屋漏偏逢連夜雨,伊萬帕聚光太陽能發電塔起火

作者 | 發布日期 2016 年 05 月 26 日 15:22 | 分類 太陽能 , 能源科技 follow us in feedly
下載自路透

全球最大太陽能發電計畫之一的伊萬帕(Ivanpah)計畫,自 2014 年上線之後因表現不如預期,面臨債務違約窘境,加州公共事業委員會(California Public Utilities Commission,CPUC)給予「緩刑」至 2016 年 7 月 31 日,限期改善發電產出,正當伊萬帕計畫全力衝刺發電進度時,2016 年 5 月 20 日又出了狀況,一座發電塔意外起火燃燒而停擺。



伊萬帕計畫工程師表示,整個計畫起步期遠低於預期中發電能力的原因在於第一年遇上陰雨較多的年份,不僅直接降低了發電量,更嚴重的是讓工程團隊失去診斷系統問題以及調整最佳化的先機,導致第二年也因系統尚未能最佳化運轉而效能不佳。

其中,效能失常的主要原因之一,其實只是一個很小的物理問題,伊萬帕計畫的發電原理是聚光在發電塔上的蒸汽鍋爐,煮沸水為蒸汽來推動蒸汽渦輪發電,傳統蒸汽鍋爐的體積相當大,但為了能裝在高聳的發電塔上,伊萬帕的蒸汽鍋爐設計上縮小,蒸汽鍋爐都有設有安全措施,內建的感測器若偵測到水位過高,表示熱能不足供水沒有煮沸成蒸汽,有可能造成水淹過渦輪系統受損,此時就會緊急停機,但是縮小過的伊萬帕蒸汽鍋爐,熱能差一丁點就會水位上下變化很大,導致系統一直緊急停機,甚至在早上得花上 4 小時才能開機,大為減少發電量。

伊萬帕工程師找到這個問題後,將感測器的停機安全值上下範圍調寬,從原本上下 3 英吋,調寬為上下 11~12 英吋,就大大的改善了停機的情況,早上開機時間也縮短到只需要 25 分鐘,過去早上日照較低時只要一小片雲飄過就會停機的情況也改善了,如今這種狀況已經減少到每幾周才發生一次。

伊萬帕工程師也抱怨成為媒體焦點的不公,表示過去當各種發電機的發展過程中,也都有一段跌跌撞撞的起步期,包括燃氣發電,最初跳機率高達 3~4 成,但是當時媒體並沒有特別關注,日後隨著經驗累積與技術改善,現在燃氣發電已經相當可靠,達 97~98% 的妥善率。

 

面臨碳排放問題

不過伊萬帕工程師的抱怨恐怕站不住腳,過去燃氣渦輪是民間自己研發,出了包賠錢也是股東的事,所以大眾不用太過關心,伊萬帕可是領了許多政府補貼,又是驚人的超大計畫,當然會受到更多檢視,而且伊萬帕出的意外可真不少,就在好不容易交出 2016 年 2 月發電量較 2015 年同期成長 122% 的振奮成績單之後,2016 年 5 月 20 日又出了狀況。

伊萬帕用來聚光的 17.35 萬片反射鏡由電腦控制角度來將陽光聚焦至塔頂鍋爐,20 日時顯然這電腦系統出了點問題,有部分鏡片反光聚焦點過低,結果把發電塔本身給燒了,發電塔是真的起火燃燒,部分管線受損。目前營運團隊正在找尋故障發生的原因,若因此造成發電塔暫停運轉,那對急著趕上發電進度的伊萬帕計畫來說真是火上加油。

不過,這點小火還只是伊萬帕面臨問題的最小的一個,伊萬帕還面臨著碳排放問題,以減碳為號召的伊萬帕聚光太陽能計畫,為何會有碳排放問題?這是因為晨間需要以天然氣先預熱鍋爐,結果一年排放 4.6 萬噸二氧化碳,足以讓伊萬帕計畫得參與加州的碳排放管制計畫。

更根本的問題是成本,加州太平洋瓦斯電力公司(PG&E)每度電付給伊萬帕計畫 20 美分,相當於新台幣 6.535 元,同時美國太陽能電池發電成本則已經降至 6 美分以下,約新台幣 2 元,燃氣發電成本更只有 3.5 美分,約新台幣 1.144 元,伊萬帕計畫相對於其他能源成本高出數倍,已經成為大而無當的錢坑。

起火事件讓伊萬帕計畫又蒙上了一層陰影,但這可能不會是最後一次。產業界指出,大型聚光式太陽能計畫規模浩大,以伊萬帕計畫來說,有 17.35 萬片鏡片都要隨時移動調整角度,可動元件多到數不清,這麼龐大的系統當然一定會出錯,大小故障意外對這麼大的系統來說都是意料中的事而已。

(首圖來源:達志影像) 

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