2021中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書-國家太陽能光熱聯(lián)盟秘書處-20221-74

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Industry中關(guān)村新源太陽能熱利用技術(shù)服務(wù)中心中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)2021國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟中家

光

產(chǎn)

技

術(shù)

創(chuàng)

新

戰(zhàn)

略

聯(lián)

盟國國可再生能源學(xué)會太陽能熱發(fā)電專業(yè)委員會中國可

村

再生能源學(xué)會太陽能熱發(fā)電專業(yè)委員會關(guān)

新

利

用

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術(shù)

服

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中

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Industry中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)

2021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書敬告讀者版權(quán)所有翻印必究嚴禁抄襲

引用務(wù)必注明出處編寫不足之處敬請諒解2021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書Blue

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Industry20212022

年

1

月

2021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書2021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書

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2021

編寫組批統(tǒng)主校排審準(zhǔn)：何雅玲

中國科學(xué)院院士、太陽能光熱聯(lián)盟專家委員會主任委員籌：王志峰

中國科學(xué)院電工研究所研究員、太陽能光熱聯(lián)盟理事長編：杜鳳麗

太陽能光熱聯(lián)盟常務(wù)副理事長兼秘書長

中國可再生能源學(xué)會太陽能熱發(fā)電專委會秘書長

王志峰核：杜鳳麗

洪

松

董清風(fēng)版：焦

芳核：太陽能光熱聯(lián)盟專家委員會2021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書正文目錄一、太陽能熱發(fā)電的發(fā)展機遇和定位…………………1

1.1

新型電力系統(tǒng)的需求和挑戰(zhàn)

…………………1

1.2

太陽能熱發(fā)電發(fā)展的新機遇

…………………1

1.3

太陽能熱發(fā)電的定位和作用

…………………2

1.3.1太陽能熱發(fā)電儲熱連續(xù)發(fā)電調(diào)節(jié)能力強………………2

1.3.2

安全性高，適合大容量儲能使用

……………………3

1.3.3

太陽能熱發(fā)電儲熱系統(tǒng)可雙向連接電網(wǎng)

………………3二、太陽能熱發(fā)電市場發(fā)展……………3

2.1

我國兆瓦級太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)起步

…………………3

2.2

我國太陽能熱發(fā)電裝機容量

…………………4

2.3

全球太陽能熱發(fā)電裝機容量

…………………6

2.3.1

美國230MW槽式電站退役

……………6

2.3.2

全球太陽能熱發(fā)電裝機容量

…………7

2.4

2021年我國新增太陽能熱發(fā)電項目…………9三、我國太陽能熱發(fā)電示范項目運行情況…………

12

3.1

中廣核德令哈50MW槽式太陽能光熱電站

………………

12

3.2

首航高科敦煌100MW塔式太陽能光熱電站

……………

13

3.3

青海中控德令哈50MW塔式太陽能光熱電站

……………

13

3.4

中電建共和50MW塔式太陽能光熱電站

…………………

13

3.5

中電哈密50MW塔式太陽能光熱電站

……………………

14

3.6

蘭州大成敦煌50MW線菲太陽能光熱電站

………………

14

3.7

內(nèi)蒙古烏拉特100MW槽式太陽能光熱電站

……………

14

3.8

青海格爾木魯能多能互補光熱電站

………………………

17四、我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈情況…………………

18

4.1

太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈體系和特點

…………

18

4.2

我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈主要代表性企事業(yè)單位

………

18

4.3

我國太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵部件裝備/材料制造產(chǎn)能

………

19

4.4

我國太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵部件銷售應(yīng)用情況

………………

20五、我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)項目情況…………

23

5.1

“寬波段平面超表面太陽能聚光器及其集熱系統(tǒng)”項目

………………

23

5.2

“太陽能光熱發(fā)電及熱利用關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”項目

…………………

23

5.3

“第四代光熱發(fā)電高溫固體顆粒吸熱器研究”項目

……………………

232021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書

5.4

“第四代光熱發(fā)電超臨界二氧化碳換熱器研究”項目

…………………

24

5.5

“光熱發(fā)電用耐高溫熔鹽特種合金研制與應(yīng)用”項目

…………………

24六、太陽能光熱電站投資成本………………………

25

6.1

塔式光熱電站建造成本及構(gòu)成……………

25

6.1.1

7小時儲熱50MW塔式光熱電站投資組成

…………

25

6.1.2

12小時儲熱100MW塔式光熱電站投資組成

………

26

6.2

槽式太陽能光熱電站建設(shè)成本及構(gòu)成……………………

27

6.2.2

我國4小時儲熱50MW槽式電站投資構(gòu)成

…………

29

6.2.3

我國10小時儲熱100MW槽式電站投資構(gòu)成

………

29

6.3

儲能時長和度電成本………………………

30七、太陽能熱發(fā)電站全生命周期碳排放……………

31八、太陽能熱發(fā)電發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及對策…………

35

8.1

降低總投資和運維成本……………………

35

8.2

提高效率……………………

37

8.3

太陽能熱發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議………………………

39九、附錄………………

40

9.1

我國2021年發(fā)布的太陽能熱發(fā)電相關(guān)政策………………

40

9.2

美國能源部2021年度支持的太陽能熱發(fā)電項目清單……………………

42

9.3

2021年發(fā)布的太陽能熱發(fā)電相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)………………

