《2021中國(guó)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(guó)務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》明確：積極發(fā)展太陽能光熱發(fā)電，推動(dòng)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(guó)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(guó)家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)太陽能熱發(fā)電專業(yè)委員會(huì)、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(guó)太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書》發(fā)布。

2021中國(guó)太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書（以下簡(jiǎn)稱“藍(lán)皮書”）共分為9個(gè)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(chǎng)發(fā)展、我國(guó)太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目運(yùn)行情況、我國(guó)太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈情況、我國(guó)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(duì)策，以及附錄。附錄主要包括：我國(guó)2021年發(fā)布的太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目政策、美國(guó)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、我國(guó)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(chǔ)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(zhǎng)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(guó)首個(gè)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(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行32.2天的紀(jì)錄，在國(guó)內(nèi)外處于領(lǐng)先地位。這充分說明了儲(chǔ)熱型太陽能熱發(fā)電“不看天吃飯”的巨大優(yōu)勢(shì)。

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(jì)，截至2021年底，全球太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到6.8GW，我國(guó)太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量為538MW（含MW級(jí)以上規(guī)模的發(fā)電系統(tǒng)）。其中，槽式、塔式、線性菲涅耳（簡(jiǎn)稱線菲）技術(shù)裝機(jī)在全球主要國(guó)家和地區(qū)的占比為76%，20%和4%。我國(guó)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(jì)裝機(jī)容量發(fā)展情況

圖：2021年底我國(guó)太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量

《藍(lán)皮書》總結(jié)了我國(guó)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(shí)間不同，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)等技術(shù)指標(biāo)也不盡相同，但每個(gè)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(zhǎng)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(jì)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(jì)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)16小時(shí)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(gè)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(chǔ)能于2021年7月投運(yùn)，2021年1月至10月已累計(jì)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(chǔ)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(dòng)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(jì)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(guó)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(chǔ)熱材料（導(dǎo)熱油、熔融鹽）、保溫材料等，帶動(dòng)了自主知識(shí)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(dòng)箱、支架、就地控制器、儲(chǔ)熱裝置/系統(tǒng)、滑壓汽輪機(jī)等。在國(guó)家第一批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目中，設(shè)備、材料國(guó)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(jì)，2021年，我國(guó)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(chǔ)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(guó)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(guó)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(jì)，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(guó)內(nèi)外供貨比例情況

《藍(lán)皮書》對(duì)“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(jiǎn)單回顧。在第六章和第七章分別對(duì)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(zhǎng)周期、更安全低碳的儲(chǔ)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(dòng)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(duì)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(gè)方面對(duì)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(guó)之重器，創(chuàng)新是高質(zhì)量發(fā)展的第一動(dòng)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(guó)發(fā)展全局的重大問題，也是形成以國(guó)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(dòng)力作用，才能暢通國(guó)內(nèi)大循環(huán)，掌握發(fā)展主動(dòng)權(quán)，實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量發(fā)展。

《藍(lán)皮書》建議國(guó)家相關(guān)部門能夠確立對(duì)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(guó)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(guó)際步伐（2021年美國(guó)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(shí)，不斷提升我國(guó)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(guó)現(xiàn)階段取得的成果，不斷提升我國(guó)在第二代太陽能熱發(fā)電技術(shù)方面的總體設(shè)計(jì)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(guó)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。