对太阳能热存储潜力的一些怀疑

该帖子最初出现在能源自力更生州，这是地方自力更生研究所新规则项目的资源。

本月初，《纽约时报》记者马特·沃尔德（Matt Wald）谈到了储能在支持可再生能源扩张方面的作用。但是，他对太阳能热发电的特别关注忽视了依靠太阳能热发电的潜在高成本，也忽视了可再生能源的分布式“存储”潜力。

太阳能热能通常被理解为通过集中太阳能来加热水，产生水流并为涡轮机提供动力而产生的集中式发电。太阳能热能支持热量存储（需要支付额外费用），使发电厂可以将发电量转移到一天中的其他时间。这是一项处于商业化初期的技术，通常被人们追捧，因为与总资本成本相比，太阳能蓄热的成本较低（尽管太阳能发电的成本比其他太阳能技术高得多）。

例如，文章重点介绍了SolarReserve太阳能热发电项目，这是一座110兆瓦的发电厂，已获得联邦政府7.37亿美元的贷款担保。如果SolarReserve项目的建设成本与其贷款担保的成本相同（不太可能，因为担保似乎通常占项目成本的80％），则其成本约为每高峰瓦特6.70美元。相比之下，太阳能工业协会报告称，2011年第二季度安装的公用事业规模太阳能光伏发电的平均成本为每瓦3.75美元。

当然，两者之间的比较并不完全是苹果。与类似规模的PV项目相比，SolarReserve项目将以更高的容量系数运行。更大的问题是，每瓦3美元的差异是否足以说明所提供的存储量。光伏电池的存储成本约为每小时每瓦0.50美元。因此，以2011年平均价格计算的光伏项目可以增加6个小时的电池存储量，并且建造成本与SolarReserve相同。这可以解释为什么在过去的一年中，相当数量的太阳能开发商从集中太阳能热发电技术转向了光伏发电。

另一个考虑因素是多少存储空间具有经济意义。通常，电池存储不必持续一整夜，而只需填补生产和电力消耗之间的空白。太阳能热能的存储相对便宜，因此SolarReserve项目具有10个小时或更长时间的能量存储，仅增加了项目成本的5％。但是，太阳能光伏是否需要10小时的存储才能参与竞争？不太可能。

使用太阳能的目标是在用电高峰期间（炎热，晴朗的午后）发电。NREL研究人员在Wald的文章中引用了该词，表明PV的广泛采用（不幸的是，这一短语没有得到解释）将平息下午的电力需求，并使傍晚（PV不再产生）成为发电的关键时间框架，这意味着太阳热能的一大优势。但是，太阳能光伏项目无需匹配太阳能热能的存储容量即可赢得经济论点。如果一个光伏项目只有2-3个小时的存储时间，足以将其输出转移到晚上的高峰时段，它将在很大程度上满足高峰期的需求，并且成本仍低于太阳能发电。

NREL研究人员建议，能量存储的价值可能高达每千瓦时4美分（主要是由于避免了建造新天然气厂的成本）。但是，如果太阳能光伏发电能够以较短的存储时间和较低的成本满足峰值用电需求，那么太阳能火力发电厂就不可能有竞争力。将生产转移到傍晚以满足高峰电力需求可能是非常有利可图的，但是尝试在风能增加时在晚上10点出售正午的阳光完全是另一回事。

存储也不一定是发电厂的附件。其他存储资源，例如电动汽车，可能会产生越来越大的影响。加州大学伯克利分校的研究人员预计，到2020年，美国将有1000万辆电动汽车在路上行驶，如果与日产聆风相似，其总存储容量将达到2.4亿千瓦时（足以为7辆以上的汽车供电）一小时的百万个房屋）。PNNL去年年底进行了一项研究，发现西北太平洋地区的210万辆电动汽车可以支持足够的存储，以在该地区增加10吉瓦的风力发电。

我也只是因为开发时间的限制而对太阳能热能产生的影响不大产生怀疑。根据Greentech Media的数据，在建或拥有许可证和PPA的集中式太阳能热电总容量刚刚超过1.1 GW。可能要到2017年才能完全部署。同时，仅在2011年，美国就部署了超过1吉瓦的太阳能光伏发电。如果根本没有增长，到2017年，太阳能光伏发电量将是太阳能热能发电量的5倍。并且，到2017年，太阳能光伏的成本（如果继续以每年约7％的速度下降）将为每瓦2.45美元。太阳能热发电似乎并没有从相同的学习曲线中受益，也没有以使其能够赶超的速度进行安装。除了在昂贵的集中式太阳能热力发电厂中将存储和太阳能发电相结合之外，持续的成本差异还为存储太阳能提供了许多其他选择。

我没有储存问题的答案，但我怀疑昂贵的集中式太阳能热电厂是将可再生能源与电力需求相匹配的最佳答案。