49

9.4

我國太陽能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展主要歷程……………………

52

9.5

太陽能光熱聯(lián)盟2020~2021年度理事成員單位及業(yè)務(wù)范圍名錄

………

54參考文獻………………

642021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書圖

表

目

錄圖：熔鹽儲能塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)示意圖…………4圖：我國太陽能熱發(fā)電累計裝機容量…………………5圖：我國已建成太陽能熱發(fā)電項目中的裝機技術(shù)類型………………5圖：建于上個世紀80年代的SEGS槽式電站實景圖

…………………6圖：美國公共事業(yè)規(guī)模太陽能熱發(fā)電站裝機容量……………………7圖：2021年全球太陽能熱發(fā)電累計裝機容量…………8圖：全球太陽能熱發(fā)電裝機容量發(fā)展情況……………8圖：全球主要國家和地區(qū)光熱發(fā)電裝機技術(shù)占比概況………………9圖：中廣核德令哈光熱電站汽輪機轉(zhuǎn)速與負荷曲線圖……………

12圖：蘭州大成敦煌50MW太陽能光熱電站集熱場…………………

14圖：烏拉特中旗100MW/1000MWh槽式光熱儲能電站2021年4~10月份發(fā)電量…………………

15圖：在上午多云情況下，2021年9月10日電站最高發(fā)電量達212.8萬kWh

………

15圖：2021年7月17~21日，電站實現(xiàn)利用儲熱系統(tǒng)24小時連續(xù)五天高負荷發(fā)電

………………

16圖：機組最低負荷可達5

MW（常規(guī)火電機組20%~40%），低負荷穩(wěn)定運行參與調(diào)峰

………

16圖：機組升降負荷速率最高可達10

MW/min（常規(guī)調(diào)峰電站爬坡速率2%/min~5%/min）

……

16圖：魯能格爾木多能互補光熱電站發(fā)電量情況……………………

17圖：我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的主要環(huán)節(jié)及代表性企事業(yè)單位…………………

19圖：艾杰旭特種玻璃（大連）近幾年太陽能超白玻璃原片銷售情況……………

20圖：太陽能熱發(fā)電示范項目關(guān)鍵部件材料國內(nèi)外供貨比例情況…………………

21圖：北京天瑞星公司近三年槽式吸熱管銷售情況…………………

22圖：7小時儲熱50MW塔式太陽光熱電站投資組成

………………

25圖：聚光吸熱儲熱子系統(tǒng)中原材料的成本構(gòu)成比例………………

26圖：12小時儲熱100MW塔式太陽能光熱電站投資組成

…………

26圖：Andasol

1號槽式太陽能熱發(fā)電站系統(tǒng)流程圖

………………

27圖：全球首座7.5小時儲熱50MW槽式電站投資成本構(gòu)成

………

28圖：我國內(nèi)蒙古4小時儲熱50MW導(dǎo)熱油槽式電站投資組成

……………………

29圖：我國10小時儲熱100MW導(dǎo)熱油槽式電站投資組成

…………

30圖：太陽能熱發(fā)電儲能時長與電力成本的關(guān)系……………………

30圖：帶（左）和不帶（右）儲能系統(tǒng)的塔式光熱電站設(shè)備配置…………………

32圖：IPCC

方法：每千瓦時凈發(fā)電量

GW20a

指標(biāo)

………………

34圖：熔融鹽傳熱介質(zhì)太陽能熱發(fā)電站系統(tǒng)示意圖…………………

37圖：典型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)效率及能量損失情況…………

382021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書表：SGES

8號和9號槽式電站近5年發(fā)電量情況

……………………6表：SGES

1~9號槽式電站2003~2015年發(fā)電量情況

…………………7表：青海省太陽能光熱+一體化項目（容量：萬千瓦）

…………

10表：甘肅省“光熱+儲能”項目（容量：萬千瓦）

………………

10表：吉西基地魯固直流白城140萬千瓦外送項目（容量：萬千瓦）

……………

11表：我國太陽能熱發(fā)電示范項目簡況………………

12表：青海中控德令哈50MW光熱電站2021年9~12月發(fā)電量數(shù)據(jù)…………………

13表：我國太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵部件/材料生產(chǎn)線情況

………………

19表：我國已并網(wǎng)發(fā)電的8座商業(yè)化太陽能光熱電站關(guān)鍵設(shè)備使用情況

…………

21表：定日鏡成本構(gòu)成…………………

27表：Andasol

1

號50MW

槽式光熱電站主要參數(shù)

…………………

28表：全生命周期評估的塔式太陽能熱發(fā)電站特征…………………

31表：110MW塔式電站制造清單中使用的材料和重量

……………

32表：兩座被分析塔式電站運行中的水電消費量……………………

34表：太陽能熱發(fā)電設(shè)備購置部分成本下降途徑……………………

36表：工程角度建議的熔鹽塔式技術(shù)優(yōu)化項…………

38表：我國2021年發(fā)布的太陽能熱發(fā)電相關(guān)政策清單………………

40表：美國能源部2021財年支持的太陽能研究項目概覽……………

42表：美國能源部2021財年資助的太陽能熱發(fā)電相關(guān)項目清單……………………

43表：2021年發(fā)布的太陽能熱發(fā)電相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)……………………

