一、總體發(fā)展現(xiàn)狀

太陽能熱發(fā)電（也稱光熱發(fā)電）技術(shù)是通過反射鏡將太陽的直接輻射聚焦到吸熱器上，加熱吸熱介質(zhì)，將光能轉(zhuǎn)換成熱能，再利用汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電的太陽能利用技術(shù)。太陽能熱發(fā)電站通過配置儲(chǔ)熱系統(tǒng)可以承擔(dān)基本負(fù)荷或高峰負(fù)荷，不受光照強(qiáng)度變化的影響，發(fā)電功率穩(wěn)定可靠，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電，具有良好的電力輸出穩(wěn)定性和可調(diào)度性能，增強(qiáng)電力系統(tǒng)消納可再生能源電力的能力，對(duì)構(gòu)建新型能源體系具有重要意義。

截至2023年底，我國(guó)并網(wǎng)運(yùn)行的太陽能熱發(fā)電機(jī)組總?cè)萘繛?70MW。從地域分布來看，由于我國(guó)西北地區(qū)太陽能資源豐富，輻射強(qiáng)度高，因而國(guó)內(nèi)已并網(wǎng)的太陽能熱電站集中于西北地區(qū)。從技術(shù)路線來看，塔式、槽式和線性菲涅爾式機(jī)組的并網(wǎng)容量分別為370MW、150MW和50MW，各占64.9%、26.3%和8.8%。

二、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

（一）技術(shù)儲(chǔ)備階段：多個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的小型試驗(yàn)項(xiàng)目建成，為規(guī)模化示范應(yīng)用奠定基礎(chǔ)

我國(guó)太陽能熱發(fā)電技術(shù)的研究始于上世紀(jì)70年代，由于工藝及材料等薄弱環(huán)節(jié)的限制，最初發(fā)展較為緩慢。2005年，南京江寧70kW塔式太陽能熱發(fā)電試驗(yàn)站成功發(fā)電，標(biāo)志著我國(guó)太陽能熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)入試驗(yàn)性示范階段。此后，太陽能熱發(fā)電技術(shù)被列入《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，2007年發(fā)布的《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》也首次明確要求建設(shè)較大規(guī)模的太陽能熱發(fā)電站。經(jīng)過國(guó)內(nèi)高校及科研院所的聯(lián)合研發(fā)，2012年起，不同技術(shù)路線、容量等級(jí)的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的小型試驗(yàn)項(xiàng)目陸續(xù)建成投產(chǎn)。2012年8月，我國(guó)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和建設(shè)的亞洲首座兆瓦級(jí)太陽能熱發(fā)電站——中科院電工所延慶1MW塔式試驗(yàn)電站歷經(jīng)6年項(xiàng)目建設(shè)期，首次實(shí)現(xiàn)成功發(fā)電，這是我國(guó)太陽能熱發(fā)電邁向產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的重要里程碑。2013年7月，我國(guó)首座并網(wǎng)發(fā)電的大規(guī)模商業(yè)化太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目，同時(shí)也是全球第六座實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的塔式太陽能熱發(fā)電站——青海中控德令哈10MW塔式太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目成功并網(wǎng)。同期，我國(guó)還建成了內(nèi)蒙古三花綠色太陽城項(xiàng)目一期1MW碟式太陽能熱發(fā)電試驗(yàn)項(xiàng)目、江蘇鑫晨300kW二次反射塔式系統(tǒng)太陽能熱發(fā)電試驗(yàn)項(xiàng)目等。

這一階段，我國(guó)初步具備了商業(yè)化太陽能熱發(fā)電站成套設(shè)備的供貨能力，但由于國(guó)內(nèi)缺乏太陽能熱發(fā)電的市場(chǎng)需求，尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

（二）商業(yè)化示范項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行階段：首批示范項(xiàng)目集中建設(shè)運(yùn)行，裝機(jī)容量迅速增長(zhǎng)

2016年9月，國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的通知》，啟動(dòng)首批20個(gè)太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目。同月，國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于太陽能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》，規(guī)定2018年12月31日前全部投運(yùn)的首批示范項(xiàng)目執(zhí)行1.15元/kWh（含稅）標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。國(guó)家首批示范項(xiàng)目清單和電價(jià)政策的落地加速我國(guó)太陽能熱發(fā)電技術(shù)走向成熟，開啟了商業(yè)化進(jìn)程。自2018年起，多個(gè)示范項(xiàng)目成功并網(wǎng)，裝機(jī)容量快速擴(kuò)張。2018年6月，我國(guó)首個(gè)大型商業(yè)化太陽能熱發(fā)電示范電站——中廣核德令哈50MW槽式太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目一次并網(wǎng)成功。2018年12月，首航節(jié)能敦煌100MW熔鹽塔式和中控德令哈50MW熔鹽塔式太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電，分別成為我國(guó)首個(gè)100MW和50MW的塔式太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目。2019年12月，世界首例商業(yè)化運(yùn)行的線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目——蘭州大成敦煌50MW菲涅爾太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目一次并網(wǎng)成功。2020年1月，我國(guó)首座百兆瓦級(jí)槽式太陽能熱電站——烏拉特中旗100MW槽式太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目一次并網(wǎng)成功。同期，中電建共和50MW熔鹽塔式太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目等多個(gè)示范項(xiàng)目并網(wǎng)成功。除首批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目外，2019年9月，我國(guó)首個(gè)風(fēng)、光、熱、儲(chǔ)多能互補(bǔ)一體化示范項(xiàng)目——魯能海西多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程50MW塔式太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目一次并網(wǎng)成功。

