压力导致,需要对设计给予高度的重视;另外一个很大的挑战,定日镜的选择,如何保证所有的定日镜都精准聚焦是EPC需要特别注意的。
 
阿本戈很高兴给大家提供技术支持,我们并不是比你们聪明,但是拥有十年的痛苦经验,这是很宝贵的资源,几乎遇到过各种各样的的技术问题。希望我们提供的服务可以帮助你们避免重蹈覆辙。

本稿为速记现场记录翻译,若有问题,欢迎指正!

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