2023年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

DOI： 10.19911/j.1003-0417.tyn20240320.02 文章編號：1003-0417（2024）07-118-09

摘 要：隨著中國新能源占比逐步提高的新型電力系統(tǒng)的建設(shè)速度加快，兼具調(diào)峰電源和儲(chǔ)能雙重功能、具備在部分區(qū)域作為調(diào)峰和基礎(chǔ)性電源潛力的太陽能熱發(fā)電技術(shù)正迎來新的發(fā)展機(jī)遇。為使社會(huì)全面了解太陽能熱發(fā)電技術(shù)和行業(yè)發(fā)展，促進(jìn)太陽能熱發(fā)電行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，對2023年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行了梳理，同時(shí)分析了3種太陽能熱發(fā)電技術(shù)的成本下降路徑，并提出了一系列促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的建議。分析結(jié)果顯示：中國太陽能熱發(fā)電技術(shù)水平在不斷提升，行業(yè)配套能力顯著增強(qiáng)，為其進(jìn)一步大規(guī)模發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。未來，仍需要通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并盡快落地一批采用不同技術(shù)形式的太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目來不斷提高太陽能熱發(fā)電的技術(shù)水平，并促進(jìn)其成本下降，助力安全可靠的新型電力系統(tǒng)的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：太陽能熱發(fā)電；行業(yè)現(xiàn)狀；塔式；槽式；線性菲涅爾式；經(jīng)濟(jì)性；發(fā)展建議

中圖分類號：TK519 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0" 引言

太陽能熱發(fā)電（也稱為“光熱發(fā)電”）是將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，通過熱功轉(zhuǎn)換過程實(shí)現(xiàn)發(fā)電的系統(tǒng)技術(shù)[1]。太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的前端采用聚光吸熱裝置，配置采用二元硝酸熔鹽、導(dǎo)熱油等作為傳熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)；后端采用同步發(fā)電機(jī)組，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，是能夠發(fā)揮煤電機(jī)組作用的電網(wǎng)友好型綠色低碳電力供應(yīng)方式。根據(jù)聚光方式的不同，目前市場上商業(yè)化運(yùn)行的太陽能熱發(fā)電站可細(xì)分為槽式、塔式和線性菲涅爾式3種，其采用的傳熱介質(zhì)主要有導(dǎo)熱油、熔鹽等。

2023年3月，國家能源局綜合司發(fā)布的《關(guān)于推動(dòng)光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》（國能綜通新能[2023]28號）指出：太陽能熱發(fā)電兼具調(diào)峰電源和儲(chǔ)能的雙重功能，其可實(shí)現(xiàn)利用新能源來調(diào)節(jié)、支撐新能源，且可為電力系統(tǒng)提供更好的長周期調(diào)峰能力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，具備在部分區(qū)域作為調(diào)峰電源和基礎(chǔ)性電源的潛力，是新能源安全可靠替代傳統(tǒng)能源的有效手段，是加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系的有效支撐；同時(shí)，太陽能熱發(fā)電的行業(yè)鏈長，規(guī)模化開發(fā)利用將成為中國新能源行業(yè)新的增長點(diǎn)[2]。

太陽能熱發(fā)電全生命周期的度電碳排放量非常低，環(huán)保效益明顯。朱曉林等[3]研究發(fā)現(xiàn)：中國西北地區(qū)135 MW塔式太陽能熱發(fā)電站全生命周期的度電碳排放量為 22.7 gCO2e/kWh；且全生命周期的度電碳排放量隨年均太陽直接輻射量和儲(chǔ)熱時(shí)長的增加呈降低趨勢，但降幅逐步減小。若新增135座135 MW塔式太陽能熱發(fā)電站，則可替代中國1%的火力發(fā)電量，年碳減排量將達(dá)到0.49億t，全生命周期可實(shí)現(xiàn)12.25億t的碳減排量。

