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,但同时也因为措施时程紧迫,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、营运与融资等各种死线,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、如何调度维运人员等问题,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%营运商或所有者的回馈之后,发现多种问题与挑战,多是与技术问题无关的营运和维护问题。
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,不然一旦盐泄漏到地基中,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,营运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,流入储存槽并储存热能后,就可做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营运商与维运商的过程非常匆忙,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作、累积经验后再建设更大型的案场,不然就是与有经验者合作,这些皆并非一蹴可几。
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,能与硅晶太阳能相互合作,且这项技术也算“现在进行式”,正不断累积学习曲线,中国、中东等 12 国皆有投入,新型电厂运作状况也有改善,未来仍可期。
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(首图为示意图,来源:Amble [CC BY-SA])