中国太阳能热利用2011年度发展研究报告(上)

中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会 ■ 霍志臣 罗振涛

利用太阳能转化为热能即太阳能热利用是实现能源替代、减少排放以及改善城乡居民生活条件的重要保障。“十一五”期间，我国太阳能热利用产业快速、健康、持续发展，正在从世界生产应用大国向世界强国迈进。国家“十二五”规划中明确提出“全面发展太阳能热利用”，这是对太阳能热利用产业的肯定，同时也是对该产业的极大鼓舞。

太阳能热利用就是直接将太阳的辐射能转化为热能的应用。目前在中国的研究和应用主要包括太阳能热水器、太阳房、太阳灶、太阳干燥、太阳海水淡化、太阳能空调、太阳能热发电及其他工农业生产应用。目前太阳能热利用已经商业化，取得了重大的社会、经济、环境效益。

一 中国太阳热利用产业发展现状

1 各类产品应用均有扩大

2010年太阳能热水器产业稳步发展，太阳房、太阳灶等热利用产品应用扩大。

太阳能热水器：太阳能热水器是我国太阳能利用中应用最广泛、产业化发展最迅速的太阳能产品。由我国自主开发生产的全玻璃真空管太阳集热器的科技水平、制造技术、生产规模均处于国际领先水平，且生产成本低廉，具有较强的国际竞争力。我国的太阳能热水器产业进入20世纪90年代后期以来发展迅速，生产量由1998年的350万m2增长到2011 年的5760万m2/年，热水器的总保有量由1998年的1500万m2增长到2011年的1.936亿m2，形成一定的产业规模。

表1 1998～2011年太阳能热水器年生产量和保有量

从表1可以看出，2010年总产量与2009年相比增长了16.7%，保有量增长了15.9%，而2009年总产量和保有量与2008年比分别增长35.5%和16%。2010年增速明显放缓，主要原因是受2010年气候影响、2008年国际金融危机对我国的后期影响以及部分企业战略调整。

截止到2010年我国已建成被动太阳房超过2000万m2；推广太阳灶200万台，并出口到非洲等许多国家和地区60万台左右；各种类型太阳能干燥装置的采光面积近3万m2以及其他太阳能热利用示范，如空调、热发电、工农业热利用等。

太阳房：太阳房建设仍以被动太阳房为主，但主动采暖发展很快，在北京、内蒙古、宁夏、西藏、辽宁等地区，建成了许多示范建筑。近年来在我国北方地区十分受政府及开发商重视，特别是北京市将太阳房建筑和热水采暖系统结合，进行大面积示范，得到用户普遍欢迎，北京市也制定了新标准。随着国家建设部提出今后发展绿色节能建筑的战略目标，主被动结合太阳房的开发与建设将会得到进一步发展。

表2 2006～2010年中国建成太阳房累计数量

太阳灶：目前在我国西部偏远地区仍有一定的市场，国外如非洲、阿富汗、巴基斯坦等国家也有大量需求。太阳灶作为太阳能热利用产品，在今后一段时间内还会有一定发展，特别是在西藏、四川、甘肃、内蒙古等严重缺柴和缺少生物质地区受到欢迎。目前已出现了设计制造质量好、寿命长、使用更方便的农村用太阳灶，深受农民欢迎。

表3 中国太阳灶历年正常使用保有量

太阳能温室、太阳能工农业应用、太阳能干燥、太阳能空调、热发电等太阳能热利用技术得到推广或示范，尤其是太阳能温室的普遍建造为农民带来明显的经济效益。太阳能热水系统在印染行业应用，如浙江萧山印染厂，集热面积达17200m2，为印染提供55℃预热水；太阳能热水系统在输油管道中应用；在水泥砌块保养中的应用，如中国农工院和皇明公司分别在新疆和青岛开展的太阳能干燥项目，都取得了良好的经济和社会效益。此外，太阳能空调、太阳高温热发电等示范项目也在北京、山东、内蒙古等地区开展，为今后太阳能热利用扩大应用打下基础。

2 行业品牌进一步集中

2010年太阳能热水器总产量全行业增速放缓，但是知名品牌企业2010年产销量增长速度远远高于全行业水平。太阳能热利用专委会实地调查了天普、皇明、桑乐、太阳雨、四季沐歌、海尔等23家行业内大型骨干企业，2010年较2009年平均提高23%。自2005年实施品牌战略以来，大型骨干企业综合实力、产值连续提高，它们在研发能力、自主创新能力、企业文化建设、专利技术、工程技术、现代化设备、国际竞争力等方面是行业的先锋，也是引导产业健康发展、规范太阳能热水器市场秩序的主力军。随着产业的快速发展，品牌将会进一步集中。目前中国的大型太阳能热水器企业近20家，市场占有率为40%以上。其中产值20亿元左右的企业4家，分别是皇明、太阳雨、桑乐和力诺集团。