49表：太陽能光熱聯(lián)盟2020~2021年度理事成員單位及業(yè)務(wù)范圍名錄

……………

5412021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書一、太陽能熱發(fā)電的發(fā)展機遇和定位1.1

新型電力系統(tǒng)的需求和挑戰(zhàn)2021

年

3

月

15

日召開的中央財經(jīng)委員會第九次會議提出，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。這是中央層面首次明確了新能源在未來電力系統(tǒng)中的地位。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，意味著隨機波動性強的風(fēng)電和光伏將成為未來電力系統(tǒng)的主體，目前占主導(dǎo)地位的煤電將成為輔助性能源

[1]。據(jù)預(yù)測，在“雙碳”目標(biāo)下，2060

年我國一次能源消費總量將達到

46

億噸標(biāo)煤，其中非化石能源占比將達到

80%

以上，風(fēng)、光成為主要能源，且主要轉(zhuǎn)換成電能進行利用；2060年電力占終端能源消費比例將達到

79%~92%[2]。

中國工程院郭劍波院士表示：新型電力系統(tǒng)仍主要以交流同步機制運行，面臨充裕性、安全性、經(jīng)濟性、市場機制等方面的挑戰(zhàn)。其中，新能源資源特性對電力系統(tǒng)帶來充裕性挑戰(zhàn)：功率波動大、預(yù)測難，對系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提出更高要求；長時間高出力，給系統(tǒng)安全和儲能技術(shù)帶來挑戰(zhàn)；長時間低出力，給供電保障帶來挑戰(zhàn)；電力電量不確定性大，增加系統(tǒng)規(guī)劃難度；尖峰出力功率大、電量小，全額消納代價大。新能源設(shè)備特性帶來安全性挑戰(zhàn)：系統(tǒng)慣量降低、電源支撐能力弱，系統(tǒng)穩(wěn)定問題突出；穩(wěn)定特性復(fù)雜、不確定性增加，安控策略配置困難、失配風(fēng)險增大；寬頻振蕩現(xiàn)象相繼出現(xiàn)，危害設(shè)備安全和電網(wǎng)運行安全；單體容量小、數(shù)量多，調(diào)控運行復(fù)雜

[2]。中國工程院劉吉臻院士指出：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需要關(guān)鍵技術(shù)的支撐，需要從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和負荷側(cè)三個方面發(fā)力突破。其中，電源側(cè)大力發(fā)展電網(wǎng)友好型先進發(fā)電技術(shù)、多元互補與靈活發(fā)電技術(shù)

[3]。在

2021

年

8

月

10

日國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》中明確提出：隨著我國可再生能源的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)靈活性不足、調(diào)節(jié)能力不夠等短板和問題突出，制約更高比例和更大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)展。未來我國實現(xiàn)

2030

年前碳達峰和努力爭取

2060

年前碳中和的目標(biāo)任務(wù)艱巨，需要付出艱苦卓絕的努力。實現(xiàn)碳達峰關(guān)鍵在促進可再生能源發(fā)展，促進可再生能源發(fā)展關(guān)鍵在于消納，保障可再生能源消納關(guān)鍵在于電網(wǎng)接入、調(diào)峰和儲能。同時，該文件鼓勵多渠道增加調(diào)峰資源。承擔(dān)可再生能源消納對應(yīng)的調(diào)峰資源，包括抽水蓄能電站、化學(xué)儲能等新型儲能、氣電、光熱電站、靈活性制造改造的煤電。1.2

太陽能熱發(fā)電發(fā)展的新機遇國家能源局新能源和可再生能源司新能源處副處長孔濤出席“2021

中國太陽能熱發(fā)電大會”時表示，隨著碳達峰、碳中和以及構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)目標(biāo)的提出，在今后較長一段時期內(nèi)，我國風(fēng)電、光伏都將以更快速度發(fā)展，這也為光熱行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機遇

[4]。

一是我國部分地區(qū)將光熱發(fā)電作為調(diào)峰電源有需求。一些大規(guī)模開發(fā)利用新能源的地區(qū)不具備抽水蓄能、氣電等靈活電源的建設(shè)條件，同時由于生態(tài)保護等原因難以新增煤電裝機，缺少為新能源提供調(diào)峰能力的解決方案。因此，這些地區(qū)將光熱電站作為調(diào)峰電源建設(shè)，有利于改善新能源快速發(fā)展中出現(xiàn)的消納問題。22021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書

二是參與電力市場有利于在國家補貼退出后保證光熱產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。目前光熱電站建設(shè)成本較高，作為普通電源建設(shè)經(jīng)濟性不足。當(dāng)前一些地方的電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場等建設(shè)工作正在有序推進，將光熱發(fā)電作為調(diào)峰電源，其出力靈活可調(diào)、可長時儲能的優(yōu)勢將能夠通過市場化的方式為項目贏得更多收益，從而有效支持國內(nèi)光熱產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