這一階段，在首批示范項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行的推動(dòng)下，我國(guó)太陽能熱發(fā)電技術(shù)水平快速進(jìn)步，裝備制造水平不斷提高，形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%以上。在聚光、吸熱、儲(chǔ)熱和換熱技術(shù)及電站系統(tǒng)集成等方面已經(jīng)與世界同步，部分達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，自主研發(fā)了大量適應(yīng)國(guó)內(nèi)自然條件的關(guān)鍵技術(shù)，涌現(xiàn)了一批具有商業(yè)電站供貨業(yè)績(jī)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的設(shè)備和材料生產(chǎn)企業(yè)。反射鏡、真空集熱管等槽式集熱場(chǎng)主要設(shè)備和定日鏡、吸熱器等塔式鏡場(chǎng)主要設(shè)備均實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)與國(guó)際一流供貨商的產(chǎn)品基本相當(dāng)。熔鹽儲(chǔ)罐實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)制造和加工，在第一批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目中得到應(yīng)用。部分設(shè)備和材料仍需進(jìn)口，如槽式導(dǎo)熱油系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)接頭、導(dǎo)熱油泵、熔鹽泵、反射鏡保護(hù)用油漆和陶瓷粘結(jié)劑及部分儀表閥門等。

國(guó)際項(xiàng)目方面，我國(guó)光熱企業(yè)積極參與海外市場(chǎng)。2015年，中國(guó)能建西北電力設(shè)計(jì)院和山東電建三公司通過競(jìng)標(biāo)得到了摩洛哥努奧太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)工作，機(jī)組于2018年10月正式投運(yùn)。首批示范項(xiàng)目的建設(shè)為我國(guó)太陽能熱發(fā)電相關(guān)企業(yè)積累了工程經(jīng)驗(yàn)，開創(chuàng)了商業(yè)電站的工程業(yè)績(jī)，進(jìn)一步推動(dòng)光熱產(chǎn)業(yè)走出國(guó)門。2018年12月，由上海電氣集團(tuán)股份有限公司擔(dān)任EPC總承包的迪拜950MW光熱光伏一體化項(xiàng)目正式開工。該項(xiàng)目太陽能熱發(fā)電容量700MW，包括1座100MW塔式和3座200MW槽式電站，其中槽式1號(hào)機(jī)組于2022年11月首次并網(wǎng)發(fā)電，塔式機(jī)組經(jīng)過全面調(diào)試后于2023年2月實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，槽式2號(hào)和3號(hào)機(jī)組分別于2023年10月和2023年12月并網(wǎng)發(fā)電。2019年11月，中國(guó)能建葛洲壩國(guó)際公司和浙江中控太陽能公司組成的聯(lián)營(yíng)體在希臘成功簽署建設(shè)MINOS 50MW太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的多邊合作協(xié)議，這是中國(guó)太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)首次以“技術(shù)+裝備+工程+資金+運(yùn)營(yíng)”的全生命周期模式走出國(guó)門。

（三）風(fēng)光熱一體化建設(shè)階段：從獨(dú)立電站向多能源協(xié)同發(fā)展，多個(gè)“光熱+光伏/風(fēng)電”多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目投入建設(shè)

