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Retrofit of a coal-fired power plant with a rock bed thermal energy storage

Roldán Serrano, María Isabel und Knobloch, Kai und Giuliano, Stefano und Engelbrecht, Kurt und Hirsch, Tobias (2023) Retrofit of a coal-fired power plant with a rock bed thermal energy storage. Journal of Energy Storage (75). Elsevier. doi: 10.1016/j.est.2023.109238. ISSN 2352-152X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X23026361

Kurzfassung

Power production accounts for about one-fifth of the global final energy consumption and over one-third of all energy-related CO2 emissions. Low-cost, large-scale thermal energy storages are considered as solutions for the decarbonization of fossil-fired power plants by their conversion into power-to-heat-to-power systems, so-called thermal storage power plants. This paper investigates the retrofit of a Chilean coal-fired power plant with an innovative solid media storage from a techno-economic perspective. Selecting a storage capacity of 5.27 GWhth, corresponding to 8 h of discharge, and increasing the inlet steam generator temperature from 590 to 650 ◦C lead to the highest annual round-trip efficiency of 34.9% and to up to 3.4% lower levelized cost of electricity. Minimum levelized cost of electricity as low as 88.1 e/MWh is attained and considered as close to competitiveness with well-established molten salt storage systems. A sensitivity analysis shows that assuming even five times lower storage costs, initially the strongest driver of capital expenditure, only meant 4% lower levelized costs of electricity on average. On the other hand, the design of electricity purchase for charging, for example with green power purchase agreements, turns out to be the key lever to a successful implementation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199723/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Retrofit of a coal-fired power plant with a rock bed thermal energy storage
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Roldán Serrano, María IsabelMaria.RoldanSerrano (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0663-6048148261866
Knobloch, Kaikaikn (at) dtu.dkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Giuliano, Stefanostefano.guiliano (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Engelbrecht, Kurtkuen (at) dtu.dkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hirsch, TobiasTobias.Hirsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0063-0128NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 November 2023
Erschienen in:Journal of Energy Storage
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.est.2023.109238
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Cabeza, Luisa F.ElsevierNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:2352-152X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermal energy storage, Techno-economic analysis, Packed bed, Power plant, Carnot battery
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Energiesystemtransformation
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Systemanalyse und Technologiebewertung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Hochtemperatur-Technologien
Hinterlegt von: Roldan Serrano, Maria Isabel
Hinterlegt am:07 Dez 2023 14:45
Letzte Änderung:12 Dez 2023 11:18

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