目前，中國已通過國家首批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的建設(shè)，攻克了關(guān)鍵技術(shù)裝備方面的難題，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的完整行業(yè)鏈，培育了一批具備全面工程建設(shè)能力的系統(tǒng)集成商，具備了大容量太陽能熱發(fā)電站的設(shè)計(jì)、集成、建設(shè)、調(diào)試及運(yùn)維能力，為后續(xù)太陽能熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文根據(jù)國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和中國可再生能源學(xué)會(huì)太陽能熱發(fā)電專業(yè)委員會(huì)聯(lián)合編寫并發(fā)布的《中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2023》[4]，對中國2023年太陽能熱發(fā)電行業(yè)的發(fā)展情況進(jìn)行概述。

1" 2023年太陽能熱發(fā)電的發(fā)展情況

1.1" 2023年全球太陽能熱發(fā)電的發(fā)展情況

2023年，全球太陽能熱發(fā)電的新增裝機(jī)容量為500 MW。截至2023年底，全球太陽能熱發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)7550 MW（含美國已運(yùn)行30年后退役的8座槽式太陽能熱發(fā)電站，總裝機(jī)容量為274 MW）。

2023年，國外新增3座并網(wǎng)太陽能熱發(fā)電站，總裝機(jī)容量為500 MW，均為由上海電氣集團(tuán)股份有限公司總承包建設(shè)的迪拜950 MW光熱光伏混合項(xiàng)目（Noor Energy Ⅰ）的組成部分。該混合項(xiàng)目由250 MW光伏發(fā)電和700 MW太陽能熱發(fā)電組成；其中，太陽能熱發(fā)電包括1座100 MW塔式和3座200 MW槽式太陽能熱發(fā)電站。1號槽式太陽能熱發(fā)電站于2022年11月并網(wǎng)發(fā)電，其他3座熱發(fā)電站均于2023年并網(wǎng)發(fā)電[5-7]。迪拜950 MW光熱光伏混合項(xiàng)目的現(xiàn)場照片如圖1所示。

2023年，中國無新增并網(wǎng)太陽能熱發(fā)電站。截至2023年底，中國太陽能熱發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)容量為588 MW，均采用兆瓦級以上太陽能熱發(fā)電機(jī)組；其中，并網(wǎng)型太陽能熱發(fā)電機(jī)組為11個(gè)，總裝機(jī)容量為570 MW，單臺(tái)太陽能熱發(fā)電機(jī)組的最大裝機(jī)容量為100 MW，最小裝機(jī)容量為10 MW。2014—2023年全球和中國的太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量如圖2所示。

1.2" 2023年中國太陽能熱發(fā)電的發(fā)展情況

2016年，中國首批達(dá)到商業(yè)應(yīng)用規(guī)模（單臺(tái)機(jī)組裝機(jī)容量不低于5萬kW）的太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)啟動(dòng)。通過示范項(xiàng)目的實(shí)施和建設(shè)，中國已完全掌握了擁有完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)的聚光、吸熱、儲(chǔ)換熱、發(fā)電等核心技術(shù)，高海拔、高寒地區(qū)設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)技術(shù)，以及太陽能熱發(fā)電站的建設(shè)與運(yùn)營技術(shù)，為后續(xù)太陽能熱發(fā)電大規(guī)模發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

隨著運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累和運(yùn)行水平的逐步提高，目前各太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的運(yùn)行性能不斷提高，逐步進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)電期，發(fā)電量大幅提升。其中，中廣核德令哈50 MW光熱發(fā)電示范項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行230天；首航高科100 MW塔式光熱電站最長不間斷發(fā)電時(shí)長從2022年的263 h提升至2023年的338.21 h；青海中控德令哈50 MW塔式光熱電站與內(nèi)蒙古烏拉特中旗100 MW槽式光熱電站均連續(xù)兩年達(dá)到年設(shè)計(jì)發(fā)電量。

