中國太陽能熱利用2011年度發展研究報告(上)

中國農村能源行業協會太陽能熱利用專業委員會 ■ 霍志臣 羅振濤

利用太陽能轉化為熱能即太陽能熱利用是實現能源替代、減少排放以及改善城鄉居民生活條件的重要保障。“十一五”期間，我國太陽能熱利用產業快速、健康、持續發展，正在從世界生產應用大國向世界強國邁進。國家“十二五”規劃中明確提出“全面發展太陽能熱利用”，這是對太陽能熱利用產業的肯定，同時也是對該產業的極大鼓舞。

太陽能熱利用就是直接將太陽的輻射能轉化為熱能的應用。目前在中國的研究和應用主要包括太陽能熱水器、太陽房、太陽灶、太陽干燥、太陽海水淡化、太陽能空調、太陽能熱發電及其他工農業生產應用。目前太陽能熱利用已經商業化，取得了重大的社會、經濟、環境效益。

一 中國太陽熱利用產業發展現狀

1 各類產品應用均有擴大

2010年太陽能熱水器產業穩步發展，太陽房、太陽灶等熱利用產品應用擴大。

太陽能熱水器：太陽能熱水器是我國太陽能利用中應用最廣泛、產業化發展最迅速的太陽能產品。由我國自主開發生產的全玻璃真空管太陽集熱器的科技水平、制造技術、生產規模均處于國際領先水平，且生產成本低廉，具有較強的國際競爭力。我國的太陽能熱水器產業進入20世紀90年代后期以來發展迅速，生產量由1998年的350萬m2增長到2011 年的5760萬m2/年，熱水器的總保有量由1998年的1500萬m2增長到2011年的1.936億m2，形成一定的產業規模。

表1 1998～2011年太陽能熱水器年生產量和保有量

從表1可以看出，2010年總產量與2009年相比增長了16.7%，保有量增長了15.9%，而2009年總產量和保有量與2008年比分別增長35.5%和16%。2010年增速明顯放緩，主要原因是受2010年氣候影響、2008年國際金融危機對我國的后期影響以及部分企業戰略調整。

截止到2010年我國已建成被動太陽房超過2000萬m2；推廣太陽灶200萬臺，并出口到非洲等許多國家和地區60萬臺左右；各種類型太陽能干燥裝置的采光面積近3萬m2以及其他太陽能熱利用示范，如空調、熱發電、工農業熱利用等。

太陽房：太陽房建設仍以被動太陽房為主，但主動采暖發展很快，在北京、內蒙古、寧夏、西藏、遼寧等地區，建成了許多示范建筑。近年來在我國北方地區十分受政府及開發商重視，特別是北京市將太陽房建筑和熱水采暖系統結合，進行大面積示范，得到用戶普遍歡迎，北京市也制定了新標準。隨著國家建設部提出今后發展綠色節能建筑的戰略目標，主被動結合太陽房的開發與建設將會得到進一步發展。

表2 2006～2010年中國建成太陽房累計數量

太陽灶：目前在我國西部偏遠地區仍有一定的市場，國外如非洲、阿富汗、巴基斯坦等國家也有大量需求。太陽灶作為太陽能熱利用產品，在今后一段時間內還會有一定發展，特別是在西藏、四川、甘肅、內蒙古等嚴重缺柴和缺少生物質地區受到歡迎。目前已出現了設計制造質量好、壽命長、使用更方便的農村用太陽灶，深受農民歡迎。

表3 中國太陽灶歷年正常使用保有量

太陽能溫室、太陽能工農業應用、太陽能干燥、太陽能空調、熱發電等太陽能熱利用技術得到推廣或示范，尤其是太陽能溫室的普遍建造為農民帶來明顯的經濟效益。太陽能熱水系統在印染行業應用，如浙江蕭山印染廠，集熱面積達17200m2，為印染提供55℃預熱水；太陽能熱水系統在輸油管道中應用；在水泥砌塊保養中的應用，如中國農工院和皇明公司分別在新疆和青島開展的太陽能干燥項目，都取得了良好的經濟和社會效益。此外，太陽能空調、太陽高溫熱發電等示范項目也在北京、山東、內蒙古等地區開展，為今后太陽能熱利用擴大應用打下基礎。

2 行業品牌進一步集中

2010年太陽能熱水器總產量全行業增速放緩，但是知名品牌企業2010年產銷量增長速度遠遠高于全行業水平。太陽能熱利用專委會實地調查了天普、皇明、桑樂、太陽雨、四季沐歌、海爾等23家行業內大型骨干企業，2010年較2009年平均提高23%。自2005年實施品牌戰略以來，大型骨干企業綜合實力、產值連續提高，它們在研發能力、自主創新能力、企業文化建設、專利技術、工程技術、現代化設備、國際競爭力等方面是行業的先鋒，也是引導產業健康發展、規范太陽能熱水器市場秩序的主力軍。隨著產業的快速發展，品牌將會進一步集中。目前中國的大型太陽能熱水器企業近20家，市場占有率為40%以上。其中產值20億元左右的企業4家，分別是皇明、太陽雨、桑樂和力諾集團。

