汇聚太阳能光热行业力量，促进产业健康持续发展。4月16日下午，由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟与中国可再生能源学会太阳能热发电专委会组织开展的「太阳能光热说」公益讲堂正式开讲。
在开讲序言中，国家太阳能光热产业技术创新战略联盟常务副理事长兼秘书长、中国可再生能源学会太阳能热发电专委会秘书长杜凤丽女士对太阳能热发电技术特点、市场发展现状以及行业期盼进行了介绍。
1、太阳能光热发电技术简介
太阳能光热发电是将太阳能转化为热能，通过热功转化过程发电的系统，英文简称为CSP或STE。目前商业化的太阳能光热发电技术路线主要包括：塔式、碟式（点聚焦系统）和槽式、线性菲涅尔式（线聚焦系统）。
为实现以清洁低碳为主要特征的能源转型，各国均在探索稳定、可控、可靠的可再生能源发展路线。研究发现，太阳能光热发电是目前除水电外唯一具备这一能力的可再生能源技术。由于配置大容量、低成本、环境友好的储能系统，太阳能光热发电可以克服太阳能资源的间歇性和不稳定性，实现平稳可控、可调度的电力输出。太阳能光热发电是可以承担电力系统基础负荷的可再生能源发电形式，目前已在西班牙、美国以及中东北非等国家和地区取得了良好的应用效果。
实景图：我国50MW太阳能光热电站
2、太阳能光热发电技术的优势
太阳能光热发电与火力发电类似，不同之处在于热能产生的方式不同，光热发电利用聚光集热装置收集阳光产生热能，火力发电通过化石燃料的燃烧产生热能。
（1）新的经济增长点、拉动投资和就业。太阳能热发电站产业链长，对拉动传统制造业、培育新的经济增长点以及创造就业具有重要作用。
光热发电采用常规汽轮机或燃气轮机进行热功转换驱动发电机发电。在去除煤电产能的背景下，能够拉动汽轮机、发电机、电站锅炉、电站辅机等产品需求，降低去煤化对火力发电装备制造业的冲击。一座带7小时储能、装机容量5万千瓦的塔式光热电站投资约15亿；其中，混凝土、钢材、玻璃以及硝酸盐等原材料用量分别约为3万立方米、1.7万吨、0.6万吨以及3.5万吨，包括聚光器、跟踪装置等光热发电专有设备用量上万套。这不仅能够消耗大宗原材料的过剩产能，稳定就业和投资，还可以促进我国传统制造业向新兴高技术产业的转型与高质量发展，对拉动我国经济增长有积极促进作用。
（2）带有储能装置，发电功率相对平稳可控。太阳能、风能资源具有间歇性和不稳定性的特点，白天天气的变化会引起发电系统出力的大幅波动，这对电力系统实时平衡和稳定安全运行带来挑战。太阳能热发电站配置技术成熟、成本较低且安全环保的大容量储热装置，实现发电功率平稳和可控输出。在白天日照强烈时，系统可将多余热量储存起来，避免出力超出电网需求。在云层遮日等光照减弱时，可及时利用储热装置中积蓄的热量，向动力发电设备进行热量补充，从而确保发电功率的稳定。可作为调峰电源或基础负荷电源。
大量研究结果表明，直流送端不稳定的可再生能源占比高、网架薄弱、换相失败等故障会导致系统暂态过电压，引发可再生能源大规模连锁脱网，危害电网安全稳定运行。光热发电具有功率调节和电压支撑能力，根据我国已投产中广核德令哈，首航节能敦煌以及中控德令哈3个光热发电示范项目的验收结论，太阳能热发电机组调峰深度为85%、升降负荷速率可达每分钟3%和5%左右的额定功率，调峰深度和速度均明显优于常规火电。在大规模不稳定的风电和光伏发电并网的发展情况下，光热发电是真正清洁低碳、安全高效的电源形式，能够进一步提高可再生能源电力的占比，提高能源利用效率，同时满足电网安全需求，成为能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。
（3）运行方式灵活。太阳能热发电系统可以与燃煤、燃油、天然气及生物质发电系统等进行联合循环运行，克服太阳能不连续、不稳定的缺点，实现全天候不间断发电，使得其可调节性好，更具有电力系统友好特性。太阳能热发电系统也可以与热化学过程结合，实现高温制氢。
（4）综合能源服务的中坚力量。太阳能热发电可进行热电并供，可利用余热进行咸水淡化和清洁供暖；还可形成微型电网独立运行，适用于边远农牧区、山区和海岛等地供电，也可联网运行作为电网可控发电单元。
（5）提高不稳定可再生能源电力的消纳，能源转型新途径。作为全生命周期二氧化碳排放极低〔约 17 g/（kW·h）〕的环境友好型技术，太阳能光热发电带有安全环保的熔盐储能系统，是解决当前可再生能源发电波动性对电网安全性影响问题的重要途径。
以目前新疆电网为例进行过模拟计算，假定建设光热发电机组从100万千瓦至500万千瓦，可减少弃风弃光电量10.2%-37.6%，显著提高了电力系统接纳光伏发电和风电的能力。光伏发电要为电力系统提供可靠的电力，则必须配置至少6小时的储能电站（满足晚高峰电力需求）；按照目前的市场情况和未来的发展趋势，光热发电的可靠性和经济性要优于光伏+电池储能。