自2021年以來，隨著以沙漠、戈壁、荒漠為重點(diǎn)建設(shè)區(qū)域的大型風(fēng)電/光伏基地建設(shè)項(xiàng)目的推進(jìn)加快，作為落實(shí)市場化并網(wǎng)條件的配套選擇之一，中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)的發(fā)展不斷加速。在國家第1、2批大型風(fēng)電/光伏基地建設(shè)、新能源市場化并網(wǎng)及直流外送等項(xiàng)目名單中，配套太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目共29個(gè)，總裝機(jī)容量約為330萬kW；在此基礎(chǔ)上，2023年又有11個(gè)太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目列入政府建設(shè)項(xiàng)目名單（擬建），總裝機(jī)容量為1350 MW，具體如表1所示。

據(jù)國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，截至2023年底，中國列入政府建設(shè)項(xiàng)目名單的在建和擬建太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目超過40個(gè)，總裝機(jī)容量約為4800 MW，預(yù)計(jì)這些太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目最晚將于2025年完成建設(shè)，項(xiàng)目分布情況如圖3所示。截至2024年底，中國并網(wǎng)太陽能熱發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)容量或?qū)⑦_(dá)到1700 MW。

1.3" 中國太陽能熱發(fā)電技術(shù)形式

通過對全球（統(tǒng)計(jì)范圍主要包括西班牙、美國、阿聯(lián)酋、沙特、科威特、北非、南非、以色列、印度、智利、法國、意大利及中國等國家和地區(qū)）不同太陽能熱發(fā)電技術(shù)形式下的累計(jì)裝機(jī)容量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，截至2023年底，導(dǎo)熱油槽式（下文簡稱為“槽式”）太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量的占比約為76.7%，熔鹽塔式（下文簡稱為“塔式”）太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量的占比約為19.9%，熔鹽線性菲涅爾式（下文簡稱為“線性菲涅爾式”）太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量的占比約為3.4%，具體如圖4所示。由此可知，在全球太陽能熱發(fā)電市場中，槽式為主要的太陽能熱發(fā)電技術(shù)形式。

截至2023年底，中國并網(wǎng)太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量中，塔式太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量的占比約為64.9%，槽式太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量的占比約為26.3%，線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量的占比約為8.8%，具體如圖5所示。由此可知，在中國太陽能熱發(fā)電市場中，塔式為主要的太陽能熱發(fā)電技術(shù)形式。

綜上所述，中國和全球的太陽能熱發(fā)電技術(shù)形式發(fā)展路線存在一定差異。

1.4" 中國太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目相關(guān)產(chǎn)品企業(yè)

在中國科學(xué)院電工研究所的推動(dòng)和牽頭下，中國自“十一五”期間開始啟動(dòng)兆瓦級太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)集成技術(shù)及示范研究。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中國太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目配套產(chǎn)品的生產(chǎn)能力顯著增強(qiáng)。據(jù)國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟不完全統(tǒng)計(jì)，截至2023年，中國太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目配套產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量已近600家。

1） 集熱系統(tǒng)方面。此類相關(guān)產(chǎn)品的供應(yīng)商約為245家，產(chǎn)品和服務(wù)覆蓋超白玻璃原片、反射鏡、聚光器、控制系統(tǒng)、跟蹤機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)裝置、減速機(jī)、吸熱器及管材、旋轉(zhuǎn)接頭、支架、鏡面漆、導(dǎo)熱油、導(dǎo)熱油閥、導(dǎo)熱油泵、熱鍍鋅工件、太陽輻照測量儀、反射鏡生產(chǎn)線設(shè)備及相關(guān)檢測等。

2） 儲(chǔ)熱系統(tǒng)方面。此類相關(guān)產(chǎn)品的供應(yīng)商約為135家，產(chǎn)品和服務(wù)覆蓋熔鹽、熔鹽儲(chǔ)罐、保溫材料、熔鹽泵、熔鹽閥、加熱爐、電加熱器、電伴熱及化鹽服務(wù)等。

