近日，由國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱“太陽(yáng)能光熱聯(lián)盟”）、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)太陽(yáng)能熱發(fā)電專業(yè)委員會(huì)和中關(guān)村新源太陽(yáng)能熱利用技術(shù)服務(wù)中心共同編制的《中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電及采暖行業(yè)藍(lán)皮書(shū)2020》（以下簡(jiǎn)稱《藍(lán)皮書(shū)》）正式發(fā)布。
《藍(lán)皮書(shū)》對(duì)我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電和采暖行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理，總結(jié)了2020年太陽(yáng)能熱發(fā)電在科技發(fā)展、示范項(xiàng)目進(jìn)展、從業(yè)企業(yè)數(shù)量和規(guī)模的情況，指出了行業(yè)發(fā)展存在的主要問(wèn)題；對(duì)2025年面臨的形勢(shì)進(jìn)行了判斷，包括國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的影響、面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)以及市場(chǎng)需求等。同時(shí)，《藍(lán)皮書(shū)》提出了2025年行業(yè)發(fā)展指導(dǎo)思想、發(fā)展目標(biāo)及任務(wù)、對(duì)策措施。同時(shí)報(bào)告中也例舉了太陽(yáng)能采暖相關(guān)工程案例及項(xiàng)目信息等。
《藍(lán)皮書(shū)》指出：太陽(yáng)能熱發(fā)電是太陽(yáng)能的高品位利用方式，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，涉及太陽(yáng)能集熱、傳熱儲(chǔ)熱、常規(guī)發(fā)電等多種系統(tǒng)集成，集光學(xué)、熱學(xué)、材料學(xué)、熱能工程及機(jī)械等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。隨著首批太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的建設(shè)和投產(chǎn)，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)逐步清晰。據(jù)太陽(yáng)能光熱聯(lián)盟不完全統(tǒng)計(jì)，2020年，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)相關(guān)企事業(yè)單位數(shù)量達(dá)到540家左右。其中，聚光領(lǐng)域企事業(yè)單位數(shù)量最多，約為167家；其次是傳儲(chǔ)熱領(lǐng)域，達(dá)到104家。2020年，聚光部件企業(yè)達(dá)到90家，較2018年增加了40家；吸熱部件企業(yè)達(dá)到46家，較2018年增加了25家；傳、儲(chǔ)熱材料與設(shè)備企業(yè)達(dá)到104家，較2018年增加了61家；控制系統(tǒng)相關(guān)企業(yè)達(dá)到26家，較2018年增加12家；電站建設(shè)單位達(dá)到65家，較2018年增加43家；關(guān)注太陽(yáng)能熱發(fā)電相關(guān)技術(shù)研究的高校也較2018年增加了20家，達(dá)到30家。
在太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)能方面，太陽(yáng)能熱發(fā)電用超白玻璃原片、專用聚光器、吸熱器等方面，我國(guó)企業(yè)已經(jīng)建立了數(shù)條生產(chǎn)線，具備了支撐太陽(yáng)能熱發(fā)電大規(guī)模發(fā)展的供應(yīng)能力。據(jù)太陽(yáng)能光熱聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，我國(guó)擁有太陽(yáng)能超白玻璃原片生產(chǎn)線5條，槽式玻璃反射鏡生產(chǎn)線6條，平面鏡生產(chǎn)線6條，槽式真空吸熱管生產(chǎn)線10條，塔式定日鏡組裝生產(chǎn)線19條，槽式集熱器組裝生產(chǎn)線18條，跟蹤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)生產(chǎn)線21條，導(dǎo)熱油生產(chǎn)線9條，熔融鹽生產(chǎn)線15條。粗略計(jì)算，我國(guó)反射鏡產(chǎn)能已經(jīng)能夠滿足每年2～3GW帶6小時(shí)以上儲(chǔ)能的太陽(yáng)能熱發(fā)電站的建設(shè)。槽式吸熱管的總產(chǎn)能約2GW，能夠供應(yīng)約40座帶7小時(shí)儲(chǔ)能50MW槽式電站同時(shí)建設(shè)。
