太阳能热发电是将太阳能转换为热能，通过热功转换过程发电的系统。碳达峰、碳中和以及构建以新能源为主体的新型电力系统目标的提出，为太阳能热发电行业发展带来了新的机遇。国务院《2030年前碳达峰行动方案》明确：积极发展太阳能光热发电，推动建立光热发电与光伏发电、风电互补调节的风光热综合可再生能源发电基地。加快建设新型电力系统。目前，在国家补贴退出后，在资源优质区域，通过与风电、光伏发电基地一体化建设等方式，建设一定规模的光热发电项目，充分发挥光热发电的调节作用和系统支撑能力，保障光热发电产业能够接续发展。
近日，由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟、中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会、中关村新源太阳能热利用技术服务中心联合编制的《2021中国太阳能热发电行业蓝皮书》发布。
2021中国太阳能热发电行业蓝皮书（以下简称“蓝皮书”）共分为9个章节，分别为：太阳能热发电的发展机遇和定位、太阳能热发电市场发展、我国太阳能热发电示范项目运行情况、我国太阳能热发电产业链情况、我国太阳能热发电研发项目情况、太阳能热发电投资成本、太阳能热发电站全生命周期碳排放、太阳能热发电发展面临的挑战及对策，以及附录。附录主要包括：我国2021年发布的太阳能热发电项目政策、美国能源部2021年度支持的太阳能热发电项目清单、2021年发布的太阳能热发电相关国家标准、我国太阳能热发电行业发展主要历程、太阳能光热联盟理事成员单位及业务范围名录。全文4.5万+字，共55张图表。
太阳能热发电由于配置了大容量、安全环保的熔盐储能系统，能够克服太阳能自身的间歇性和不稳定性，实现长周期连续发电，可以承担基础电力负荷，是新型电力系统中的中流砥柱和压舱石。《蓝皮书》数据显示，我国首个大型商业化太阳能光热示范电站——中广核德令哈50MW槽式电站自2021年9月19日至2022年1月4日，机组已经连续运行107天，刷新了2020年最长连续运行32.2天的纪录，在国内外处于领先地位。这充分说明了储热型太阳能热发电“不看天吃饭”的巨大优势。
根据太阳能光热产业技术创新战略联盟统计，截至2021年底，全球太阳能热发电累计装机容量达到6.8GW，我国太阳能热发电累计装机容量为538MW（含MW级以上规模的发电系统）。其中，槽式、塔式、线性菲涅耳（简称线菲）技术装机在全球主要国家和地区的占比为76%，20%和4%。我国太阳能热发电装机容量中，塔式技术路线占比约60%，槽式技术约28%，线菲技术约12%。
图：2021年底我国太阳能热发电累计装机容量
《蓝皮书》总结了我国7座太阳能热发电示范项目以及1座多能互补项目中的光热电站的运行状况。需要说明的是，这些电站并网时间不同，储能时长等技术指标也不尽相同，但每个电站都通过不断消缺和运行经验的积累，其性能和发电量均在逐步提升。
中广核德令哈50MW槽式电站2021年度上网电量同比2020年度提升31.6%，实现了机组连续运行107天的纪录。首航高科敦煌100MW熔盐塔式电站2021年同期发电量再度增长39.7%， 电站各项性能指标仍在大幅度提升。青海中控德令哈50MW太阳能光热电站绝大多数月份电站实际发电量达到或超过设计值。中电建共和50MW塔式光热电站2021年5月7日当天电站总计运行时长16小时43分钟，日上网电量达到53.9万kWh。中电哈密50MW塔式电站2021年9月实现全容量发电，机组实现5天连续运行。兰州大成敦煌50MW太阳能光热电站项目单日最高发电量达到61.04万kWh，多个月份发电量超过800万kWh，随着聚光集热系统分批全部投运，项目发电量还有较大提升空间。内蒙古乌拉特中旗100MW槽式光热示范电站熔盐储能于2021年7月投运，2021年1月至10月已累计发电约2.2亿kWh，单日最高发电量达212.8万kWh；电站通过实际运行数据，验证了槽式光热电站连续运行作为基础负荷，低负荷稳定运行以及快速调负荷参与调峰等性能。青海格尔木鲁能多能互补50MW塔式光热电站2021年6月4日单日发电量109.62万kWh，创历史最高；2021年11月，电站月度发电量达到1067.3775万kWh。