3） 關(guān)鍵材料和產(chǎn)品產(chǎn)能方面。為更好地支撐“風(fēng)光熱儲(chǔ)一體化”等大基地項(xiàng)目中太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)，2023年，相關(guān)企業(yè)紛紛在原有產(chǎn)能基礎(chǔ)上采取延長自身行業(yè)鏈或新建生產(chǎn)線的措施。2023年，中國新增2條熔鹽生產(chǎn)線（其中包括1條復(fù)產(chǎn)線）、1條反射鏡生產(chǎn)線、1條產(chǎn)量為600 t/天的太陽能熱發(fā)電用全氧超白浮法玻璃生產(chǎn)線。

4）打破國外產(chǎn)品壟斷方面。江蘇飛越泵業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的冷鹽泵經(jīng)過青海中控德令哈50 MW塔式光熱電站運(yùn)行驗(yàn)證，性能指標(biāo)良好；塔浦（上海）自動(dòng)化儀表有限公司生產(chǎn)的高溫熔鹽流量計(jì)已得到應(yīng)用；中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研發(fā)的納米高熵太陽能吸收涂層已在首航高科敦煌100 MW塔式熔鹽光熱電站進(jìn)行應(yīng)用[8]。中國部分企業(yè)太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵材料與部件的生產(chǎn)能力如表2所示。需要說明的是，表中數(shù)據(jù)均已經(jīng)過企業(yè)確認(rèn)。

2" 太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性分析

2.1" 太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性影響因素分析

在國家要求太陽能熱發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)，以及以沙漠、戈壁、荒漠為重點(diǎn)區(qū)域加快推進(jìn)大型“風(fēng)光熱儲(chǔ)一體化”基地建設(shè)的新形勢下，太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目多采用與風(fēng)電、光伏發(fā)電配比的形式開展建設(shè)。與國家首批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目（建設(shè)期為2016—2020年）相比，目前以“風(fēng)光熱儲(chǔ)一體化”項(xiàng)目建設(shè)的太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的初始投資呈下降趨勢。以100 MW塔式太陽能熱發(fā)電站為例，其項(xiàng)目可行性研究中的單位造價(jià)由29770元/kW（玉門項(xiàng)目，首批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目期間）降至16209元/kW（吐魯番項(xiàng)目，2023年），下降幅度約45.6%[9]。初始投資下降的主要原因在于：1）聚光場面積大幅減小，比如：從140萬m2 （玉門項(xiàng)目）減少為65.6萬m2 （吐魯番項(xiàng)目）。2）鏡場、汽輪機(jī)、蒸汽發(fā)生器、發(fā)電機(jī)、熔鹽罐等主要設(shè)備的價(jià)格均有較大幅度降低。同時(shí)需要注意的是，相較于首批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)期，目前熔鹽介質(zhì)的單價(jià)上漲了約1倍。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，與國家首批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目相比，除了聚光場面積有所減少外，目前，大多數(shù)“太陽能熱發(fā)電+新能源”電站均配備了大容量的熔鹽電加熱器（20～40 MW），用于吸納光伏發(fā)電和風(fēng)電的棄電；且太陽能熱發(fā)電站在電力系統(tǒng)中的功能由此前“能發(fā)盡發(fā)”的獨(dú)立電源調(diào)整為“儲(chǔ)能調(diào)峰”，儲(chǔ)能時(shí)間按照項(xiàng)目需求優(yōu)化為8 h左右（最長10 h）。現(xiàn)階段，“風(fēng)光熱儲(chǔ)一體化”項(xiàng)目中太陽能熱發(fā)電站的年等效利用小時(shí)數(shù)大幅下降。這主要是因?yàn)樘柲軣岚l(fā)電站的功能定位發(fā)生了變化，使其年發(fā)電小時(shí)數(shù)和設(shè)備利用率降低，導(dǎo)致設(shè)備投資的分?jǐn)偝杀咎岣撸罱K電站的平準(zhǔn)化度電成本下降幅度較小。

