光热发电的前景和弊端分析

太阳能光热发电原理及种类

太阳能光热发电通常叫做聚光式太阳能发电，与传统发电站不一样的是，它是通过聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽驱动蒸汽轮机来发电。从热力学原理上讲，太阳能光热发电站与常规热力发电厂完全一样。太阳能光热发电按照聚集热量方式的不同，主要分为槽式、塔式和碟式三种技术路线。

1）槽式太阳能光热发电技术是目前实现商业化运行最多，且技术最成熟的太阳能光热发电站系统。槽式太阳能光热发电技术是采用“线聚焦”原理，利用大面积槽式抛物面形式的反射镜将太阳光聚焦反射到集热管上，并将集热管内的传热工质加热至高温，利用其热量加热水产生蒸汽，推动常规汽轮机发电。

2）塔式太阳能光热发电技术是采用的“点聚焦”原理，是通过成千上万个定日镜，将太阳光反射到位于高塔顶部的太阳炉表面，太阳炉上设有公共吸热器，由于太阳光被无数个镜片反射聚焦到吸热器一个“点”上，所以在其表面可形成高达2000℃左右的高温，可将其内部的传热介质加热至高温蒸汽，从而利用高温蒸汽推动汽轮机发电。塔式太阳能光热发电站的蒸汽运行温度约500℃左右，热效率在15%以上。

3）碟式又称盘式，其主要技术特征是采用盘状抛物面聚光集热器，它也是一种点聚焦集热器，其聚光比可以高达数百倍到数千倍，因而可以产生非常高的温度。在其接收器上安装热电转换装置，比如斯特林发动机或朗肯循环热机等，从而将热能直接转换成电能。可以单台使用或多台并联使用，适宜小规模发电，所以比较适合偏远山区、远离电网地区，进行分布式离网供电。

光热发电行业发展现状

新兴市场拉动全球光热市场回暖。2012年至2016年全球光热装机量复合增速为23.3%。自2014年起全球光热装机量受西班牙市场影响增长放缓，随后全球光热市场增长点逐渐从西班牙和美国市场转向摩洛哥、南非及中国等新兴市场。2017年，全球光热发电装机规模回升，预计新增装机量可达900MW。随着上述新兴市场项目于近年落地，预计2018年全球光热市场将会维持回升态势。

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，其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。对届时不能按时建成投产的项目，能源局将研究建立相应的价格联动机制。随着第一批示范项目陆续开工，第二批示范项目预计将超过2GW，并有望在2018年上半年推出。

能源局于2017年8月31日下发了关于征求对《关于减轻可再生能源领域涉企税费负担的通知》意见的函。《通知》强调，对纳税人销售自产的利用太阳能生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策，从2018年12月31日延长到2020年12月31日；鼓励银行等金融机构降低贷款利率，对达到优质信贷等级的可再生能源项目投资企业，鼓励按基准利率下浮10%左右的利率予以支持，并可对可再生能源发电项目适当延长贷款期限并给予还贷灵活性；各地方政府一律不得向可再生能源投资企业收取没有法律依据的资源出让费等费用，已经向风电、光伏发电、光热发电等可再生能源开发投资项目收取资源出让费（或有偿配置项目）的地方政府，应在通知发布一年内完成清退。目前光热发电项目电价构成中，融资成本的比重在20%以上，因此若未来推行低息贷款等政策，将有效降低成本、推动项目发展。

我国光热发电产业存在的问题

（一）发展后劲大，但是升级缓慢

我国的光热发电发展已经拥有了一定的成就，但是在这些成就之下，我们也要清楚地认识到产业发展所存在的问题。由于能源的枯竭，风力，水力发电等这些发电产业也遇到发展瓶颈，太阳能作为近几年开发的最清洁的绿色能源之一，具有很大的发展前景。再加之国家的重视，国家励志将光热发电产业推向国际，有国家政策的扶持和帮助，有利于提供光热发电产业发展的技术人才以及及时的进行与各国之间光热发电产业经验的交流，太阳能作为一种新起用的能源，各方的发展经验有利于在太陽能光热发电此后的发展中，减少错误少走弯路。从上述以及各方的考察可以看出光热发电产业的发展有很大的后劲，但是，目前所存在的问题是光热发电的技术在发展，但是技术没有突破性的升级。我国的光热发电产业虽然现在已经在国际上首屈一指，但是存在一个现象，其他国家的光热发电领域每隔一定时间内会有技术上的突破，提高光热发电的质量。而我国现今光热发电产业似乎还停留在扩大规模的战略上。

