盘点过去聚光式太阳能缺失,急于求成反而有损品质

聚光式太阳能(CSP)成本下降速度飞速,2010年至今以下滑47%,那么品质有没有保障呢?最近美国国家再生能源实验室(NREL)公布长达257页的CSP研究报告,指出各地的奖励计划确实促进CSP发展进度,但同时也因为措施进程紧迫,牺牲不少工程品质。

就某方面来说,这就是“吃紧弄破碗”,赶着完成工程、运营与融资等各种死线,却疏于培育工作人员如何处理故障问题,同时也有电厂设计、如何调度运维人员等问题,或许可以说团队经验不足,于是许多CSP以失败收场。

CSP案场有分许多种,但大多是由各种曲面镜来聚焦阳光,用来加热盐水或是熔盐,最后用蒸气驱动发电机发电,目前世上已经有100多座CSP案场,而NREL收集近80%运营商或所有者的反馈之后,发现多种问题与挑战,多是与技术问题无关的运营和维护问题。

问题环绕在盐水外泄、镜子没擦与与糟糕的控制系统,其中针对盐水外泄,报告建议得快速找到并加以修复承接盐水的水箱,不然一旦盐泄露到地基中,首先要挪开地板、抬高水箱,开始移走并更换地基地,之后再恢复原状,除之外没有其他办法可以去除盐分,过程耗时又花钱。

NREL经理Mark Mehos表示,运营商和维护人员应尽快参与案场工程、也希望工程设计师有足够的经验,向操作员提供专业知识。

依照不同的聚光太阳热能技术,会遇上不同的挑战,就像由加州Luz发光发热的抛物线槽式集热器(SEGS)太阳能发电,就是利用弯曲的镜面将太阳辐射聚焦到管状收集器上,再借由加热管内的矿物油等工作介质,最后产生蒸气推动发电机,当时认为这种电厂可以带来更便宜的电价。

然而事与愿违,如今Luz已经破产,当时副总裁Mike Lotker表示,争取税收减免、相关单位批准、获得资金相当困难,在建造第九座CSP电厂时,就遇上成本超支、加班费与林林总总的操作问题,因此没办法为第十座电厂筹得资金。

至于另一种塔型太阳热能是目前较为流行的CSP案场模式,在一大片圆形摆设的反射镜海中央轰立一座高塔,将阳光聚集到塔顶的集热器,而这项技术也会搭配熔融盐系统,熔盐吸收底下镜面反射的日照后,温度会攀升至摄氏500度以上,流入存储槽并存储热能后,就可作为蒸气涡轮发电机组的热源。

现在世界上大约有10座塔型电厂,其实也有各式各样的问题,像是蒸气产生困难等等。根据NREL的报告,过去电厂完工后转交至运营商与运维商的过程非常匆忙,没有足够持间熟悉案场,Mehos补充,理想情况下,要先打造一座较小型的电厂,经过一段时间的测试与运行、累计经验后再建设更大型的案场,不然就是与有经验者合作,这些皆并非一蹴而就。

但也有可能是因为早期的CSP案场将训练结果与失败经验保密到家,因此Mehos指出,希望下一代的开发人员可以从过去的成功、失败经验中学习。毕竟CSP案场储光又可储热,能与晶体硅太阳能相互合作,且这项技术也算“现在进行时”,正不断累计学习曲线,中国、中东等12国皆有投入,新型电厂运行状况也有改善,未来仍可期。

(首图为示意图,来源:Amble“CC BY-SA”)