浅析国内太阳能光热发电项目发展前景及存在的问题

彭兴波

（烟台资源再生加工示范区管理局，山东烟台264006）

1 太阳能光热发电现况

聚光型太阳能发电是利用聚光器将太阳光汇聚起来，生成高密度的能量，期间，利用工作流体将之转化成热能蒸汽，再以涡轮增压机等转变成机械能，最终实现电力输出。光热发电的有利之处在于电力输出稳定，既可以用作基础电力、亦可以作为调峰；另外，其储能（储热）配置技术业已成熟，完全可满足夜间持续发电需求。

通过利用太阳能，有助于保护环境，节约化石能源。然而，曾被专家学者大力推崇的光热发电，相比较而言却不够红火。浅析原因如下：

1.1 技术突破存在瓶颈，升级较为缓慢

光热发电产业发展前景可期，然而技术方面却没有突破性的升级。纵观世界范围，发达国家的光热发电领域时常出现技术上的阶段性突破，从而得以提高发电质量。而国内发电产业的发展主要仍依靠规模化的低端运作。

槽式太阳能热发电技术，是目前最为成熟，也广泛应用于商业化的太阳能光热发电技术，其整体装置所需的构件较为简洁，聚光器部件加工简单成本不高，易形成批量生产。光热虽属于新能源范畴，但其参照标尺并非光伏及风电，而是传统燃煤电站。其自身储能属性决定了光热发电（这里仅泛指自带储能的电站，斯特林碟式不做分析）可以平稳输出。因而，风电光伏范畴内的优势，如弃风弃光，并不适用于光热发电。无论塔式还是槽式，工艺相对复杂，目前能掌握此核心技术的在国际上也不为多见。

相较来说，光伏只有光伏组件+逆变器两种必要器件，光热按技术流派要么是集热器+热交换器+汽轮机+加发电机，要么是集热器+斯特林发动机+发电机。显然不如光伏简洁，各环节的标准化需要多个相关行业完成大量的匹配工作。

1.2 行业门槛相对略高，专业经验不足

我国的光热发电产业起步比较晚，但是在建设和规划的光热发电装机容量早已位居于世界前列。我们的技术还不成熟，依然缺乏经验，尤其是大规模设计作业的经验，这些经验都需要后期的操作去累积。我国的太阳能资源丰富，主要是我国西部以及山西北部以上地区，近年来，太阳能的推广在我国境内开始大规模的发展。缺乏经验的我们更多的还是盘踞于我国西部，其他的项目不足1MW，这样的“大规模”就是缺乏经验的表现。

1.3 DNI相较海外光热市场偏低

从最基本的光资源角度看，根据国外文献资料，定义DNI值在1800kWh/m2/yr以上的地区适宜建设太阳能热发电站，1600kWh/m2/yr～1800kWh/m2/yr的地区可以建设太阳能热发电站。据CSPPLAZA《从DNI角度看二批光热示范项目可能集中在哪些区域？》一文，中国目前正在开展示范项目开发的大部分地区的DNI值在1800kWh/m2/yr左右，多风沙、扬尘、冬季气温极低，昼夜温差较大，同等发电量，需要投资更高，从而提高了发电成本。与此同时，这样的建设环境对电站建设和运维要求也更高。涉及高温熔融材料，除斯特林式外，在人口密集区域建设目前较为困难，而国内适合建设的区域大多已经弃风弃光很严重了。

1.4 市场尚不成熟，运作过程较为烦琐缓慢

成熟的市场标志着一个产业的成熟，而目前太阳能光热发电项目尚不具备完整的系统和成熟的市场，国内当下光热发电应用的范围仍较为狭窄，多处于探索尝试阶段。

我国光热首批示范项目1.35GW中部分项目预计2018年建设完毕，第二批有望在2018年上半年推出。首批示范项目推进速度略缓慢于预期，遇到的困难主要为项目前期土地等手续办理周期较长、融资缓慢、部分技术工作成熟度不够等。