2021年6月，國(guó)家發(fā)展改革委《關(guān)于2021年新能源上網(wǎng)電價(jià)政策有關(guān)事項(xiàng)的通知》明確，2021年起，新核準(zhǔn)（備案）光熱發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)由當(dāng)?shù)厥〖?jí)價(jià)格主管部門制定，具備條件的可通過競(jìng)爭(zhēng)性配置方式形成，上網(wǎng)電價(jià)高于當(dāng)?shù)厝济喊l(fā)電基準(zhǔn)價(jià)的，基準(zhǔn)價(jià)以內(nèi)的部分由電網(wǎng)企業(yè)結(jié)算。由于不再享受中央財(cái)政的電價(jià)補(bǔ)貼政策，同時(shí)，發(fā)電成本無法向后端傳導(dǎo)，太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的投資建設(shè)幾乎停滯。2021年10月，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中明確提出積極發(fā)展太陽能熱發(fā)電，推動(dòng)建立太陽能熱發(fā)電與光伏發(fā)電、風(fēng)電互補(bǔ)調(diào)節(jié)的風(fēng)光熱綜合可再生能源發(fā)電基地。在該《方案》的引領(lǐng)下，隨著我國(guó)第一批大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目全面開工以及第二批、第三批大基地項(xiàng)目陸續(xù)推進(jìn)，多個(gè)省市出臺(tái)了太陽能熱發(fā)電站與其他新能源打捆建設(shè)的政策，有效促進(jìn)了太陽能熱發(fā)電技術(shù)推廣應(yīng)用，使首批示范后陷入沉寂的太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)迎來新一波發(fā)展熱潮。內(nèi)蒙古自治區(qū)2022年印發(fā)的《蒙西新型電力系統(tǒng)建設(shè)行動(dòng)方案（1.0版）》指出，發(fā)揮太陽能熱發(fā)電儲(chǔ)能調(diào)節(jié)能力和系統(tǒng)支撐能力，布局建設(shè)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)熱型太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目，推動(dòng)太陽能熱發(fā)電與風(fēng)電、光伏發(fā)電基地一體化建設(shè)運(yùn)行。新疆維吾爾自治區(qū)2023年印發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)新能源及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的通知》明確指出，以風(fēng)電、光伏與儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電一體化建設(shè)方式滿足園區(qū)新增用電的，光伏與光熱配置比例為9∶1；風(fēng)電與光熱配置比例按9×（上一年度區(qū)域光伏平均利用小時(shí)數(shù)/風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)）∶1計(jì)算，原則上不超過6∶1。太陽能熱發(fā)電的定位從單體規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)向配合風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)展，一方面承擔(dān)新型儲(chǔ)能的作用，實(shí)現(xiàn)以新能源調(diào)節(jié)、支撐新能源，滿足電網(wǎng)調(diào)峰等需求，解決新能源裝機(jī)容量大幅增長(zhǎng)帶來的并網(wǎng)消納問題；另一方面通過多能互補(bǔ)方式提高經(jīng)濟(jì)性。截至2023年底，在各地政府公布的名單中，我國(guó)各省和自治區(qū)在建和擬建太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目約43個(gè)，總裝機(jī)容量約4800MW，預(yù)計(jì)于2025年前全部建成。

這一階段，在市場(chǎng)需求的帶動(dòng)下，太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈得到了進(jìn)一步發(fā)展。多條太陽能熱發(fā)電專用部件和裝備生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，具備了支撐太陽能熱發(fā)電大規(guī)模發(fā)展的供應(yīng)能力。相關(guān)企業(yè)自主開發(fā)了熔鹽泵、熔鹽閥、旋轉(zhuǎn)接頭、吸熱器管材等部件替代進(jìn)口產(chǎn)品，并已開始在投運(yùn)的機(jī)組上試用。

三、發(fā)展趨勢(shì)展望

2023年3月，國(guó)家能源局《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》提出力爭(zhēng)“十四五”期間，全國(guó)光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模達(dá)到300萬千瓦左右，標(biāo)志著我國(guó)太陽能熱發(fā)電進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展的新階段。在構(gòu)建新型能源體系總體目標(biāo)的引領(lǐng)下，我國(guó)太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)：

一是在產(chǎn)業(yè)鏈自主化方面，太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵裝備加快實(shí)現(xiàn)全面國(guó)產(chǎn)化替代。為打破進(jìn)口依賴，保障產(chǎn)業(yè)安全穩(wěn)定發(fā)展，熔鹽泵、熔鹽閥、熔鹽流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)接頭等工況環(huán)境嚴(yán)苛、技術(shù)參數(shù)要求高的關(guān)鍵部件需盡快攻克“卡脖子”難題，實(shí)現(xiàn)完全自主可控。

二是在應(yīng)用創(chuàng)新方面，發(fā)揮太陽能熱發(fā)電各條技術(shù)路線的優(yōu)勢(shì)，拓展應(yīng)用場(chǎng)景。例如將太陽能熱與傳統(tǒng)火電廠熱力系統(tǒng)通過不同方式耦合互補(bǔ)，在機(jī)組發(fā)電量不變的前提下，太陽能熱系統(tǒng)能夠替代部分燃煤消耗。除發(fā)電外，在工商業(yè)場(chǎng)景開展供應(yīng)工業(yè)蒸汽、供暖等多元化應(yīng)用。

三是在技術(shù)創(chuàng)新方面，加快寬溫域熔鹽、液態(tài)金屬儲(chǔ)能介質(zhì)、顆粒儲(chǔ)熱介質(zhì)、塔式光熱發(fā)電與超臨界二氧化碳發(fā)電結(jié)合等前沿技術(shù)研發(fā)，支撐太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

作者：許雪荃，李博，徐東杰（電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院）。