中國儲能網(wǎng)訊：中東北非地區(qū)（MENA）各國的太陽能開發(fā)環(huán)境雖然有明顯的相似之處，但也有諸多不同之處，如海灣地區(qū)各國擁有充足的石油和天然氣資源，而北非地區(qū)的油氣資源相對貧乏，特別是在Maghreb地區(qū)（突尼斯、阿爾及利亞和摩洛哥三國所在地區(qū)的總稱）。
海灣地區(qū)擁有成熟的制造業(yè)和足夠多的油田，是高度工業(yè)化的地區(qū)，基于這種現(xiàn)實(shí)，可以在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域推廣利用光熱發(fā)電技術(shù)。海灣地區(qū)因波斯灣而得名，由沿岸的伊朗、伊拉克、科威特、沙特阿拉伯、巴林、卡塔爾、阿拉伯聯(lián)合酋長國和阿曼等8個(gè)國家組成。
圖：黃色區(qū)域?yàn)镸ENA地區(qū)各國
法國Areva太陽能公司全球銷售副總裁Jayesh Goyal表示，“在海灣地區(qū)，你可以看到熱法海水淡化、輔助提高石油開采率（EOR）、區(qū)域供冷等多種工業(yè)蒸汽應(yīng)用市場，我認(rèn)為光熱發(fā)電技術(shù)可以在這些領(lǐng)域發(fā)揮替代性作用。當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)是海灣地區(qū)大多數(shù)國家的傳統(tǒng)燃料利用產(chǎn)業(yè)是有補(bǔ)貼的低成本的，這讓太陽能的成本看起來更為昂貴?！?
光熱電站開發(fā)的市場空間在于，MENA地區(qū)有無盡的沙漠具備開發(fā)光熱電站的環(huán)境氣候條件，這一點(diǎn)也被廣泛認(rèn)可。但事實(shí)上并非這么簡單?？ㄈ麪柎髮W(xué)副研究員、沙特阿美石油公司(Saudi Aramco)的前太陽能工程師Steven Meyers表示，“土地的可用性是MENA地區(qū)經(jīng)常討論的話題，一般的想法是由于當(dāng)?shù)負(fù)碛袕V闊的沙漠地帶，項(xiàng)目用地和選址可以很容易完成。但當(dāng)?shù)赝恋氐乃袡?quán)并不十分清晰，常常牽連到政府端的爭執(zhí)。這增加了土地利用的不確定性和獲得項(xiàng)目用地的困難度?！?
各地區(qū)的太陽能輻照資源也存在差異，這也在一定程度上決定了不同的光熱發(fā)電技術(shù)的選擇。Meysers表示，“在如摩洛哥和沙特Tabuk這些高DNI輻照地區(qū)，塔式技術(shù)可能更為適宜，因?yàn)楫?dāng)?shù)氐目諝鉂穸仁亲钚〉?，空氣中的沙塵含量也是最小的。但在北非的沿海和海灣內(nèi)陸地區(qū)，槽式和塔式技術(shù)均是合適的，但基于塔式技術(shù)急劇下跌的成本曲線，采用塔式技術(shù)在未來應(yīng)是更好的選擇”。
但Meysers也承認(rèn)，最初的電站建設(shè)很可能還得從槽式開始，因?yàn)椴凼郊夹g(shù)更成熟，更易獲得銀行融資的認(rèn)可，風(fēng)險(xiǎn)更低。“在海灣地區(qū)的沿海地區(qū)建設(shè)具備經(jīng)濟(jì)可行性的帶儲熱的光熱電站，對槽式和塔式技術(shù)而言都是困難的，因?yàn)檫@里的DNI輻照水平較低，大多不超過1900kWh/m2/y。”
除了自然資是源儲量和太陽能輻照資源的不同之外，MENA地區(qū)共同面臨的問題是水資源的缺乏，因此對于在MENA地區(qū)開發(fā)光熱電站而言，節(jié)約水資源是重要的考量要素之一?！霸谝粋€(gè)光熱電站中，如果采用水冷，水的消耗主要是在冷卻環(huán)節(jié)和反射鏡清洗方面，對于冷卻而言，我們建議采用空冷技術(shù)，其耗水量僅是水冷耗水量的十分之一?！盙oyal表示。
技術(shù)考量
一般而言，采用何種聚光技術(shù)主要考慮目標(biāo)電站的類型和本地的地理?xiàng)l件。Meyers強(qiáng)調(diào)，“中東地區(qū)典型的ISCC聯(lián)合循環(huán)電站位于海岸附近，蒸汽發(fā)生器需要與燃?xì)獍l(fā)電的蒸汽輪機(jī)足夠的近來降低系統(tǒng)集成的成本。菲涅爾光熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)可以直接生產(chǎn)出450攝氏度以上的蒸汽，可以直接并入汽輪機(jī)。”
槽式技術(shù)是經(jīng)過最多驗(yàn)證的受銀行融資認(rèn)可的技術(shù)，其也可以進(jìn)行ISCC聯(lián)合循環(huán)電站的開發(fā)，但槽式電站產(chǎn)出的蒸汽溫度一般低于400攝氏度，另需增加余熱回收蒸汽發(fā)生器，這可能將增加整體成本。