知名品牌骨干企業繼續領跑產業發展，目前國內擁有知名品牌的太陽能熱水器骨干企業有百余家。深信隨著品牌競爭進一步加劇，洗牌現象會進一步突出，品牌集中度會進一步提高。

3 三大市場并進，工程市場顯現端倪

工程市場：國家對建筑節能的重視，各級政府支持政策的出臺，太陽能與建筑結合技術的進步以及城市化進程，建筑向城郊的延伸，促使以城市住宅小區、學校、賓館、飯店、洗浴中心為主體的工程市場快速發展，逐漸趨向統一規劃、統一設計、統一施工、統一驗收和統一管理。2007年工程市場占總量的35%，2008～2009年接近市場總量的40%，2010年達42%，2011年約為45%。

太陽能工程市場發展步伐加快，主要體現在民用住宅建筑熱水工程的增長；公共建筑熱水系統的安裝使用積極性提高；惠農太陽能熱水工程數量猛增以及工農業生產熱水工程呈現增長勢頭。

農村市場：在太陽能下鄉政策和新農村建設的形勢下，農村太陽能市場成為多數企業的主攻目標。目前正在由經濟發達地區向次發達和欠發達地區、由東部向中西部地區擴展。2010年農村市場銷售量占當年總銷量的50%左右，農村許多地方的太陽能普及率已達到55%以上。太陽能熱水器占下鄉熱水器(含其他型式熱水器，如燃氣熱水器等)比例的55.8%。專家預測：預計2020年，中國農村太陽能應用量將達到60%以上，銷售額達2000億元以上。

國際市場：企業重視和積極開拓國際市場，全面提高產品質量和水平，多家企業獲得國外檢測認證。2010年出口額達2.5億美元，出口154個國家和地區。

4 技術產品創新蘊育未來

2009年由于企業加大了科技投入，在國家及省市支持下，涌現了一批科技成果，從新產品、新工藝、新裝備到試驗室建設，成果顯著。特別是一些企業，尤其是大型骨干企業，敢于拿出部分利潤投入到基礎研究和試驗室建設中。2009年《家用太陽能熱水系統能效限定值及能效等級》國家強制性標準的制定，使企業更加注重試驗室建設，因為只有獲得CNAS標識和國家管理部門認可的試驗室，才有權在產品上貼上能效等級的標識。此外由于市場競爭的激烈，一些企業也正在與大專院校合作，加強基礎研究，不斷開發新產品，以獲得較大市場份額。

為了擴大太陽能熱利用領域，2010年出現了許多新工藝、新技術，它們分別在8個技術領域中有所體現：

(1)開發和推廣太陽能低溫熱水集成技術取得進展：包括高效集熱、貯熱技術，機電一體化和運行技術，輔助能源技術，與建筑結合技術，控制技術等。出現了無人值守遠程控制工程系統和一鍵式自動化家用熱水系統等成果。

(2)開發高效平板太陽能集熱器技術：涂層吸收率α≥0.92、發射率ε≤0.08；蓋板玻璃透過率τ≥0.90；光熱轉換效率在78%以上，熱損≤4W/(m2·K)；平板集熱器先進生產裝備開發及工業化應用。目前國內一些企業如江蘇東泰、博士等公司成功研制出α≥0.92、ε≤0.08的平板鍍膜及其自動化生產設備，為國內高效平板集熱器批量生產奠定了基礎。

(3)開發推廣分體式承壓太陽能熱水系統：開發推廣分體式二次回路太陽能熱水系統等新型承壓式太陽能熱水系統。特別是高層壁掛系統取得了突破，目前在山東、江蘇、北京、天津等地建成了許多示范小區。

(4)開發推廣太陽能熱水采暖及輔助能源匹配技術：以空氣源熱泵等輔助能源為代表的大型太陽能系統已獲得廣泛應用，成功地解決了全天候熱水供應問題。

(5)開發太陽能中高溫集熱技術：溫度80～250℃和350～450℃的集熱器為工業應用和熱發電提供了關鍵部件，中溫集熱器以力諾瑞特公司為代表并通過了鑒定。皇明公司和北京市太陽能研究所研發中高溫集熱器為熱發電的開展奠定了基礎。