知名品牌骨干企业继续领跑产业发展，目前国内拥有知名品牌的太阳能热水器骨干企业有百余家。深信随着品牌竞争进一步加剧，洗牌现象会进一步突出，品牌集中度会进一步提高。

3 三大市场并进，工程市场显现端倪

工程市场：国家对建筑节能的重视，各级政府支持政策的出台，太阳能与建筑结合技术的进步以及城市化进程，建筑向城郊的延伸，促使以城市住宅小区、学校、宾馆、饭店、洗浴中心为主体的工程市场快速发展，逐渐趋向统一规划、统一设计、统一施工、统一验收和统一管理。2007年工程市场占总量的35%，2008～2009年接近市场总量的40%，2010年达42%，2011年约为45%。

太阳能工程市场发展步伐加快，主要体现在民用住宅建筑热水工程的增长；公共建筑热水系统的安装使用积极性提高；惠农太阳能热水工程数量猛增以及工农业生产热水工程呈现增长势头。

农村市场：在太阳能下乡政策和新农村建设的形势下，农村太阳能市场成为多数企业的主攻目标。目前正在由经济发达地区向次发达和欠发达地区、由东部向中西部地区扩展。2010年农村市场销售量占当年总销量的50%左右，农村许多地方的太阳能普及率已达到55%以上。太阳能热水器占下乡热水器(含其他型式热水器，如燃气热水器等)比例的55.8%。专家预测：预计2020年，中国农村太阳能应用量将达到60%以上，销售额达2000亿元以上。

国际市场：企业重视和积极开拓国际市场，全面提高产品质量和水平，多家企业获得国外检测认证。2010年出口额达2.5亿美元，出口154个国家和地区。

4 技术产品创新蕴育未来

2009年由于企业加大了科技投入，在国家及省市支持下，涌现了一批科技成果，从新产品、新工艺、新装备到试验室建设，成果显著。特别是一些企业，尤其是大型骨干企业，敢于拿出部分利润投入到基础研究和试验室建设中。2009年《家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级》国家强制性标准的制定，使企业更加注重试验室建设，因为只有获得CNAS标识和国家管理部门认可的试验室，才有权在产品上贴上能效等级的标识。此外由于市场竞争的激烈，一些企业也正在与大专院校合作，加强基础研究，不断开发新产品，以获得较大市场份额。

为了扩大太阳能热利用领域，2010年出现了许多新工艺、新技术，它们分别在8个技术领域中有所体现：

(1)开发和推广太阳能低温热水集成技术取得进展：包括高效集热、贮热技术，机电一体化和运行技术，辅助能源技术，与建筑结合技术，控制技术等。出现了无人值守远程控制工程系统和一键式自动化家用热水系统等成果。

(2)开发高效平板太阳能集热器技术：涂层吸收率α≥0.92、发射率ε≤0.08；盖板玻璃透过率τ≥0.90；光热转换效率在78%以上，热损≤4W/(m2·K)；平板集热器先进生产装备开发及工业化应用。目前国内一些企业如江苏东泰、博士等公司成功研制出α≥0.92、ε≤0.08的平板镀膜及其自动化生产设备，为国内高效平板集热器批量生产奠定了基础。

(3)开发推广分体式承压太阳能热水系统：开发推广分体式二次回路太阳能热水系统等新型承压式太阳能热水系统。特别是高层壁挂系统取得了突破，目前在山东、江苏、北京、天津等地建成了许多示范小区。

(4)开发推广太阳能热水采暖及辅助能源匹配技术：以空气源热泵等辅助能源为代表的大型太阳能系统已获得广泛应用，成功地解决了全天候热水供应问题。

(5)开发太阳能中高温集热技术：温度80～250℃和350～450℃的集热器为工业应用和热发电提供了关键部件，中温集热器以力诺瑞特公司为代表并通过了鉴定。皇明公司和北京市太阳能研究所研发中高温集热器为热发电的开展奠定了基础。