需要注意的是，熔鹽儲(chǔ)能太陽能熱發(fā)電站的投資與所在地區(qū)的太陽能資源、氣象條件，以及所在省份的相關(guān)政策，包括項(xiàng)目的儲(chǔ)能時(shí)長、太陽能熱發(fā)電與其他新能源的配比要求、上網(wǎng)電價(jià)等密切相關(guān)。

2.2" 不同技術(shù)路線的太陽能熱發(fā)電成本分析

太陽能熱發(fā)電站的經(jīng)濟(jì)性與裝機(jī)容量、儲(chǔ)能時(shí)長和鏡場面積密切相關(guān)。此類電站最大的優(yōu)勢是配置長周期、大容量、高安全的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)24 h連續(xù)發(fā)電及按需發(fā)電。一般來說，為了儲(chǔ)存更長時(shí)間的能量，就需要增加鏡場面積，這種情況下電站一次投資的成本就會(huì)增加；然而由于儲(chǔ)能時(shí)長的增加，電站發(fā)電量將提高，平準(zhǔn)化度電成本則會(huì)呈下降趨勢。

綜合分析認(rèn)為，太陽能熱發(fā)電的成本降低主要有3大驅(qū)動(dòng)因素：1）研發(fā)和示范項(xiàng)目所帶來的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)電效率提升；2）工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)帶來的材料和產(chǎn)品成本下降；3）更大規(guī)模太陽能熱發(fā)電站開發(fā)帶來的規(guī)模化效應(yīng)。

根據(jù)浙江可勝技術(shù)股份有限公司數(shù)據(jù)，基于青海省德令哈市、甘肅省酒泉市瓜州縣、新疆維吾爾自治區(qū)哈密市等典型太陽能熱發(fā)電站站址的太陽輻照資源進(jìn)行測算，按單座350 MW塔式太陽能熱發(fā)電站、儲(chǔ)能10 h進(jìn)行配置，考慮近期即可實(shí)現(xiàn)的降本增效措施后，塔式太陽能熱發(fā)電站的平準(zhǔn)化度電成本可降至0.53～0.62元/kWh。

對于槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)而言，根據(jù)常州龍騰光熱科技股份有限公司數(shù)據(jù)，通過“大槽集熱+導(dǎo)熱油傳熱+熔鹽傳熱及儲(chǔ)熱”技術(shù)方案及大裝機(jī)容量或多機(jī)組的規(guī)模化效應(yīng)，槽式太陽能熱發(fā)電站的平準(zhǔn)化度電成本可下降至0.61元/kWh左右。以平準(zhǔn)化度電成本“超大槽集熱+熔鹽傳熱及儲(chǔ)熱”技術(shù)方案為例，太陽能熱發(fā)電站的裝機(jī)容量可進(jìn)一步擴(kuò)大至2×300 MW或更大規(guī)模，到2030年，此類太陽能熱發(fā)電站的平準(zhǔn)化度電成本將進(jìn)一步降至0.4～0.5元/kWh。

參考中國已經(jīng)建成投運(yùn)的全球首個(gè)50 MW熔鹽線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目，根據(jù)蘭州大成科技股份有限公司的測算，通過采用擴(kuò)大單個(gè)電站的裝機(jī)容量、規(guī)模化發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新及系統(tǒng)優(yōu)化等多種方式，至2025年，裝機(jī)容量在300 MW以上的熔鹽線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電站的平準(zhǔn)化度電成本將可達(dá)到0.6元/ kWh以內(nèi)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性將顯著提高。

3" 中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)的發(fā)展建議

3.1" 加快研究與制定太陽能熱發(fā)電“兩部制”電價(jià)