国家的首批示范电站的电价是1.15元/度，这个价格，也使得不少谨慎的投资者略有退缩，同时更淘汰掉一批浑水摸鱼的投资者，而当前，首批项目的关键点在于融资环节。未来1-2年，如果首批开工的几个电站能顺利发电并平稳运行，大范围上马光热电站将顺势而为。

1.5 相关专业人才储备不足

光热发电产业的繁荣是我们可以预见的发展趋势。光热发电产业大规模的推行需要大量的相关人才。我国境内目前所拥有的人才还无法支持我国光热发电产业的发展，需要培养和引进更多的人才。和国外发达国家在工艺技术及理论研究方面长达50多年的积累相比,我国太阳能光热发电正处于发展初期，技术成熟度不够，人才培养体系不完整，从师资力量到从业人员储备都不足。

2 多举措加快太阳能光热技术的发展

2.1 加强研发投入，掌握光热发电关键技术

参与国际学术研讨、技术交流，学习技术领先国家如美国、西班牙等在大规模光热电站运维方面的经验，开展商业化运作，集中力量提高开发设计、施工运维等方面的能力。目前，以国际研发热门技术而言，主要集中于控制系统、涂层、辐射吸收材料、聚光镜、热循环等方面，关键设备检测实验室的建设，对集热管热学测试、聚光镜光学性能测试等将有利于适应科研及市场需求。

2.2 制定多期规划，加强对新能源电力的利用

随着光热发电装机容量的增加，电能存储，特别是大规模存储问题尚未解决，仅靠光热电站单一设备很难做到完全存储大量的电能，因此，电力部门做好发电预测工作，考虑变化趋势，制定切实可行的光热发电近、中、远期规划，十分重要。一方面要确保电能质量，另一方面也要注意减少包括光热发电在内的各类新能源发电的浪费。在光热电站选址方面，西北部地区日照足，人口密度小，聚光镜产生的光照散射对建筑、环境影响较低。但风沙的侵蚀可能会对聚光镜面和控制设备造成一定的影响，在这些地区建设光热电站时，应充分考虑当地环境因素，提供专门的防风沙保护措施，提高电站使用寿命。

2.3 加大对专业人才的培养力度，提高人才储备

在高校或者技术型院校开设专业课程，多参与国际光热技术研究，随时跟踪掌握最新理论知识，并加强理论结合实际的业务工作。政府应该从人才的培养上，从课题的承接上，从国家课题的评审工作上，从高校、科研机构中做大文章，从而真正实现“蓝天工程”。

3 国内太阳能光热发电产业前景展望

根据国家能源局《太阳能利用“十三五”发展规划（征求意见稿）》，“十三五”光热装机规模到2020年完成10GW。按当前光热电站建设每瓦30元的造价水平，短期1吉瓦示范项目对应300亿元投资市场规模，而到2020年的10 GW目标对应的总市场容量接近3000亿元，考虑造价成本的降低因素，空间也可超千亿元，我国光热发电已经开启新的历史转折。

预计2018年全球光热市场将会维持回升态势。确信在我国政府和企业的共同努力下，太阳能光热发电产业必将在我国能源利用中发挥越来越重要的作用，未来发展前景广阔。

4 立项光热发电项目，推进供热联动

光热的热电联产对太阳能的利用效率高，也可以作为平稳的基础能源。以烟台化学工业园为例，当前主要热源为万华氯碱热电，2017年，园区内企业用工业蒸汽570万吨，预计2021年园区的工业蒸汽需求量将达到2200万吨/年，万华乙烯项目投产后，基本可以满负荷使用，因而对工业蒸汽的需求进一步提高。在太阳能光热发电中，发电连续性主要是靠提高储热效能，目前蓄热介质有蒸汽、导热油和熔融盐等，而蒸汽正可以替代天然气满足不少工业企业需求，并以其相对较低的价格拥有更大优势。

太阳能光热发电能够和现有电网很好地配套、拥有较高光电转化率、可连续稳定和调峰发电的能力、发电设备生产过程中相对绿色环保等有利优势。太阳能光热发电产业以其广阔的市场前景和巨大的发展潜力，必将成为未来新能源产业应用的重点，并将在未来低碳革命中扮演越来越重要的角色。