《2021中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書》發(fā)布

太陽能熱發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，通過熱功轉(zhuǎn)換過程發(fā)電的系統(tǒng)。碳達(dá)峰、碳中和以及構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)目標(biāo)的提出，為太陽能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。國務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動方案》明確：積極發(fā)展太陽能光熱發(fā)電，推動建立光熱發(fā)電與光伏發(fā)電、風(fēng)電互補(bǔ)調(diào)節(jié)的風(fēng)光熱綜合可再生能源發(fā)電基地。加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)。目前，在國家補(bǔ)貼退出后，在資源優(yōu)質(zhì)區(qū)域，通過與風(fēng)電、光伏發(fā)電基地一體化建設(shè)等方式，建設(shè)一定規(guī)模的光熱發(fā)電項(xiàng)目，充分發(fā)揮光熱發(fā)電的調(diào)節(jié)作用和系統(tǒng)支撐能力，保障光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)能夠接續(xù)發(fā)展。

近日，由國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、中國可再生能源學(xué)會太陽能熱發(fā)電專業(yè)委員會、中關(guān)村新源太陽能熱利用技術(shù)服務(wù)中心聯(lián)合編制的《2021中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書》發(fā)布。

2021中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書（以下簡稱“藍(lán)皮書”）共分為9個章節(jié)，分別為：太陽能熱發(fā)電的發(fā)展機(jī)遇和定位、太陽能熱發(fā)電市場發(fā)展、我國太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目運(yùn)行情況、我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈情況、我國太陽能熱發(fā)電研發(fā)項(xiàng)目情況、太陽能熱發(fā)電投資成本、太陽能熱發(fā)電站全生命周期碳排放、太陽能熱發(fā)電發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及對策，以及附錄。附錄主要包括：我國2021年發(fā)布的太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目政策、美國能源部2021年度支持的太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目清單、2021年發(fā)布的太陽能熱發(fā)電相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、我國太陽能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展主要?dú)v程、太陽能光熱聯(lián)盟理事成員單位及業(yè)務(wù)范圍名錄。全文4.5萬+字，共55張圖表。

太陽能熱發(fā)電由于配置了大容量、安全環(huán)保的熔鹽儲能系統(tǒng)，能夠克服太陽能自身的間歇性和不穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)長周期連續(xù)發(fā)電，可以承擔(dān)基礎(chǔ)電力負(fù)荷，是新型電力系統(tǒng)中的中流砥柱和壓艙石?！端{(lán)皮書》數(shù)據(jù)顯示，我國首個大型商業(yè)化太陽能光熱示范電站——中廣核德令哈50MW槽式電站自2021年9月19日至2022年1月4日，機(jī)組已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行107天，刷新了2020年最長連續(xù)運(yùn)行32.2天的紀(jì)錄，在國內(nèi)外處于領(lǐng)先地位。這充分說明了儲熱型太陽能熱發(fā)電“不看天吃飯”的巨大優(yōu)勢。

根據(jù)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計，截至2021年底，全球太陽能熱發(fā)電累計裝機(jī)容量達(dá)到6.8GW，我國太陽能熱發(fā)電累計裝機(jī)容量為538MW（含MW級以上規(guī)模的發(fā)電系統(tǒng)）。其中，槽式、塔式、線性菲涅耳（簡稱線菲）技術(shù)裝機(jī)在全球主要國家和地區(qū)的占比為76%，20%和4%。我國太陽能熱發(fā)電裝機(jī)容量中，塔式技術(shù)路線占比約60%，槽式技術(shù)約28%，線菲技術(shù)約12%。

圖：2014~2021年全球太陽能熱發(fā)電累計裝機(jī)容量發(fā)展情況

圖：2021年底我國太陽能熱發(fā)電累計裝機(jī)容量

《藍(lán)皮書》總結(jié)了我國7座太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目以及1座多能互補(bǔ)項(xiàng)目中的光熱電站的運(yùn)行狀況。需要說明的是，這些電站并網(wǎng)時間不同，儲能時長等技術(shù)指標(biāo)也不盡相同，但每個電站都通過不斷消缺和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，其性能和發(fā)電量均在逐步提升。