與風(fēng)電、光伏發(fā)電相比，太陽能熱發(fā)電的初始投資相對較大，且其目前在電力系統(tǒng)中的角色為“調(diào)節(jié)性電源”。對于“風(fēng)光熱儲(chǔ)一體化”項(xiàng)目而言，太陽能熱發(fā)電的運(yùn)行策略為“中午太陽能資源較好時(shí)為光伏發(fā)電讓路，只在早晚高峰時(shí)發(fā)電”，導(dǎo)致其年運(yùn)行小時(shí)數(shù)從4000 h左右下降至2000 h，甚至更低。因此，需研究出臺(tái)太陽能熱發(fā)電的“兩部制”電價(jià)。結(jié)合全國典型太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的投資成本，明確此類電站裝機(jī)容量電價(jià)的適用范圍和國家補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，為投資太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目提供一定程度的預(yù)期投資收益率，從而有助于更充分地體現(xiàn)太陽能熱發(fā)電對電力系統(tǒng)的支撐、調(diào)節(jié)價(jià)值。同時(shí)，在給予太陽能熱發(fā)電站裝機(jī)容量電價(jià)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)耦合電能量價(jià)值（電力中長期或現(xiàn)貨交易市場）或調(diào)節(jié)價(jià)值（輔助服務(wù)）及環(huán)境價(jià)值（中國核證自愿減排量、綠電、綠證）的貨幣化收益，提高項(xiàng)目投資的積極性，促進(jìn)此類電站的規(guī)模化發(fā)展。

3.2" 盡快開展太陽能熱發(fā)電對電網(wǎng)支撐能力的研究

受制于平價(jià)上網(wǎng)條件下的投資經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)前，新能源大基地項(xiàng)目中的太陽能熱發(fā)電與光伏發(fā)電的容量配置比極低，尚不足以真正發(fā)揮太陽能熱發(fā)電對電網(wǎng)系統(tǒng)的支撐作用，將對新能源大基地電力大規(guī)模外送造成一定影響。建議盡快開展太陽能熱發(fā)電對電網(wǎng)支撐能力的研究，相關(guān)單位可在結(jié)合大基地千萬千瓦級直流送出特點(diǎn)及中國西部地區(qū)電網(wǎng)特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶側(cè)需求，以對外輸送100%的新能源電力為目標(biāo)，開展太陽能熱發(fā)電參與電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻，以及優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行控制策略方面的研究。應(yīng)結(jié)合不同儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)與響應(yīng)特性進(jìn)行分析研究，科學(xué)合理地確定基地項(xiàng)目中各類電源的容量配比，根據(jù)實(shí)際需求指導(dǎo)太陽能熱發(fā)電的容量配比和系統(tǒng)配置。

3.3" 持續(xù)深化太陽能聚光領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新

在太陽能熱發(fā)電站中，太陽能聚光系統(tǒng)的投資成本占比最高。為達(dá)到實(shí)質(zhì)性的降本目的（而不是簡單的減少鏡場面積），需要持續(xù)深化在這一領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)太陽能聚光系統(tǒng)的建設(shè)成本持續(xù)下行，促進(jìn)行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

一方面，建議與現(xiàn)有商業(yè)化太陽能熱發(fā)電站結(jié)合，開發(fā)低成本聚光器和鏡場控制系統(tǒng)及反射鏡自潔技術(shù)，提高聚光器動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確度，減少集熱系統(tǒng)的溢出損失。

另一方面，研制并采用新的聚光方式來降低余弦損失和截?cái)鄵p失，提高太陽能聚光場的年均光學(xué)效率，用更小的光場提高能量輸出，從而從根本上降低聚光場成本。

同時(shí)，建議開展低成本聚光方式的基礎(chǔ)研究，從太陽輻射的能量性質(zhì)、光學(xué)曲面的自適應(yīng)調(diào)控方法、高密度聚集光能對物質(zhì)表面微觀結(jié)構(gòu)的影響等角度，全方位提升太陽能聚光領(lǐng)域的技術(shù)水平，為加快太陽能熱發(fā)電行業(yè)整體發(fā)展注入更多動(dòng)力。

3.4" 盡快實(shí)施各類創(chuàng)新型太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目

