我国太阳能热发电技术创新发展历程及展望.docx
我国太阳能热发电技术创新发展历程及展望一、总体发展现状太阳能热发电（也称光热发电）技术是通过反射镜将太阳的宜接福射聚焦到吸热器上，加热吸热介质，将光能转换成热能，再利用汽轮发电机组发电的太阳能利用技术。太阳能热发电站通过配置储热系统可以承担基本负荷或高峰负荷，不受光照强度变化的影响，发电功率稳定可匏，可以实现24小时连续发电，具有良好的电力输出稳定性和可调度性能，增强电力系统消纳可再生能源电力的能力，对构建新型能源体系具有重要意义。截至2023年底，我国并网运行的太阳能热发电机组总容量为570三o从地域分布来看，由于我国西北地区太阳能资源丰富，物射强度高，因而国内已并网的太阳能热电站集中于西北地区。从技术路线来看，塔式、槽式和线性菲涅尔式机组的并网容量分别为370MW.150MW和50MW,各占64.9%、26.3%和8.8%。二、技术和产业发展历程（一）技术储备阶段，多个具有自主知织产权的小型试验项目建成，为规模化示范应用奠定基础我国太阳能热发电技术的研究始于上世纪70年代，由于工艺及材料等薄弱环节的限制，最初发展较为缓慢。2005年，南京江宁70kV塔式太阳能热发电试验站成功发电，标志着我国太阳能热发电技术进入试验性示范阶段。此后，太阳能热发电技术被列入国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）、国家高技术研究发展计划（863计划）及国家重点研发计划，2007年发布的可再生能源中长期发展规划也首次明确要求建设较大规模的太阳能热发电站。经过国内高校及科研院所的联合研发，2012年起，不同技术路线、容量等级的具有完全自主知识产权的小型试验项目陆续建成投产。2012年8月，我国自主研发、设计和建设的亚洲首座兆瓦级太阳能热发电站一一中科院电工所延庆IMW塔式试验电站历经6年项目建设期，首次实现成功发电，这是我国太阳能热发电迈向产业化进程的重要里程碑。2013年7月，我国首座并网发电的大规模商业化太阳能热发电项目，同时也是全球第六座实现商业化运营的塔式太阳能热发电站一一青海中控德令哈IOVW塔式太阳能热发电项目成功并网。同期，我国还建成了内蒙古三花绿色太阳城项目一期IMW碟式太阳能热发电试验项H、江苏鑫晨30Ok1.Y二次反射塔式系统太阳能热发电试验项目等。这一阶段，我国初步具备商业化太阳能热发电站成套设备的供货能力，但由于国内缺乏太阳能热发电的市场需求，尚未形成完整的产业链。（二）商业化示范项目建设运行阶段，首批示范项目集中建设运行，装机容量迅速增长2016年9月，国家能源局印发关于建设太阳能热发电示范项目的通知，启动首批20个太阳能热发电示范项目。同月，国家发展改革委印发关于太阳能热发电标杆上网电价政策的通知，规定2018年12月31日前全部投运的首批示范项目执行1.15元/kWh（含税）标杆上网电价。国家首批示范项目清单和电价政策的落地加速我国太阳能热发电技术走向成熟，开启了商业化进程。自2018年起，多个示范项目成功并网，装机容量快速扩张。2018年6月，我国首个大型商业化太阳能热发电示范电站一一中广核德令哈50MW槽式太阳能热发电示范项目一次并网成功。2018年12月，首航节能敦煌100MW熔盐塔式和中控德令哈50Mw熔盐塔式太阳能热发电项目并网发电，分别成为我国首个100MW和50MW的塔式太阳能热发电项目。2019年12月，世界首例商业化运行的线性菲涅尔式太阳能热发电项B一一兰州大成敦煌50MW菲涅尔太阳能热发电项目一次并网成功。2020年1月，我国首座百兆瓦级槽式太阳能热电站一一乌拉特中旗100MW槽式太阳能热发电项目一次并网成功。同期，中电建共和50MW熔盐塔式太阳能热发电项目等多个示范项目并网成功。除首批太阳能热发电示范项目外，2019年9月，我国首个风、光、热、储多能互补一体化示范项目一一鲁能海西多能互补集成优化示范工程50MW塔式太阳能热发电项目一次并网成功。这阶段，在首批示范项目建设运行的推动下，我国太阳能热发电技术水平快速进步，装备制造水平不断提高，形成了完整的产业链，国产化率达到90%以上。在聚光、吸热、储热和换热技术及电站系统集成等方面已经与世界同步，部分达到国际先进水平，自主研发了大量适应国内自然条件的关键技术，涌现r批具有商业电站供货业绩和国际竞争力的设备和材料生产企业。反射镜、真空集热管等槽式集热场主要设备和定日镜、吸热器等塔式镜场主要设备均实现国产化，产品关键技术指标与国际一流供货商的产品基本相当。熔盐储罐实现国产化设计制造和加工，在第一批太阳能热发电示范项目中得到应用。