（二）缺乏大规模作业的经验

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。但是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。

（三）对于过剩产能的应用力度小

我国的光热发电产业发展还处于商业规模化的前期阶段，还存在诸多的不足。太阳能的利用是一种绿色能源的表现，但是考虑到太阳能的特殊性，目前正在设法高效地使用太阳能，光热发电的效率还是比较低，从另一方面来讲，在光热发电行业中游产业的延伸链是很长，可以涉及到很多的其它行业，比如，在光热发电生产中可以消化水泥、钢铁、玻璃、化工等这些产业的过剩产能，而且同时还可以带动其他很多产业的发展，在拥有这样的发展可能之下，我国的光热发电产业对于过剩产能的应用太少。

（四）市场还未完全成熟

光热产能所提供的能量该应用以何种领域？光热发电产业的市场还不完整，我国境内的石油，煤炭等资源正在枯竭，风力、火力发电相对于比较成熟，成熟的市场是一个产业成熟的标志。拥有完整的系统和成熟的市场，这是光热发电所不具备的条件。我国现今光热发电应用的地方还比较少，大部分还正处于实验阶段。

（五）相关人才缺乏

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。

光热发电发展策略分析

1、加强研发投入，掌握光热发电关键技术

积极参与国际交流，学习国外尤其是美国、西班牙等国家对于大规模光热电站运营维护的技术与经验。同时尝试商业化运营，实现光热发电规模化，建造中等甚至大规模光热电站，探索开发、设计、施工、调试、运维经验，为我国未来建设大规模光热电站做好技术及经验准备。从国际研发热门技术来看，控制系统、涂层、辐射吸收材料、聚光镜、热循环等技术是专利申请数量较多的研究热点，因此建设关键设备检测实验室，如集热管热学测试、集热管光学性能测试、聚光镜光学性能测试、镜面对焦精度测试等是目前适应科研及市场需求的重要一步。

2、加强光热电站的规划

未来光热发电装机容量必将逐年增加，电能的大规模存储尚未解决，仅仅靠光热电站单方面的储能设备难以将大量的电能完全存储，所以，必须加强科学统一规划。电力部门需要做好发电预测工作，考虑负荷的变化曲线与变化趋势，制定有实际可操作性的光热发电近期、中期和长期规划，实现高参数、大容量、连续发电，在保证电能质量的同时，减少对光热发电及其他新能源发电的浪费。在光热电站选址问题上，优先考虑年日照小时数大于2500h的西北部地区，这些地区日照充足，而且人口密度较小，地势以高原盆地为主，聚光镜产生的光照散射对建筑、环境影响不大。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。

太阳能光热发电产业发展趋势

（一）全球太阳能光热发电产业前景展望

在全球可再生能源蓬勃发展的当下，随着光伏和风电装机容量不断提升、发电成本不断下降，以及蓄电池价格的持续削减，为了保持光热发电竞争力，充分发挥其储能和调峰优势，光热开发商们开始日益注重电站的性能改善、标准化以及通过大规模部署以降低发电成本。IRENA预测，至2025年，槽式光热发电技术LCOE将下降至90美元/MWh，塔式光热发电技术的成本将下降至80美元/MWh。IRENA还指出，尽管光热发电现在还处于初级发展阶段，当前的发电成本要比化石能源高，但是随着技术不断进步和相关组件成本的不断降低，未来光热发电技术将非常有竞争力，特别是在融资成本较低的情况下。

多方预测的数据尽管存在差异，但基本已向我们展现出太阳能光热发电产业未来的发展趋势。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。

（二）国内太阳能光热发电产业前景展望

尽管我国太阳能光热发电起步相对较晚，但从目前的形势来看，随着太阳能光热发电示范项目和标杆上网电价重磅出台，我国光热发电已经开启新的历史转折。

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10吉瓦。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吉瓦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。

按照国际能源署预测，中国光热发电市场到2030年将达到29吉瓦装机，到2040年翻至88吉瓦装机，到2050年将达到118吉瓦装机，成为全球继美国、中东、印度、非洲之后的第四大市场。以此推算，未来中国光热市场有望撬动一万亿级资金。

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。