三是通過積累項目建設(shè)運行經(jīng)驗有利于參與國際市場競爭。近年來中東、北非等太陽能資源豐富的地區(qū)開始將光熱發(fā)電作為持續(xù)利用可再生能源發(fā)電的解決方案，利用光熱在夜間發(fā)電并在白天為光伏調(diào)峰，光熱發(fā)電在這些地區(qū)有很好的市場前景。通過國內(nèi)的光熱項目不斷積累調(diào)峰方面的建設(shè)運行經(jīng)驗，將使我國光熱產(chǎn)業(yè)在國際市場更具競爭優(yōu)勢。

國家能源局一直積極支持光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展?！笆奈濉逼陂g也將繼續(xù)支持在資源優(yōu)質(zhì)區(qū)域，通過與風(fēng)電、光伏發(fā)電基地一體化建設(shè)等方式，建設(shè)一定規(guī)模的光熱發(fā)電項目，充分發(fā)揮光熱發(fā)電的調(diào)節(jié)作用和系統(tǒng)支撐能力，保障光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)能夠接續(xù)發(fā)展。國家發(fā)展改革委2021年6月7日發(fā)布的《關(guān)于2021年新能源上網(wǎng)電價政策有關(guān)事項的通知》中提出：鼓勵各地出臺針對性扶持政策，支持光伏發(fā)電、陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電、光熱發(fā)電等新能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。國務(wù)院《2030

年前碳達峰行動方案》明確：積極發(fā)展太陽能光熱發(fā)電，推動建立光熱發(fā)電與光伏發(fā)電、風(fēng)電互補調(diào)節(jié)的風(fēng)光熱綜合可再生能源發(fā)電基地。加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)。構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)，推動清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置。大力提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力，加快靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè)；加快新型儲能示范推廣應(yīng)用。1.3

太陽能熱發(fā)電的定位和作用

[5]

風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電具有“極熱無風(fēng)”、“晚峰無光”等特點和“大裝機、小電量”特征，隨著“雙碳”目標(biāo)的推進，高比例、間歇性和波動性的風(fēng)電與光伏在電力系統(tǒng)中的比重不斷增加，在滿足電力系統(tǒng)電量需求的同時，也帶來較大的調(diào)峰壓力。2020

年，時任國家電網(wǎng)總工程師的陳國平在電力系統(tǒng)發(fā)展方向暨學(xué)術(shù)方向研討會的主旨報告《現(xiàn)代電力系統(tǒng)中問題，挑戰(zhàn)與重構(gòu)》中指出，電力系統(tǒng)發(fā)展需要重構(gòu)；大力發(fā)展具有傳統(tǒng)同步電源特性的光熱電源。2019

年，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究院在《高比例可再生能源電力系統(tǒng)中光熱發(fā)電的價值發(fā)現(xiàn)》一文指出：靈活可控的特點使得光熱發(fā)電并網(wǎng)既具有可再生能源效益又具有靈活性效益。發(fā)揮運行靈活性特性，可以實現(xiàn)光熱與風(fēng)電光伏及其他能源打捆的平滑效益，提升區(qū)內(nèi)消納和打捆外送中的可再生能源消納水平。高比例可再生能源并網(wǎng)下，太陽能熱發(fā)電的電力支撐效益顯著，有望成為部分地區(qū)主要的調(diào)節(jié)電源重要選項之一；可以起到利用可再生能源消納可再生能源作用。1.3.1

太陽能熱發(fā)電儲熱連續(xù)發(fā)電調(diào)節(jié)能力強

根據(jù)我國

2018

年并網(wǎng)的

3

座商業(yè)化太陽能熱發(fā)電示范項目的運行結(jié)果，太陽能熱發(fā)電機組調(diào)峰深度最大可達

80%；爬坡速度快，升降負荷速率可達每分鐘

3%

～

6%

額定功率，冷態(tài)啟動時間

1

小時左右、熱態(tài)啟動時間約

25

分鐘，可

100%

參與電力平衡，可部分替代化石類常規(guī)發(fā)電機組，對保障高比例可再生能源電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有重要價值。電力規(guī)劃設(shè)計總院以目前新疆電網(wǎng)為例進行過模擬計算，假定建設(shè)

100

萬千瓦

~500

萬千瓦不同規(guī)模的太陽能熱發(fā)電機組，可減少棄風(fēng)棄光電量

10.2%~37.6%。32021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書

太陽能熱發(fā)電也具有承擔(dān)基礎(chǔ)負荷的能力，且已被驗證。西班牙有

18

個太陽能熱發(fā)電站不間斷運行達

3

周，其中帶

15

小時儲能、裝機容量

2

萬千瓦的

Gemasolar

電站實現(xiàn)連續(xù)