表：青海中控德令哈50MW光热电站2021年9～12月发电量数据
(电站2021年7月熔盐储能投运)
在太阳能热发电新的项目方面，2021年，青海省和甘肃省分别举行了新能源项目集中开工仪式，吉林省举行了“陆上风光三峡”工程全面建设启动仪式。这些项目将在2023年底前建成并网，其中包含光热发电装机容量共计101万千瓦。经过调研，目前这些项目基本都在正常推进中。
在产业链方面，《蓝皮书》提出：我国太阳能热发电产业链的主要特点是以易于获得、安全且丰富的原材料为出发点和起点，如钢铁、水泥、超白玻璃、高温吸热及传储热材料（导热油、熔融盐）、保温材料等，带动了自主知识产权的产业链核心装备的发展，如反射镜、定日镜、塔式吸热器、槽式聚光器、槽式吸热管、高精度传动箱、支架、就地控制器、储热装置/系统、滑压汽轮机等。在国家第一批光热发电示范项目中，设备、材料国产化率超过90%，技术及装备的可靠性和先进性在电站投运后得到了有效验证。据太阳能光热产业技术创新战略联盟不完全统计，2021年，我国从事太阳能热发电相关产业链产品和服务的企事业单位数量近550家；其中，太阳能热发电行业特有的聚光、吸热、传储热系统相关从业企业数量约320家，约占目前太阳能热发电行业相关企业总数的60%，以聚光领域从业企业数量最多，约170家。我国已经建立了数条太阳能热发电专用的部件和装备生产线，具备了支撑太阳能热发电大规模发展的供应能力，年供货量可满足2~3GW太阳能热发电项目装机。
图：我国太阳能热发电产业链的主要环节及代表性企事业单位
根据太阳能光热产业技术创新战略联盟统计，2018~2020年期间投产的8座太阳能热发电站共使用反射镜6912922平方米，熔盐214523吨，真空吸热管102300支，导热油10500吨。
图：太阳能热发电示范项目关键部件材料国内外供货比例情况
《蓝皮书》对“宽波段平面超表面太阳能聚光器及其集热系统”项目、“太阳能光热发电及热利用关键技术标准研究”项目、“第四代光热发电高温固体颗粒吸热器研究”项目、“第四代光热发电超临界二氧化碳换热器研究”项目、“光热发电用耐高温熔盐特种合金研制与应用”项目等太阳能热发电技术研发项目情况进行了简单回顾。在第六章和第七章分别对太阳能槽式和塔式太阳能光热电站的投资构成，塔式太阳能热发电站全生命周期碳排放情况进行了介绍。
《蓝皮书》指出：太阳能热发电易于配置大容量、长周期、更安全低碳的储能系统，且采用常规汽轮发电机组，系统具有转动惯量和电网同步机特性，是一种灵活性调节电源，非常符合当前高比例不稳定可再生能源电源并网情境下电网安全稳定运行对快速调峰电源的迫切需要，能够为构建新能源为主体的新型电力系统奠定安全稳定的基础。最后，《蓝皮书》从降低总投资和运维成本、提高效率两个方面对如何进一步降低发电成本进行了分析。
核心技术是国之重器，创新是高质量发展的第一动力。习近平总书记指出：“我们更要大力提升自主创新能力，尽快突破关键核心技术。这是关系我国发展全局的重大问题，也是形成以国内大循环为主体的关键。”只有打好关键核心技术攻坚战，才能彻底消除“卡脖子”隐忧，真正发挥创新引领发展的第一动力作用，才能畅通国内大循环，掌握发展主动权，实现更高质量发展。
《蓝皮书》建议国家相关部门能够确立对太阳能热发电核心原创性技术的研发支持，维护我国自“十一五”以来在太阳能热发电技术研发方面的成果积累，紧跟国际步伐（2021年美国能源部资助的4000万美元的太阳能研发经费中约73%用于太阳能热发电相关技术研究），不断突破，保持技术领先性。同时，不断提升我国在太阳能热发电站集成技术方面的水平，通过不断建设规模化项目，保持并继续发挥我国现阶段取得的成果，不断提升我国在第二代太阳能热发电技术方面的总体设计能力和运维水平，核心部件装备和关键配件智造能力，培养工程人才，最终实现太阳能热发电和我国风电、光伏行业一样在技术、成本、规模方面的全球领先地位，尽快发挥太阳热能技术在“双碳”目标实现中应有的作用。