中廣核德令哈50MW槽式電站2021年度上網(wǎng)電量同比2020年度提升31.6%，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組連續(xù)運(yùn)行107天的紀(jì)錄。首航高科敦煌100MW熔鹽塔式電站2021年同期發(fā)電量再度增長39.7%， 電站各項(xiàng)性能指標(biāo)仍在大幅度提升。青海中控德令哈50MW太陽能光熱電站絕大多數(shù)月份電站實(shí)際發(fā)電量達(dá)到或超過設(shè)計值。中電建共和50MW塔式光熱電站2021年5月7日當(dāng)天電站總計運(yùn)行時長16小時43分鐘，日上網(wǎng)電量達(dá)到53.9萬kWh。中電哈密50MW塔式電站2021年9月實(shí)現(xiàn)全容量發(fā)電，機(jī)組實(shí)現(xiàn)5天連續(xù)運(yùn)行。蘭州大成敦煌50MW太陽能光熱電站項(xiàng)目單日最高發(fā)電量達(dá)到61.04萬kWh，多個月份發(fā)電量超過800萬kWh，隨著聚光集熱系統(tǒng)分批全部投運(yùn)，項(xiàng)目發(fā)電量還有較大提升空間。內(nèi)蒙古烏拉特中旗100MW槽式光熱示范電站熔鹽儲能于2021年7月投運(yùn)，2021年1月至10月已累計發(fā)電約2.2億kWh，單日最高發(fā)電量達(dá)212.8萬kWh；電站通過實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了槽式光熱電站連續(xù)運(yùn)行作為基礎(chǔ)負(fù)荷，低負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行以及快速調(diào)負(fù)荷參與調(diào)峰等性能。青海格爾木魯能多能互補(bǔ)50MW塔式光熱電站2021年6月4日單日發(fā)電量109.62萬kWh，創(chuàng)歷史最高；2021年11月，電站月度發(fā)電量達(dá)到1067.3775萬kWh。

表：青海中控德令哈50MW光熱電站2021年9～12月發(fā)電量數(shù)據(jù)

(電站2021年7月熔鹽儲能投運(yùn))

在太陽能熱發(fā)電新的項(xiàng)目方面，2021年，青海省和甘肅省分別舉行了新能源項(xiàng)目集中開工儀式，吉林省舉行了“陸上風(fēng)光三峽”工程全面建設(shè)啟動儀式。這些項(xiàng)目將在2023年底前建成并網(wǎng)，其中包含光熱發(fā)電裝機(jī)容量共計101萬千瓦。經(jīng)過調(diào)研，目前這些項(xiàng)目基本都在正常推進(jìn)中。

在產(chǎn)業(yè)鏈方面，《藍(lán)皮書》提出：我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的主要特點(diǎn)是以易于獲得、安全且豐富的原材料為出發(fā)點(diǎn)和起點(diǎn)，如鋼鐵、水泥、超白玻璃、高溫吸熱及傳儲熱材料（導(dǎo)熱油、熔融鹽）、保溫材料等，帶動了自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)鏈核心裝備的發(fā)展，如反射鏡、定日鏡、塔式吸熱器、槽式聚光器、槽式吸熱管、高精度傳動箱、支架、就地控制器、儲熱裝置/系統(tǒng)、滑壓汽輪機(jī)等。在國家第一批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目中，設(shè)備、材料國產(chǎn)化率超過90%，技術(shù)及裝備的可靠性和先進(jìn)性在電站投運(yùn)后得到了有效驗(yàn)證。據(jù)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟不完全統(tǒng)計，2021年，我國從事太陽能熱發(fā)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品和服務(wù)的企事業(yè)單位數(shù)量近550家；其中，太陽能熱發(fā)電行業(yè)特有的聚光、吸熱、傳儲熱系統(tǒng)相關(guān)從業(yè)企業(yè)數(shù)量約320家，約占目前太陽能熱發(fā)電行業(yè)相關(guān)企業(yè)總數(shù)的60%，以聚光領(lǐng)域從業(yè)企業(yè)數(shù)量最多，約170家。我國已經(jīng)建立了數(shù)條太陽能熱發(fā)電專用的部件和裝備生產(chǎn)線，具備了支撐太陽能熱發(fā)電大規(guī)模發(fā)展的供應(yīng)能力，年供貨量可滿足2~3GW太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)。