現(xiàn)階段太陽能熱發(fā)電以對電力系統(tǒng)起調(diào)節(jié)作用為主，未來其將發(fā)揮基礎(chǔ)保障性電源作用。除了持續(xù)擴(kuò)大商業(yè)化太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目規(guī)模外，需要加快實(shí)施各類創(chuàng)新型太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目，逐步通過市場化競爭而非政府定價(jià)來體現(xiàn)太陽能熱發(fā)電在電能量市場中的競爭優(yōu)勢，主要可從以下3個(gè)方面來實(shí)施。

1） 建議總結(jié)大基地項(xiàng)目中高容量配比太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)電能力及調(diào)峰特性，盡快實(shí)施太陽能熱發(fā)電裝機(jī)容量大、容量配比高的“太陽能熱發(fā)電+”一體化大基地示范項(xiàng)目，將太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的規(guī)模推廣至千兆瓦級，助力新型電力系統(tǒng)安全可靠發(fā)展。

2） 建議推進(jìn)以太陽能為主的多能互補(bǔ)低碳發(fā)電技術(shù)示范。比如：太陽能高溫集熱與火電及核電的互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)、與高溫燃料電池制氫技術(shù)的結(jié)合、與生物質(zhì)能的互補(bǔ)系統(tǒng)等。特別是考慮在大基地中以太陽能熱發(fā)電為主，與火電結(jié)合的1000 MW級混合電力系統(tǒng)技術(shù)，可將電站調(diào)峰速率提高4倍，將度電煤耗降低70%。

3）建議積極開展多種新型儲(chǔ)能項(xiàng)目示范，研究不同儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)中實(shí)際發(fā)揮的作用和特性。熔鹽太陽能熱發(fā)電儲(chǔ)能、純電制熱熔鹽儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能等技術(shù)均適用于電力系統(tǒng)大規(guī)模、長時(shí)間、長壽命的儲(chǔ)能調(diào)峰應(yīng)用場景。在中國西北地區(qū)同等資源條件下，對多種新型儲(chǔ)能技術(shù)路線進(jìn)行集中示范，研究不同季節(jié)、不同氣象條件下采用新型儲(chǔ)能系統(tǒng)后各類發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電特性，以及在項(xiàng)目整體上網(wǎng)電力曲線相同的情況下對電網(wǎng)的實(shí)際支撐作用。

3.5" 加快開展太陽能熱發(fā)電前沿技術(shù)研究與示范

科技創(chuàng)新能夠催生新行業(yè)、新模式、新動(dòng)能，是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素。建議加緊部署前沿技術(shù)研究，加快太陽能熱發(fā)電新技術(shù)研發(fā)和開展新技術(shù)示范工程，持續(xù)推動(dòng)太陽能熱發(fā)電行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

建議在“十三五”超臨界二氧化碳太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行20～50 MW高溫超臨界二氧化碳太陽能熱發(fā)電示范工程；同時(shí)開展太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的反應(yīng)及儲(chǔ)存裝置的研究，對采用綠色傳熱儲(chǔ)熱介質(zhì)的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)及50 MW太陽能熱化學(xué)燃?xì)怆娬镜惹把丶夹g(shù)進(jìn)行研發(fā)和示范。開展基于熱力學(xué)第二定律的能量轉(zhuǎn)換方式、太陽能聚光與高溫氫燃料電池系統(tǒng)耦合發(fā)電等前沿技術(shù)的理論研究。

4" 結(jié)論

太陽能熱發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)用新能源調(diào)節(jié)、支撐新能源，具備在部分區(qū)域作為調(diào)峰和基礎(chǔ)性電源的潛力，推動(dòng)其規(guī)模化發(fā)展對于建設(shè)新能源占比逐步提高的新型電力系統(tǒng)及新型能源體系具有重要意義。本文通過對2023年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行梳理發(fā)現(xiàn)，中國太陽能熱發(fā)電技術(shù)水平在不斷提升，行業(yè)配套能力顯著增強(qiáng)，為其進(jìn)一步大規(guī)模發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。未來，仍需要通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并盡快落地一批采用不同技術(shù)形式的太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目來不斷提高太陽能熱發(fā)電的技術(shù)水平，并促進(jìn)其成本下降，助力安全可靠的新型電力系統(tǒng)的建設(shè)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 全國太陽能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).聚光型太陽能熱發(fā)電術(shù)語：GB/T 26972—2011[S]. [出版地不詳：出版者不詳]，2011.