36

天全天候運行。在我國，裝機容量

5

萬千瓦的中廣核德令哈太陽能熱發(fā)電站連續(xù)運行

32

天（2021

年最新數(shù)據(jù)為

107

天），青海中控德令哈光熱電站連續(xù)運行

12

天（292.7

小時），首航高科敦煌

10

萬千瓦光熱電站連續(xù)運行

9

天（216小時）。

清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究院研究結(jié)果顯示，如果安裝

22GW

光伏和

7GW

風(fēng)電，青海電網(wǎng)在豐水期可連續(xù)

3

日全清潔能源供電（包括省內(nèi)負荷以及特高壓外送河南）；如在此基礎(chǔ)上配置

4GW

太陽能熱發(fā)電，青海省在豐水期可高達創(chuàng)世界紀錄的連續(xù)

30

日全清潔能源供電。1.3.2

安全性高，適合大容量儲能使用儲能安全性是大容量儲能的一個重要方面，帶有二元硝酸鹽的儲熱是一種安全性較高的儲熱方式。目前，國內(nèi)單機容量最大的首航高科塔式光熱電站儲電已達

1.7GWh；全球達到了

1000GWh。自

1982年

4

月美國

SOLAR

ONE

以來，全球

669

萬千瓦的太陽能熱發(fā)電裝機還未發(fā)生過類似鋰電爆炸等安全性事故，是一種高安全性的儲能方式。1.3.3

太陽能熱發(fā)電儲熱系統(tǒng)可雙向連接電網(wǎng)

太陽能熱發(fā)電的熔融鹽儲能系統(tǒng)，既可通過太陽能集熱系統(tǒng)給其充熱、儲熱，也可通過電加熱系統(tǒng)將網(wǎng)上的峰值電力轉(zhuǎn)化為熱能存儲發(fā)電。這樣的使用方式非常有利于電力系統(tǒng)的電力平衡，也能很好地參與電力市場交易。2021

年

9

月

23

日，吉林省白城市人民政府發(fā)布“吉西基地魯固直流白城

140

萬千瓦外送項目入選推薦企業(yè)評優(yōu)結(jié)果公示”，風(fēng)電

800MW、光伏

400MW、光熱

200MW。其中太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)熔融鹽儲罐中帶有可接納可再生能源電力的電加熱系統(tǒng)，太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)形成雙向連接，達到靈活調(diào)節(jié)可再生能源電力的目的。

2021年9月28日，海南基地青豫直流二期340萬千瓦外送項目、海西基地青豫直流二期

190

萬千瓦外送項目也進行了中標(biāo)候選人公示。其中，光伏項目規(guī)模

3.5GW，風(fēng)電項目規(guī)模

1.5GW，光熱發(fā)電項目規(guī)模

300MW。太陽能熱發(fā)電加可再生能源電力項目正在起步。二、太陽能熱發(fā)電市場發(fā)展2.1

我國兆瓦級太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)起步為推動我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)進步及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，

2006年，科技部國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）先進能源技術(shù)領(lǐng)域啟動了“太陽能熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)示范”重點項目。通過中國科學(xué)院電工研究所牽頭的

11

家單位協(xié)同攻關(guān)，歷時

6

年的不懈努力，2012

年

8

月

9

日，我國自行設(shè)計、研發(fā)并建成的亞洲首座兆瓦級塔式太陽能熱發(fā)電實驗電站成功發(fā)電。項目實現(xiàn)了核心裝備、協(xié)調(diào)控制、系統(tǒng)集成等多項技術(shù)突破，全面掌握了高精度聚光器、聚光場、直接過熱型吸熱器、儲熱和發(fā)電單元及系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)，以及總體、光場、機務(wù)、儀控和電氣設(shè)計技術(shù)，取得了以光熱場耦合直接產(chǎn)生過熱蒸汽工藝為代表的一批自主創(chuàng)新成果，建立起太陽能熱發(fā)電技術(shù)的研發(fā)體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，編制了太陽能熱發(fā)電首部國家標(biāo)準(zhǔn)，并實現(xiàn)了

100%

的設(shè)備國產(chǎn)化率，為我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。[6-7]42021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書

2013

年

7

月，國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃支持的青海中控德令哈塔式太陽能熱發(fā)電站一期

10MW

項目（東西兩塔各

5MW）示范工程并入青海電網(wǎng)發(fā)電。項目研制了單臺反射面積為

2

平方米的智能定日鏡，開發(fā)了定日鏡高精度智能跟蹤技術(shù)和大規(guī)模鏡場控制系統(tǒng)；實現(xiàn)了規(guī)?；ㄈ甄R集群的整體聚光和集熱；研究了不同地理、氣候環(huán)境下，塔式太陽能熱發(fā)電能量動態(tài)建模和優(yōu)化設(shè)計；設(shè)計了基于水工質(zhì)的高能流密度的吸熱器、蒸汽緩沖、發(fā)電的能量回路和裝備，實現(xiàn)了規(guī)?；鉄峒夹g(shù)路線的光電能量轉(zhuǎn)換技術(shù)

[8]。2014

年

9

月初，國家發(fā)改委核定其上網(wǎng)電價（含稅）為每千瓦時

1.2

元，這也是太陽能熱發(fā)電項目首次獲得國家批復(fù)的上網(wǎng)電價，標(biāo)志著中國自主研發(fā)的太陽能光熱發(fā)電技術(shù)向商業(yè)化運行邁出了堅實步伐