圖：我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的主要環(huán)節(jié)及代表性企事業(yè)單位

根據(jù)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計，2018～2020年期間投產(chǎn)的8座太陽能熱發(fā)電站共使用反射鏡6912922平方米，熔鹽214523噸，真空吸熱管102300支，導(dǎo)熱油10500噸。

圖：太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目關(guān)鍵部件材料國內(nèi)外供貨比例情況

《藍(lán)皮書》對“寬波段平面超表面太陽能聚光器及其集熱系統(tǒng)”項(xiàng)目、“太陽能光熱發(fā)電及熱利用關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”項(xiàng)目、“第四代光熱發(fā)電高溫固體顆粒吸熱器研究”項(xiàng)目、“第四代光熱發(fā)電超臨界二氧化碳換熱器研究”項(xiàng)目、“光熱發(fā)電用耐高溫熔鹽特種合金研制與應(yīng)用”項(xiàng)目等太陽能熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目情況進(jìn)行了簡單回顧。在第六章和第七章分別對太陽能槽式和塔式太陽能光熱電站的投資構(gòu)成，塔式太陽能熱發(fā)電站全生命周期碳排放情況進(jìn)行了介紹。

《藍(lán)皮書》指出：太陽能熱發(fā)電易于配置大容量、長周期、更安全低碳的儲能系統(tǒng)，且采用常規(guī)汽輪發(fā)電機(jī)組，系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)動慣量和電網(wǎng)同步機(jī)特性，是一種靈活性調(diào)節(jié)電源，非常符合當(dāng)前高比例不穩(wěn)定可再生能源電源并網(wǎng)情境下電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對快速調(diào)峰電源的迫切需要，能夠?yàn)闃?gòu)建新能源為主體的新型電力系統(tǒng)奠定安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)。最后，《藍(lán)皮書》從降低總投資和運(yùn)維成本、提高效率兩個方面對如何進(jìn)一步降低發(fā)電成本進(jìn)行了分析。

核心技術(shù)是國之重器，創(chuàng)新是高質(zhì)量發(fā)展的第一動力。習(xí)近平總書記指出：“我們更要大力提升自主創(chuàng)新能力，盡快突破關(guān)鍵核心技術(shù)。這是關(guān)系我國發(fā)展全局的重大問題，也是形成以國內(nèi)大循環(huán)為主體的關(guān)鍵。”只有打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)，才能徹底消除“卡脖子”隱憂，真正發(fā)揮創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展的第一動力作用，才能暢通國內(nèi)大循環(huán)，掌握發(fā)展主動權(quán)，實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量發(fā)展。

《藍(lán)皮書》建議國家相關(guān)部門能夠確立對太陽能熱發(fā)電核心原創(chuàng)性技術(shù)的研發(fā)支持，維護(hù)我國自“十一五”以來在太陽能熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)方面的成果積累，緊跟國際步伐（2021年美國能源部資助的4000萬美元的太陽能研發(fā)經(jīng)費(fèi)中約73%用于太陽能熱發(fā)電相關(guān)技術(shù)研究），不斷突破，保持技術(shù)領(lǐng)先性。同時，不斷提升我國在太陽能熱發(fā)電站集成技術(shù)方面的水平，通過不斷建設(shè)規(guī)?；?xiàng)目，保持并繼續(xù)發(fā)揮我國現(xiàn)階段取得的成果，不斷提升我國在第二代太陽能熱發(fā)電技術(shù)方面的總體設(shè)計能力和運(yùn)維水平，核心部件裝備和關(guān)鍵配件智造能力，培養(yǎng)工程人才，最終實(shí)現(xiàn)太陽能熱發(fā)電和我國風(fēng)電、光伏行業(yè)一樣在技術(shù)、成本、規(guī)模方面的全球領(lǐng)先地位，盡快發(fā)揮太陽熱能技術(shù)在“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中應(yīng)有的作用。