[2] 國家能源局.光熱發(fā)電迎來規(guī)模化良機(jī)[EB/OL]. （2023-4-28）. https：//www.nea.gov.cn/2023-04/28/c_1310715051.htm.

[3] 朱曉林，宓霄凌，章顥繽，等. 135 MWe 塔式太陽能熱發(fā)電站全生命周期碳排放研究[J]. 太陽能，2023（2）：20-31.

[4] 國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟.《中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2023》發(fā)布[EB/OL]. （2024-01-18）.http：//www.cnste.org/html/jiaodian/2024/0118/12158.html.

[5] 上海電氣集團(tuán)股份有限公司. 出海記|大漠孤煙中的「光」與「熱」（上篇） [EB/OL]. （2023-08-26）. https：//mp.weixin.qq.com/s/TXIkf1MRebzhCpY6eqa9QA.

[6] ACWA POWER. Fourth phase of mohammed bin Rashid Al Maktoum solar park is the first cbi certified renewable energy project financing in the GCC region [EB/OL]. （2023-10-02）. https：//acwapower.com/en/.

[7] 中國能源建設(shè)股份有限公司.中國能建承建的迪拜950 MW光伏光熱混合電站項(xiàng)目槽式3號機(jī)組首次并網(wǎng)一次成功 [EB/OL]. （2023-12-19）. https：//www.ceec.net.cn/art/2023/12/19/art_11019_2529846.html.

[8] 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所清潔能源化學(xué)與材料實(shí)驗(yàn)室. 蘭州化物所納米高熵太陽能吸收涂層在百 MW塔式熔鹽光熱電站獲應(yīng)用 [EB/OL]. （2023-11-15）.https：//www.licp.cas.cn/qjnys/index_new/sysdt_n/202311/t20231115_6933336.html.

[9] 苑曄. 光熱+新能源一體化項(xiàng)目開發(fā)投資典型方案[R]. 西安：中電工程太陽能熱發(fā)電技術(shù)中心技術(shù)培訓(xùn)與研討會(huì)，2023.

ANALYSIS OF DEVELOPMENT STATUS OF CSP INDUSTRY IN

CHINA IN 2023

Du Fengli1，2，3

（1. Concentrating Solar Power Committee，Chinese Renewable Energy Society，Beijing 100190，China；

2. China Solar Thermal Alliance，Beijing 100190，China；

3. Zhongguancun Xin Yuan Solar Thermal Technology Services Center，Beijing 100190，China）

Abstract：With the gradual increase in the proportion of new energy，the construction speed of the new type power system in China is accelerating. CSP technology，which combines peak shaving power and energy storage functions，and has the potential to serve as a peak shaving and basic power source in some regions，is facing new development opportunities. In order to comprehensively understand the development of CSP technology and industry in society，and promote further development of the CSP industry，this paper summarizes the development of China's CSP industry in 2023，analyzes the cost reduction paths of three types of CSP technologies，and puts forward a series of suggestions to promote industry development. The analysis results show that the level of CSP technology in China is constantly improving，and the industry's supporting capacity is significantly enhanced，laying a solid foundation for its further large-scale development. In the future，it is still necessary to summarize experience and quickly implement a batch of CSP projects that adopt different technological forms，in order to continuously improve the technical level of CSP and promote its cost reduction，and assist in the construction of safe and reliable new type power systems.

Keywords：CSP；industry status；tower；parabolic trough；linear fresnel；economy；development suggestions

收稿日期：2024-03-20

通信作者：杜鳳麗（1980—），女，碩士，主要從事太陽能熱發(fā)電技術(shù)方面的研究。dfl0311@126.com