在行業(yè)規(guī)模方面，據(jù)太陽(yáng)能光熱聯(lián)盟不完全統(tǒng)計(jì)，2020年，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)總資產(chǎn)累計(jì)達(dá)到約455億（不包括企業(yè)資產(chǎn)，2018年約300億），2020年新增投資約155億。在裝機(jī)容量方面，截至2020年底，全球太陽(yáng)能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到6690MW，我國(guó)并網(wǎng)的太陽(yáng)能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到538MW（含兆瓦級(jí)以上規(guī)模項(xiàng)目，其中，首批太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目并網(wǎng)容量達(dá)到450MW，共7座），在全球占比達(dá)到8%，較2019年提高了2%，位居全球第四。內(nèi)蒙古烏拉特中旗100MW導(dǎo)熱油槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目為2020年全球唯一一座投運(yùn)的太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目。西班牙仍擁有全球最大的太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)容量，約為2355MW；美國(guó)位居第二，約為1836MW；北非地區(qū)太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到577MW。
在電站發(fā)電量和運(yùn)營(yíng)方面，《藍(lán)皮書(shū)》指出：太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)復(fù)雜，且在我國(guó)屬于太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的首次規(guī)模化示范，太陽(yáng)能熱發(fā)電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)較少，存在較長(zhǎng)的設(shè)備調(diào)試消缺、優(yōu)化和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程。2018年率先并網(wǎng)的三個(gè)示范項(xiàng)目通過(guò)不斷消缺、優(yōu)化和經(jīng)驗(yàn)的積累，發(fā)電量逐步提高。
其中，中廣核德令哈50MW光熱發(fā)電示范項(xiàng)目通過(guò)不斷調(diào)試消缺，2020年上網(wǎng)電量同比2019年提升115%，2021年一季度同比進(jìn)一步提升了65%，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行32天（772小時(shí)）的運(yùn)行記錄。青海中控德令哈50MW光熱電站實(shí)際發(fā)電量已經(jīng)基本接近設(shè)計(jì)發(fā)電量，截至2020年，累計(jì)發(fā)電量達(dá)到1.7億度；其中2020年10月份（10月9日～11月8日24時(shí)）發(fā)電量合計(jì)達(dá)1840萬(wàn)kWh，再創(chuàng)月度發(fā)電量新高，月度累計(jì)上網(wǎng)電量1715.28萬(wàn)kWh，廠用電率僅為6.78%。機(jī)組最長(zhǎng)連續(xù)時(shí)間為292.7小時(shí)，單日最大發(fā)電量99.5萬(wàn)Wh。首航高科敦煌100 MW光熱電站2020年全年發(fā)電量1.37億kWh（發(fā)電量偏低的主要原因是項(xiàng)目前期典型年氣象數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)相差較大、四季度安排吸熱防護(hù)板檢修，疫情導(dǎo)致汽輪機(jī)組維修周期很長(zhǎng)，以及敦煌全年天氣變化，風(fēng)沙天太多等導(dǎo)致年利用小時(shí)數(shù)遠(yuǎn)不及預(yù)期），以平均負(fù)荷率60%左右實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)運(yùn)行9天（216小時(shí)）。