[9]。

在國家

863

計劃“基于小面積定日鏡的

10MW

塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)研究及示范”主題項目支持下，2016

年

8

月

20

日，中控太陽能德令哈

10MW

光熱電站將水

/

蒸汽傳熱介質(zhì)改為熔鹽后成功并網(wǎng)發(fā)電，8

月

21

日實現(xiàn)滿負荷發(fā)電，充分展示了我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的塔式光熱系統(tǒng)集成技術(shù)水平，以及適應(yīng)高寒高海拔環(huán)境的核心裝備研制能力

[10]。項目培育了包括可勝技術(shù)、杭鍋，杭汽等在內(nèi)的又一批骨干企業(yè)，為我國建設(shè)并發(fā)展大規(guī)模應(yīng)用的商業(yè)化太陽能熱發(fā)電站提供了技術(shù)支撐與示范引領(lǐng)。圖：熔鹽儲能塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)示意圖2.2

我國太陽能熱發(fā)電裝機容量

我國首座

MW

級太陽能熱發(fā)電站完成試驗發(fā)電后的第

3

年，國家能源局啟動了太陽能熱發(fā)電示范項目建設(shè)申報工作。2016

年國家發(fā)改委和國家能源局分別發(fā)布了太陽能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價政策（每千瓦時

1.15

元）及第一批太陽能熱發(fā)電示范項目名單。根據(jù)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計，截至2021

年底，我國太陽能熱發(fā)電累計裝機容量

538MW（含

MW

級以上規(guī)模的發(fā)電系統(tǒng)）。52021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書圖：我國太陽能熱發(fā)電累計裝機容量在我國已建成的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中，塔式技術(shù)路線占比約

60%，槽式約

28%，線性菲涅耳技術(shù)（以下簡稱線菲）約占

12%。圖：我國已建成太陽能熱發(fā)電項目中的裝機技術(shù)類型制圖

:

太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

CSTA制圖

:

太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

CSTA62021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書圖：建于上個世紀

80

年代的

SEGS

槽式電站實景圖表：SGES

8

號和

9

號槽式電站近

5

年發(fā)電量情況2.3

全球太陽能熱發(fā)電裝機容量2.3.1

美國

230MW

槽式電站退役

2021

年

9

月

20

日，美國能源信息管理局（EIA）官網(wǎng)發(fā)布消息表示，2021

年

7

月

~9

月，于

1986年

~1989

年期間投運的

SEGS

3~

8

號槽式電站退役，總凈容量

230MW。SEGS

太陽能光熱電站是世界上運行時間最長的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，包括

9

座不同容量的槽式電站，總凈容量

354MW。分別建于

1984年和

1985

年的

SEGS

1

號和

2

號槽式電站于

2015

年退役，運行壽命超過

30

年。目前還有一座

1990

年投運的

SEGS

9

號（凈容量

80MW，總?cè)萘?/p>

88MW）槽式電站仍在運行

[11]。SEGS

槽式電站往年發(fā)電量情況如下表所示

[12]。72021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書表：SGES

1~9

號槽式電站

2003~2015

年發(fā)電量情況

截至

2021

年

6

月，美國共有約

52600MW

的公用事業(yè)規(guī)模太陽能發(fā)電裝機；其中約

3.3%

來自太陽能熱發(fā)電，裝機容量情況如下圖所示

[11]。據(jù)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計，美國太陽能熱發(fā)電累計裝機容量中，槽式技術(shù)路線占比

66.7%，塔式技術(shù)占比

33.3%。圖：美國公共事業(yè)規(guī)模太陽能熱發(fā)電站裝機容量2.3.2

全球太陽能熱發(fā)電裝機容量

2021

年，全球新增太陽能熱發(fā)電裝機容量

110MW，為智利太陽能光熱光伏混合項目中的太陽能熱發(fā)電站，裝機容量

110MW/

儲熱時長

17.5

小時

[13]。我國

2021

年沒有太陽能熱發(fā)電項目并網(wǎng)。結(jié)合太陽能光熱聯(lián)盟以往統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021

年底全球太陽能熱發(fā)電累計裝機容量約

6800MW（含已退役電站容量）。2014~2021

年全球太陽能熱發(fā)電累計裝機容量發(fā)展情況如下圖所示。82021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書圖：2021

年全球太陽能熱發(fā)電累計裝機容量從全球太陽能熱發(fā)電累計裝機容量發(fā)展曲線可以看出，2018

年年增長率較高，主要原因是我國在2018

年集中投運了

3

座，總?cè)萘?/p>

200MW

的太陽能熱發(fā)電示范項目。圖：全球太陽能熱發(fā)電裝機容量發(fā)展情況據(jù)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟粗略統(tǒng)計，在全球主要國家和地區(qū)的太陽能熱發(fā)電裝機中，槽式技術(shù)路線占比約

76%，塔式約

20%，線菲約

4%。統(tǒng)計數(shù)據(jù)覆蓋西班牙、美國、中東、北非、南非、以色列、印度、智利、法國以及中國等國家和地區(qū)。制圖

:

太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

CSTA制圖：太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

CSTA92021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書圖：全球主要國家和地區(qū)光熱發(fā)電裝機技術(shù)占比概況2.4

2021

年我國新增太陽能熱發(fā)電項目根據(jù)國家能源局

2021

年

5

月發(fā)布的《關(guān)于

2021

年風(fēng)電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項的通知》，對于保障性并網(wǎng)范圍以外仍有意愿并網(wǎng)的項目，可通過自建、合建共享或購買服務(wù)等市場化方式落實并網(wǎng)條件后，由電網(wǎng)企業(yè)予以并網(wǎng)。并網(wǎng)條件主要包括配套新增的抽水蓄能、儲熱型光熱發(fā)電、火電調(diào)峰、新型儲能、可調(diào)節(jié)負荷等靈活調(diào)節(jié)能力。作為落實并網(wǎng)條件的配套選擇之一，儲熱型光熱發(fā)電與光伏、風(fēng)電等波動性電源共同互補，不僅能夠發(fā)揮光熱發(fā)電的儲能和調(diào)峰能力，體現(xiàn)光熱作為調(diào)峰電源支持新能源發(fā)展的作用，還能利用近年來風(fēng)電光伏成本快速下降的成果，充分釋放光伏、風(fēng)電的低成本優(yōu)勢，填補用電高峰期的光伏發(fā)電的電力供應(yīng)缺口，有效提升能源利用效率和經(jīng)濟效益。2021

年

10

月

12

日，習(xí)近平主席在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領(lǐng)導(dǎo)人峰會上發(fā)表主旨演講時表示：中國將持續(xù)推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項目。2021

年

10

月

15

日，青海省和甘肅省分別舉行了新能源項目集中開工儀式；10

月

28

日，吉林省舉行了“陸上風(fēng)光三峽”工程全面建設(shè)啟動儀式。這些項目將在

2023年底前建成并網(wǎng)，其中包含光熱發(fā)電裝機容量共計

101

萬千瓦。青海省千萬千瓦級大型風(fēng)電光伏基地包括

8

個就地消納和

7

個青豫直流二期外送項目，總裝機容量達

1090

萬千瓦；其中，光伏

800

萬千瓦，風(fēng)電

250

萬千瓦，光熱

40

萬千瓦。制圖

:

太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

CSTA項目名稱建設(shè)情況光伏光熱中標(biāo)人海南、海西基地青豫直流二期340萬千瓦+190萬千瓦外送項目1標(biāo)段（共和塔拉灘）；塔式技術(shù)，擬建設(shè)采光面積為80萬平米聚光場及12小時儲熱系統(tǒng)；項目總投資預(yù)計188872萬元9010國家能源投資集團有限責(zé)任公司（牽頭）、中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司2標(biāo)段（共和塔拉灘、格爾木烏圖美仁）9010國家電投集團黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司（牽頭）、浙江可勝技術(shù)股份有限公司、中海油融風(fēng)能源有限公司3標(biāo)段（共和塔拉灘、格爾木烏圖美仁）；塔式技術(shù)，項目總投資461199萬元；光伏項目容配比不超過1:1.245，直流側(cè)按照1120.5MWp進行配置；同時將按照20%/4h進行儲能配置9010中國三峽新能源（集團）股份有限公司（牽頭）、首航高科能源技術(shù)股份有限公司三峽能源海西基地格爾木光伏光熱項目格爾木10010中國三峽新能源（集團）股份有限公司制表：太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟CSTA項目名稱建設(shè)情況風(fēng)光光熱中標(biāo)人國家能源集團敦煌“10萬千瓦光熱+60萬千瓦光伏”項目總占地21547畝，總投資43億元。包括60萬千瓦光伏發(fā)電工程、10萬千瓦熔鹽線菲光熱發(fā)電工程，配套建設(shè)一座330kV匯集站，通過1回330kV線路就近接入沙洲750kV變電站330kV側(cè)。60（光伏）10國家能源集團甘肅電力公司和蘭州大成科技股份有限公司102021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書甘肅省集中開工新能源裝機總規(guī)模達