部分设备和材料仍需进口，如槽式导热油系统旋转接头、导热油泵、熔盐泵、反射镜保护用油漆和陶瓷粘结剂及部分仪表阀门等。国际项目方面，我国光热企业积极参与海外市场。2015年，中国能建西北电力设计院和山东电建三公司通过竞标得到摩洛哥努奥太阳能热发电项目的设计和建设工作，机组于2018年10月正式投运。首批示范项目的建设为我国太阳能热发电相关企业积累了工程经验，开创了商业电站的工程业绩,进一步推动光热产业走出国门。2018年12月，由上海电气集团股份有限公司担任EPC总承包的迪拜950MW光热光伏一体化项目正式开工。该项目太阳能热发电容量700MW,包括1座100MW塔式和3座200MW槽式电站,其中槽式1号机组于2022年U月首次并网发电，塔式机组经过全面调试后于2023年2月实现满负荷运行，槽式2号和3号机组分别于2023年10月和2023年12月并网发电。2019年11月，中国能建葛洲坝国际公司和浙江中控太阳能公司组成的联营体在希腊成功签署建设MINOS50MW太阳能热发电项目的多边合作协议，这是中国太阳能热发电产业首次以“技术+装备+工程+资金+运营”的全生命周期模式走出国门。（=）风光热一体化建设阶段I从独立电站向多能源协同发展，多个“光热+光伏/风电”多能互补示范项目投入建设2021年6月，国家发展改革委关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知明确，2021年起，新核准（备案）光热发电项目上网电价由当地省级价格主管部门制定，具备条件的可通过竞争性配置方式形成，上网电价高于当地燃煤发电基准价的，基准价以内的部分由电网企业结算。由于不再享受中央财政的电价补贴政策，同时，发电成本无法向后端传导，太阳能热发电项目的投资建设几乎停滞。2021年10月，国务院印发的2030年前碳达峰行动方案中明确提出积极发展太阳能热发电，推动建立太阳能热发电与光伏发电、风电互补调节的风光热综合可再生能源发电基地。在该方案的引领下，随着我国第一批大型风电光伏基地项目全面开工以及第二批、第三批大基地项目陆续推进，多个省市出台了太阳能热发电站与其他新能源打捆建设的政策，有效促进了太阳能热发电技术推广应用，使首批示范后陷入沉寂的太阳能热发电产业迎来新一波发展热潮。内蒙占自治区2022年印发的蒙西新型电力系统建设行动方案（1.0版）指出，发挥太阳能热发电储能调节能力和系统支撵能力，布局建设长时储热型太阳能热发电项目，推动太阳能热发电与风电、光伏发电基地一体化建设运行。新疆维吾尔自治区2023年印发的关于加快推进新能源及关联产业协同发展的通知明确指出，以风电、光伏与储热型光热发电一体化建设方式满足园区新增用电的，光伏与光热配置比例为9：1：风电与光热配置比例按9X（上一年度区域光伏平均利用小时数/风电平均利用小时数）：1计弊，原则上不超过6：1。太阳能热发电的定位从单体规模化发展转向配合风电、光伏等新能源发展,一方面承担新型储能的作用，实现以新能源调节、支撵新能源，满足电网调峰等需求，解决新能源装机容量大幅增长带来的并网消纳问题;另一方面通过多能互补方式提高经济性。截至2023年底，在各地政府公布的名单中，我国各省和F1.治区在建和拟建太阳能热发电项目约43个，总装机容量约4800MW,预计于2025年前全部建成。这一阶段，在市场需求的带动卜.，太阳能热发电产业链得到了进一步发展。多条太阳能热发电专用部件和装备生产线建成投产，具备了支撑太阳能热发电大规模发展的供应能力。相关企业自主开发了熔盐泵、熔盐阀、旋转接头、吸热器管材等部件替代进口产品，并已开始在投运的机组上试用。三、发展趋势展望2023年3月，国家能源局美于推动光热发电规模化发展有关事项的通知提出力争“卜四五”期间，全国光热发电每年新增开工规模达到300万千瓦左右，标志着我国太阳能热发电进入规模化发展的新阶段。在构建新型能源体系总体目标的引领卜.，我国太阳能热发电产业将呈现如下发展趋势：一是在产业链自主化方面，太阳能热发电关键装备加快实现全面国产化替代。为打破进口依赖，保障产业安全稳定发展，熔盐泵、熔盐阀、熔盐流量计、旋转接头等工况环境严苛、技术参数要求高的关键部件需尽快攻克“卡脖子”难题，实现完全H主可控。二是在应用创新方面，发挥太阳能热发电各条技术路线的优势,拓展应用场景。例如将太阳能热与传统火电厂热力系统通过不同方式耦合互补，在机组发电量不变的前提下，太阳能热系统能够替代部分燃煤消耗。除发电外，在工商业场兔开展供应工业蒸汽、供暖等多元化应用。三是在技术创新方面,加快宽温域熔蓝、液态金属储能介质、颗粒储热介质、塔式光热发电与超临界.氧化碳发电结合等前沿技术研发，支撵太阳能热发电产业规模化发展。