塔式技術(shù)可以生產(chǎn)出直接可以應(yīng)用于蒸汽輪機(jī)的過熱蒸汽，但其可能會帶來更高的熱能生產(chǎn)價(jià)格，同時(shí)會因海岸地區(qū)的空氣濕度較大和沙塵含量而造成性能衰減，菲涅爾也會受此影響，但相對更小一些，這些不利因素對槽式技術(shù)的影響最小。
“總的來看，要最輕易地實(shí)現(xiàn)太陽熱能和傳統(tǒng)化石熱能的集合，菲涅爾技術(shù)應(yīng)是更值得深入研究的，其理論上更適合于ISCC和混合電站，在北非和海灣地區(qū)有更好的適用性?！盡eyers表示。
儲熱的選擇
儲熱技術(shù)已是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，可以在太陽能輻照資源較低的白天和夜晚通過該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)持續(xù)供電。但對于部分國家，儲熱不僅僅是一個(gè)選擇。Meyers表示，“在沒有足夠多的和廉價(jià)的天然氣等化石能源的地區(qū)，或者在電網(wǎng)系統(tǒng)較為脆弱的地區(qū)，儲熱的價(jià)值就更顯突出。摩洛哥和該國太陽能管理機(jī)構(gòu)MASEN已經(jīng)開始通過其瓦爾扎扎特項(xiàng)目的建設(shè)證明這一點(diǎn)，沙特和沙特原子能和可再生能源城KA.CARE也已確定在未來的光熱發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)中至少要配置4小時(shí)的儲熱系統(tǒng)?！?
事實(shí)上，阿聯(lián)酋100MW的Shams1光熱電站就是一個(gè)例子，該電站沒有儲熱系統(tǒng)，但阿聯(lián)酋的天然氣資源十分豐富且廉價(jià)，因此其采用了天然氣輔助來維持較長時(shí)間的運(yùn)行。
“在擁有天然氣資源的國家，你有能力通過天然氣的應(yīng)用優(yōu)化聯(lián)合循環(huán)電站的性能，典型的情況是，當(dāng)環(huán)境氣溫較高時(shí)，燃?xì)獍l(fā)電的效率越低，而此時(shí)正是太陽能熱發(fā)電效率越高的時(shí)候，因此此時(shí)可以更多地采用光熱發(fā)電系統(tǒng)?！盙oyal表示。
ISCC的三重效益
混合發(fā)電是提高海灣地區(qū)和北非地區(qū)光熱發(fā)電技術(shù)在電力市場中的份額的有效途徑。ISCC電站在摩洛哥、阿爾及利亞和埃及地區(qū)也已有成功案例，科威特和沙特目前也正籌備建設(shè)類似的ISCC電站，科威特去年宣布計(jì)劃建設(shè)一個(gè)280MW的Al-Abdaliya光熱燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站，沙特則在去年年底發(fā)布了550MW的Duba 1光熱聯(lián)合循環(huán)電站招標(biāo)意向函。
各國之所以對ISCC電站感興趣，Meyers認(rèn)為主要是因?yàn)槠鋵鉄犭娬編淼娜匦б妫骸疤岣唠娬拘省⑴c配套電廠共享公共基礎(chǔ)設(shè)施、降低投資風(fēng)險(xiǎn)?！癐SCC電站的光熱系統(tǒng)的CAPEX（一次性投資支出）與純光熱電站相比要低不少，使其可以在成本上與現(xiàn)在的光伏發(fā)電相競爭。”Meyers說道。
對于海灣地區(qū)國家等擁有豐富而廉價(jià)的化石燃料的國家，和像埃及那樣擁有豐富生物質(zhì)燃料的國家而言，他們對ISCC的概念更為感興趣，因?yàn)榭梢岳霉鉄岚l(fā)電技術(shù)更好地與當(dāng)前的傳統(tǒng)熱發(fā)電設(shè)施相互融合。另外，ISCC電站可以降低國內(nèi)的燃料消耗，反過來增加化石燃料的出口額，節(jié)約的化石燃料可以用于精煉出更多高價(jià)值的化工產(chǎn)品，同時(shí)多樣化其電力來源構(gòu)成。
但I(xiàn)SCC電站的選址需要審慎考慮。Meyers解釋稱，“一個(gè)需要關(guān)注的點(diǎn)是，海灣地區(qū)多數(shù)傳統(tǒng)熱電站的廠址位于海岸線附近，以滿足冷卻用水的需要，同時(shí)進(jìn)行海水淡化。但光熱電站如果選址海邊將對集熱場造成不利影響，海邊的空氣濕度較高，空氣中高含量的氣凝膠也將對太陽能輻照強(qiáng)度造成削弱影響，空氣中的鹽分還可能對反射鏡造成腐蝕?！?
總的來看，所有光熱發(fā)電技術(shù)都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在中東和北非地區(qū)利用這些光熱發(fā)電技術(shù)要針對各地區(qū)的實(shí)際環(huán)境條件考慮，具體選擇取決于選址、規(guī)模和應(yīng)用。但無論如何，投資成本和電站長期運(yùn)行的可靠性是必須被考慮的重要因素。