(6)開發推廣太陽房、太陽灶技術和產品：已成功開發出主被動結合式太陽房技術，采暖溫度16℃，保證率達40%～60%，目前已在北方地區應用。

(7)開發太陽能熱利用在工農業生產中的應用技術：目前已開發出空氣集熱器部件和用于煙葉、牛肉等的太陽能干燥裝置；在太陽能工農業生產中的應用方面，特別是在印染行業、奶牛場行業已成功示范。

(8)太陽能空調及熱發電技術研發：目前熱發電的關鍵技術集熱管和集熱器已取得較大進展，在關鍵技術取得突破的基礎上研發熱發電系統技術和應用，如以中科院電工所為主正在北京延慶縣進行1MW熱發電裝置示范。

5 “十一五”發展目標提前實現

在“十一五”期間，國家發改委提出太陽能熱利用發展目標是到2010年年產量達3000萬m2，保有量達1.5億m2，這一指標于2009年就已實現。同時在行業發展目標中還提出要建成5～10個年產量100萬m2、有自主知識產權和現代化裝備、具有國際競爭力的大型骨干企業。到2009年底，皇明、力諾瑞特、桑樂、太陽雨、華揚、桑夏等企業基本和完全具備了行業所提出的大型骨干企業的基本條件。行業還提出要在“十一五”期間建成開放式科研中心，能夠承擔國內外重大科研項目，這一目標也基本實現，皇明公司已被國家科技部評選為國家級熱利用研發中心，目前正在籌建中。

6 標準體系進一步完善

到2009年已完成了國家標準21項、行業標準3項，基本形成了太陽能熱水器標準體系，對產業、產品健康發展起到了保障作用。2010年又完成了10項標準，已形成報批稿，尤其是《家用太陽能熱水系統能效限定值及能效等級》國家強制性標準的制定對今后太陽能熱水器產品質量、能效將起到規范作用。表4為已頒布的國家標準，表5為已報批的國家標準。

表4 已頒發實施的21項太陽能熱水器國家標準

方法 1994年 太陽輻射表標定1995年12月1日6名 稱太陽能熱水器吸收體、連接管及其配件生產制造中所用彈性材料產品 2005年8標準號 GB/T 14890－1994名 稱 工作直接日射表校準方法標準號 GB/T 15513－1995 7 《太陽能熱水器吸收體、連接管極其 方法配件所用彈性材料的評價方法》標準號 GB/T 17049－2005名 稱《全玻璃真空太陽集熱管》GB/T 17581－2007 9 替代：GB/T17581－1998 產品 2008年6月《真空管太陽集熱器》標準號 GB/T 17683.1－1999接受太陽輻射并轉換成熱能的全玻璃真空太陽集熱管利用太陽輻射加熱，傳熱工質為液體的非聚光型全玻璃真空管太陽集熱器、玻璃－金屬結構真空管太陽集熱器和熱管式真空管太陽集熱器名 稱10標準號名 稱方法1999年11月1日《太陽能在地面不同吸收條件下的太陽光普照度標準第一部分：大氣質量1.5的方向直接日射輔照度和半球向日射輔照度》在直射輔照度和半球向輔照度確定太陽熱系統、光伏以及其他系統、部件與材料的相關性能11標準號 GB/T 18708－2002 實驗名 稱《家用太陽熱水系統熱性能實驗方法》 方法標準號 GB/T 18713－2002 12 2002年 家用熱水器得熱量及熱損參數測定《太陽熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范》名 稱管理 2002年 公用太陽熱水系統13 產品 2003年 家用太陽能熱水器標準號名 稱標準號 GB/T 19775－2005 2005年名 稱《玻璃－金屬封接式真空太陽集熱管》 5月28日標準號 GB/T 20095－2006名 稱《太陽熱水系統性能評價規范》標準號 GB 50364－2005 2006年名 稱《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》 1月1日標準號 GB/ T24798－2009 2010年名 稱《太陽能熱水系統用橡膠密封件》 6月1日標準號 GB/T 23888－2009 2010年名 稱《家用太陽能熱水系統控制器》 1月1日標準號 GB 50495－2009名 稱《太陽能供熱采暖工程技術規范》GB/T 23889－2009 20 《家用空氣源熱泵型太陽能熱水系統 產品 2009年 適用于太陽能熱水系統技術條件》標準號 GB/T 25969－2010 2011年名 稱 5月1日產品14 GB/T 19141－2003《家用太陽熱水系統技術條件》僅適用于玻璃－金屬封接式真空熱管，不適于全玻璃集熱管內置熱管式15方法 2006年 適用于太陽能熱水工程16方法 適用于建筑熱水工程17產品 適用于太陽能熱水系統18產品 適用于太陽能熱水系統19方法 2009年 適用于太陽能熱水系統標準號名 稱21《家用太陽能熱水系統主要部件選材通用技術條件》產品適用于太陽能熱水系統

表5 已報批的標準

(待續)