(6)开发推广太阳房、太阳灶技术和产品：已成功开发出主被动结合式太阳房技术，采暖温度16℃，保证率达40%～60%，目前已在北方地区应用。

(7)开发太阳能热利用在工农业生产中的应用技术：目前已开发出空气集热器部件和用于烟叶、牛肉等的太阳能干燥装置；在太阳能工农业生产中的应用方面，特别是在印染行业、奶牛场行业已成功示范。

(8)太阳能空调及热发电技术研发：目前热发电的关键技术集热管和集热器已取得较大进展，在关键技术取得突破的基础上研发热发电系统技术和应用，如以中科院电工所为主正在北京延庆县进行1MW热发电装置示范。

5 “十一五”发展目标提前实现

在“十一五”期间，国家发改委提出太阳能热利用发展目标是到2010年年产量达3000万m2，保有量达1.5亿m2，这一指标于2009年就已实现。同时在行业发展目标中还提出要建成5～10个年产量100万m2、有自主知识产权和现代化装备、具有国际竞争力的大型骨干企业。到2009年底，皇明、力诺瑞特、桑乐、太阳雨、华扬、桑夏等企业基本和完全具备了行业所提出的大型骨干企业的基本条件。行业还提出要在“十一五”期间建成开放式科研中心，能够承担国内外重大科研项目，这一目标也基本实现，皇明公司已被国家科技部评选为国家级热利用研发中心，目前正在筹建中。

6 标准体系进一步完善

到2009年已完成了国家标准21项、行业标准3项，基本形成了太阳能热水器标准体系，对产业、产品健康发展起到了保障作用。2010年又完成了10项标准，已形成报批稿，尤其是《家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级》国家强制性标准的制定对今后太阳能热水器产品质量、能效将起到规范作用。表4为已颁布的国家标准，表5为已报批的国家标准。

表4 已颁发实施的21项太阳能热水器国家标准

方法 1994年 太阳辐射表标定1995年12月1日6名 称太阳能热水器吸收体、连接管及其配件生产制造中所用弹性材料产品 2005年8标准号 GB/T 14890－1994名 称 工作直接日射表校准方法标准号 GB/T 15513－1995 7 《太阳能热水器吸收体、连接管极其 方法配件所用弹性材料的评价方法》标准号 GB/T 17049－2005名 称《全玻璃真空太阳集热管》GB/T 17581－2007 9 替代：GB/T17581－1998 产品 2008年6月《真空管太阳集热器》标准号 GB/T 17683.1－1999接受太阳辐射并转换成热能的全玻璃真空太阳集热管利用太阳辐射加热，传热工质为液体的非聚光型全玻璃真空管太阳集热器、玻璃－金属结构真空管太阳集热器和热管式真空管太阳集热器名 称10标准号名 称方法1999年11月1日《太阳能在地面不同吸收条件下的太阳光普照度标准第一部分：大气质量1.5的方向直接日射辅照度和半球向日射辅照度》在直射辅照度和半球向辅照度确定太阳热系统、光伏以及其他系统、部件与材料的相关性能11标准号 GB/T 18708－2002 实验名 称《家用太阳热水系统热性能实验方法》 方法标准号 GB/T 18713－2002 12 2002年 家用热水器得热量及热损参数测定《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》名 称管理 2002年 公用太阳热水系统13 产品 2003年 家用太阳能热水器标准号名 称标准号 GB/T 19775－2005 2005年名 称《玻璃－金属封接式真空太阳集热管》 5月28日标准号 GB/T 20095－2006名 称《太阳热水系统性能评价规范》标准号 GB 50364－2005 2006年名 称《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》 1月1日标准号 GB/ T24798－2009 2010年名 称《太阳能热水系统用橡胶密封件》 6月1日标准号 GB/T 23888－2009 2010年名 称《家用太阳能热水系统控制器》 1月1日标准号 GB 50495－2009名 称《太阳能供热采暖工程技术规范》GB/T 23889－2009 20 《家用空气源热泵型太阳能热水系统 产品 2009年 适用于太阳能热水系统技术条件》标准号 GB/T 25969－2010 2011年名 称 5月1日产品14 GB/T 19141－2003《家用太阳热水系统技术条件》仅适用于玻璃－金属封接式真空热管，不适于全玻璃集热管内置热管式15方法 2006年 适用于太阳能热水工程16方法 适用于建筑热水工程17产品 适用于太阳能热水系统18产品 适用于太阳能热水系统19方法 2009年 适用于太阳能热水系统标准号名 称21《家用太阳能热水系统主要部件选材通用技术条件》产品适用于太阳能热水系统

表5 已报批的标准

(待续)