3、太阳能光热发电市场现状
据国家太阳能光热联盟的统计，2019年全球新增太阳能热发电装机容量482.6MW，累计装机容量达到6590MW。其中，西班牙太阳能热发电装机容量仍居世界首位，其次是美国。
图：2019年底全球太阳能热发电累计装机容量
得益于国家太阳能热发电示范项目的建设，我国太阳能热发电新增和累计装机容量在全球占比分别达到41%和6%。
2019年，我国共有4座太阳能热发电示范电站并网发电，总装机容量200MW，占全球新增装机容量的6%。分别为：中电建共和50MW塔式电站、鲁能格尔木50MW塔式电站（多能互补示范项目）、中电哈密50MW塔式电站，以及兰州大成敦煌50MW线性菲涅尔电站。2019年底，我国并网发电的太阳能热发电站达到9座，总装机容量420MW。
图：2019年底各主要国家和地区家并网太阳能光热发电装机情况
表：我国并网的太阳能光热发电项目（至2019年）
表：全球在建及规划太阳能光热发电项目
4、太阳能光热发电技术路线应用情况
在全球投运的太阳能光热电站装机中，各类技术形式应用多样，但仍以导热油槽式和熔盐塔式两种技术路线为主。
槽式技术路线在全球装机容量中占比最高，主要还是因为槽式是全球最早商业化运行的技术路线，始于美国上个世纪80年代投运并运行至今的9座SEGS槽式电站，总装机容量354MW。而后期兴建的太阳能光热发电项目，银行更偏向于有参考样本、被商业化验证过、风险性较低的技术。因此造成西班牙绝大多数的项目均采用了导热油槽式技术路线。槽式光热电站约占西班牙太阳能光热发电总装机容量的96.5%，约占全球装机容量的34.5%。
图：各主要国家太阳能热发电技术路线在全球装机容量中的占比情况
然而，在包括中国在内的太阳能光热发电新兴市场，槽式和塔式两种技术路线在装机容量中的占比差距在不断缩小，这主要由于运行原理上塔式系统的聚光比高于槽式系统的聚光比，可以实现更高的运行温度，从而带来更高的系统效率以及更多的电力产出。因此塔式技术路线也有了越来越多的商业化运行项目。在中国，塔式技术路线占并网项目的76.2%。
5、国内外太阳能光热电站发电情况
下图是西班牙50座太阳能光热电站近11年（2009年1月-2019年9月份）的累计发电量情况。从中可以看出，电站的性能在逐年提升（1月份基本都是电站检修月）。
西班牙一些电站已经成功以基础负荷实现不间断运行达3周。这足以证明带大容量储能系统的太阳能光热电站的在大规模间歇性可再生能源并网发电中的优势。
图：西班牙太阳能光热电站累计发电情况
图：2015年7月18日早上9点至2015年8月8日晚上11点西班牙光热发电站持续运行
在我国，首批太阳能光热发电示范项目投运时间不久，但已经表现出了较好的性能。例如，青海中控德令哈50MW太阳能光热示范电站于2019年9月底正式移交生产运行并进入性能考核期，目前已经稳定运行半年多，各项技术指标均优于设计值。其中，2020年2月1日至2月13日，机组连续不间断运行292.8小时。
图：青海中控德令哈50MW塔式光热电站近半年发电情况
图：青海中控德令哈50MW塔式光热电站2020年2月1日至13日连续运行记录
6、期盼结语
国家首批太阳能光热发电示范项目对我国攻克光热发电系统的首台套关键技术装备和若干“卡脖子”技术提供了关键支撑，为打造我国完整的产业链和系统集成能力奠定了基础。另外，我国光热发电示范项目上的技术实证已成为我国企业参加国际项目建设的基本条件，一些企业已走出国门主导或参与中东、北非等“一带一路”沿线重点地区光热项目开发建设，向世界输出了“中国技术”和“中国方案”，我国在世界大变局中的影响力、竞争力不断增强，极大提升了我国在国际能源竞争和合作方面的能力。
根据党中央、国务院在做好新冠疫情防控的基础上有序复工复产，稳定社会经济发展的大政方针，各太阳能光热发电示范项目积极落实国家政策要求，投入大量人力物力开展技术创新研发和示范项目建设，积极降本增效，预期可进一步降低度电成本达30%以上。
为增强市场主体的信心，保护光热发电各相关创新主体的主动性和积极性，帮助民营经济解决发展中的困难，营造有利于企业家健康成长的良好氛围以及创新创业创造的良好发展环境，保障企业持续高质量发展和增加国际竞争力，我们恳请政府相关部门：
(1) 尽快发布太阳能光热发电示范项目价格政策；恳请考虑示范项目实施以来原材料、人工等成本大幅上涨、疫情防控成本增加等因素，对首批太阳能光热发电示范项目的上网电价不做退坡；
(2) 考虑到新冠肺炎疫情，以及电价政策的滞后发布对投融资决策的影响等因素，恳请对存量光热发电项目并网时间给予6-9个月延期；
(3) 太阳能光热发电示范项目是国家组织实施的首台套技术示范，恳请国家发布指导意见，能够将项目银行贷款的还款时间与电价补贴拨付时间保持一致，缓解企业因国家欠款造成的经营压力；
(4) 尽快研究制定根据电力供求关系的差异化确定上网电价的政策，加快电力系统的市场化改革。
