西欧因为政策减碳,美国因为经济因素,都正在快速淘汰燃煤发电,那么这么多除役下来的燃煤发电厂该怎么处理呢?风能大厂西门子歌美萨(Siemens Gamesa)对这些淘汰燃煤电厂有“资源回收”的想法,认为它们在绿能新时代可以改造为不同作用。
可再生能源的最佳伙伴是能源储存,搭配能源储存之后不但能完全排除所谓“不稳定性”的问题,更能大为扩大可再生能源应用,目前主流能源储存技术仍是锂电池,不过锂电池特性并不大适合长时间、大量能源储存,因此许多厂商发展热能储能技术。
10 年前尚未购并歌美萨的西门子风能(Siemens Wind Power),就已提出热能储能概念,发展电热能源储存(Electric Thermal Energy Storage,ETES),原理是用热风加热火山岩石到摄氏 800 度高温,用热能来储能,之后需要用电时,用热煮沸水驱动蒸汽涡轮发电,可提供电力或蒸汽给终端用户。
2019 年时,西门子歌美萨将这概念付诸实行,于汉堡港完成一组 30 百万瓦(megawatt)13 万度的示范系统上线连上电网,运转超过 6 个月以来,如今西门子歌美萨计划扩大为正式计划,推出模组化的 100 万度系统,潜在客户为风场经营商,用搭配储能避免电力过剩时发生弃风现象,把风力发电储存起来到电力没有过剩时才售出,另一方面则是停役燃煤发电厂营运商,可让燃煤电厂涡轮等部分既有设备继续发挥剩余价值。
许多长时间大量储能的能源储存技术正在积极发展、彼此竞争,西门子歌美萨认为电热能源储存技术的优势在于,只有这个技术能“资源回收”利用要淘汰的燃煤电厂,而欧美总计要淘汰的燃煤电厂数量相当庞大,若能把这些燃煤电厂转变为绿能时代的助力,想必有相当商机。
电热能源储存技术赋予燃煤电厂新价值
西门子歌美萨认为,燃煤电厂因为烧煤而产生污染与碳排放,但是若把煤除去,发电涡轮设备的技术相当成熟,运作非常有效率,投资兴建电厂的固定成本相当高,建设完成后却要很快除役,相当浪费,消费者希望这些资产能继续使用 30 年,而西门子歌美萨认为,电热能源储存技术正是让这些资产在绿能时代起死回生再利用的办法。
电热能源储存技术利用传统燃煤电厂的优点在于,只需把燃煤室改造成储热室,除此以外,过去的蒸气涡轮、管线配置、电机设备等,都与旧电厂完全一致,由于燃煤电厂必定早就与电网连结,所以这部分也不需重复投资,对电力公司来说,更可完全把储能设施当成过去的燃煤电厂看待,管理也相当熟悉。
西门子歌美萨不只着眼于改造既有燃煤电厂,也计划在近工业客户的场址兴建新能源储存设施,尤其是同时需要蒸汽与电力的工厂。
“资源回收”既有电厂的算盘可说打得精,不过,唯一问题是热机的发电效率问题。以目前火力发电技术热效率最高的复循环燃气发电来说,最高热效率约六成。若热机当成储能使用,假设从电转换成热的损失略过不计,从热转换成电时,假设热效率为六成,也就是要损失四成能量,一储一放就要平白损失四成电力起跳,与其他储能技术相比,是否有经济效益?这将是热能储能技术的最根本问题。
- How Siemens Gamesa Could Give Coal Plants a Second Life
(首图来源:pixabay)
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