在科研進(jìn)展方面，2020年，科技部和北京市科委資助的“超臨界二氧化碳太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目”完成了顆粒吸熱器、顆粒/二氧化碳換熱器和高溫顆粒提升機(jī)的制造，太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)最高運(yùn)行溫度800℃，熱功率1MW。科技部資助的變革性技術(shù)中，作為太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域與儲(chǔ)熱材料相關(guān)研究計(jì)劃的“高效能仿生型儲(chǔ)熱材料和過(guò)程設(shè)計(jì)”項(xiàng)目啟動(dòng)。“寬波段平面超表面太陽(yáng)能聚光器及其集熱系統(tǒng)”項(xiàng)目列入2020年變革性技術(shù)項(xiàng)目指南，其研究目標(biāo)是將超表面材料引入太陽(yáng)能聚光器的設(shè)計(jì)加工制造中，該技術(shù)如實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，則太陽(yáng)能聚光器有望實(shí)現(xiàn)免跟蹤聚光功能，對(duì)大幅度降低聚光場(chǎng)成本有重大推動(dòng)作用。2020年部分省市以及自然科學(xué)基金等也立項(xiàng)了太陽(yáng)能熱發(fā)電相關(guān)科技項(xiàng)目，例如：光熱和相變儲(chǔ)熱等技術(shù)研究、太陽(yáng)能熱發(fā)電聚光鏡場(chǎng)矩陣關(guān)鍵裝備技術(shù)及應(yīng)用示范、光伏制氫與光熱制氫關(guān)鍵技術(shù)及示范、高品質(zhì)太陽(yáng)能光熱發(fā)電有機(jī)熱載體國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用、基于吸附-光催化的太陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)協(xié)同產(chǎn)氫及水體凈化體系構(gòu)建、基于金屬有機(jī)框架材料的光/電催化氫燃料制備等。
展望太陽(yáng)能熱發(fā)電未來(lái)5年的發(fā)展，《藍(lán)皮書(shū)》指出：高比例可再生能源接入電網(wǎng)已經(jīng)成為定局，隨著波動(dòng)性可再生能源光伏和風(fēng)電裝機(jī)容量的不斷增加，電網(wǎng)對(duì)電源側(cè)的穩(wěn)定性要求越來(lái)越高。太陽(yáng)能熱發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程為太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過(guò)熱功轉(zhuǎn)換生產(chǎn)電能，這一特點(diǎn)使得太陽(yáng)能熱發(fā)電在技術(shù)上天然配有低成本大容量的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，生產(chǎn)的電力可以根據(jù)電網(wǎng)需求調(diào)度的優(yōu)勢(shì)，可以和光伏電站互補(bǔ)，組成太陽(yáng)能電站，也可以和風(fēng)電組成新型的風(fēng)光互補(bǔ)電站，還可以在我國(guó)西部可再生能源基地中，充當(dāng)能源互聯(lián)網(wǎng)中能量接收和發(fā)送的重要節(jié)點(diǎn)，有效地提高電力穩(wěn)定性。美國(guó)能源部發(fā)布報(bào)告表明，電網(wǎng)中存在一定比例的太陽(yáng)能熱發(fā)電，可以有效地提高電網(wǎng)的健壯性。預(yù)計(jì)在2020年到2030年間，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入規(guī)模化階段，同時(shí)隨著儲(chǔ)能電價(jià)政策和機(jī)制的明確，在國(guó)家政策的有力支持下，到“十四五”末期的2025年，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)量有望達(dá)到5GW，我國(guó)參與全球電站建設(shè)的累計(jì)裝機(jī)不低于10GW。
此外，《藍(lán)皮書(shū)》也對(duì)太陽(yáng)能采暖行業(yè)進(jìn)行了分析，并例舉了相關(guān)工程案例和設(shè)計(jì)參數(shù)等信息。2020年，在太陽(yáng)能采暖方面，對(duì)于短周期儲(chǔ)熱和長(zhǎng)周期儲(chǔ)熱技術(shù)研究均有一定進(jìn)展。短周期儲(chǔ)熱適用于分布式分戶采暖，通常要與其他采暖形式聯(lián)合供暖，保證采暖的可靠性。長(zhǎng)周期儲(chǔ)熱以太陽(yáng)能跨季節(jié)儲(chǔ)熱采暖為主，適用于大規(guī)模集中采暖。2019年建成的張家口礬山黃帝城3000 m³水體太陽(yáng)能跨季節(jié)采暖項(xiàng)目，在2020年實(shí)現(xiàn)了跨年度穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明全年儲(chǔ)熱效率大于60%。至2020年已運(yùn)行了3年的赤峰地埋管太陽(yáng)能跨季節(jié)儲(chǔ)熱采暖項(xiàng)目表明，該技術(shù)具有一定的推廣價(jià)值。
關(guān)于太陽(yáng)能采暖行業(yè)發(fā)展展望，《藍(lán)皮書(shū)》提出：預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)使用太陽(yáng)能采暖的建筑面積達(dá)到3000萬(wàn)m²，其中太陽(yáng)能集熱面積不低于500萬(wàn)m²。