1285

萬千瓦；其中，風(fēng)電項目

265

萬千瓦、光伏發(fā)電項目

979萬千瓦、光熱項目

41

萬千瓦。表：甘肅省“光熱

+

儲能”項目（容量：萬千瓦）表：青海省太陽能光熱

+

一體化項目（容量：萬千瓦）中核集團玉門“10萬千瓦光熱+20萬千瓦風(fēng)電+40萬千瓦光伏”項目規(guī)劃區(qū)面積約45平方公里。其中，光熱發(fā)電與光伏發(fā)電場占地15平方公里，場址位于玉門市花海光電基地內(nèi)；風(fēng)電場占地30平方公里，場址位于玉門市紅柳泉風(fēng)光儲綜合能源示范基地內(nèi)。20+40（風(fēng)電+光伏）10中核集團玉門新奧新能源有限公司恒基偉業(yè)（三峽集團）瓜州“10萬千瓦光熱+20萬千瓦光伏+40萬千瓦風(fēng)電”項目項目已經(jīng)開始場地平整、道路建設(shè)、通水通電等施工前準(zhǔn)備工作。項目運行后年平均發(fā)電量為19.12億kWh，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約64萬噸。20+40（光伏+風(fēng)電）10中國三峽新能源（集團）股份有限公司匯東新能源公司（華東電力設(shè)計院）阿克塞“11萬千瓦光熱+64萬千瓦光伏發(fā)電”項目項目位于甘肅省酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣四十里戈壁千萬千瓦級太陽能熱發(fā)電基地內(nèi)，用地面積約20.6平方公里，總投資約50.6億元。建成后，可實現(xiàn)年均上網(wǎng)電量17億kWh。64（光伏）11阿克塞哈薩克族自治縣匯東新能源有限責(zé)任公司（中電工程華東電力設(shè)計院下屬全資子公司）制表：太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟CSTA項目名稱編號風(fēng)光光熱入選企業(yè)吉西基地魯固直流白城140萬千瓦外送項目（通榆縣）1號20+1010國家能源投資集團有限責(zé)任公司（牽頭）、浙江中光新能源科技有限公司2號20+10中國電力建設(shè)集團有限公司吉西基地魯固直流白城140萬千瓦外送項目（大安市）3號20+1010中國廣核集團有限公司（牽頭）、白城市能源投資開發(fā)有限公司4號20+10中國大唐集團新能源股份有限公司（牽頭）、中國能源建設(shè)集團投資有限公司制表：太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟CSTA112021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書吉林省“陸上風(fēng)光三峽”工程中的吉西基地魯固直流白城

140

萬千瓦外送項目包含風(fēng)電

80

萬千瓦、光伏

40

萬千瓦、光熱

20

萬千瓦。表：吉西基地魯固直流白城

140

萬千瓦外送項目（容量：萬千瓦）項目簡稱儲熱時長（小時）初投資（億元）設(shè)計年發(fā)電量（億度）中廣核德令哈50MW槽式項目9171.975首航高科敦煌100MW塔式項目11303.9青海中控德令哈50MW塔式項目710.881.46中電建青海共和50MW塔式項目612.221.569中能建哈密50MW塔式項目1316.41.983蘭州大成敦煌50MW線菲項目1516.882.14烏拉特中旗100MW槽式項目1028.83.92魯能格爾木多能互補50MW塔式項目1219.861.6制表：太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟CSTA122021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書三、我國太陽能熱發(fā)電示范項目運行情況

1

在國家能源局批復(fù)的首批

20

個太陽能熱發(fā)電示范項目中，截至

2021

年底共有

7

個項目并網(wǎng)發(fā)電。按照國家發(fā)改委《關(guān)于

2021

年新能源上網(wǎng)電價政策有關(guān)事項的通知》文件，這些項目均執(zhí)行

1.15

元

/kWh

的上網(wǎng)電價。另外，國家能源局多能互補示范項目中也有一座太陽能光熱電站建成投產(chǎn)，詳見下表。通過不斷消缺，這些太陽能熱發(fā)電示范項目的性能和發(fā)電量逐步提升。表：我國太陽能熱發(fā)電示范項目簡況3.1

中廣核德令哈

50MW

槽式太陽能光熱電站

中廣核德令哈

50MW

槽式電站是我國首個大型商業(yè)化光熱示范電站。2021

年度上網(wǎng)電量同比

2020年度提升

31.6%。自

2021

年

9

月

19

日至

2022

年

1

月

4

日，機組已經(jīng)連續(xù)運行

107

天，刷新了

2020

年最長連續(xù)運行

32.2

天的記錄，在國內(nèi)外處于領(lǐng)先地位。圖：中廣核德令哈光熱電站汽輪機轉(zhuǎn)速與負荷曲線圖1

特別感謝畢成業(yè)、陳晨、陳登平、范玉磊、金建祥、賈永柱、祁萬年、張軍、趙雄等對本節(jié)內(nèi)容的貢獻。月份理論發(fā)電量實際發(fā)電量太陽法向直射輻射（DNI）（萬kWh）（萬kWh）2（kWh/m）2021年9月1457.431457.08193.772021年10月1337.081367.13169.812021年11月1715.731790.68217.232021年12月1451.511484.23186.13132021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書3.2

首航高科敦煌

100MW

塔式太陽能光熱電站

首航高科敦煌

100MW

熔鹽塔式光熱示范電站

2019

年

6

月實現(xiàn)滿負荷運行

[14]。自投運以來，首航高科不斷改進系統(tǒng)軟硬件方面性能，鏡場效率有明顯提升，機組整體性能穩(wěn)步提高。在

2021

年敦煌地區(qū)

DNI

較

2020

年同期略低，且多風(fēng)沙氣候（定日鏡的清潔度受到嚴重影響）的情況下，2021

年第三季度（7月~

9月期間的92個自然日中，電站所在地天氣為晴天少云天氣40天，多云天氣38天，陰天14天）電站實現(xiàn)總發(fā)電量為

7838.3862

萬

kWh，在

2020

年同期發(fā)電量較

2019

年增長

31.3%

的基礎(chǔ)上，2021

年同期再度增長

39.7%，實現(xiàn)了發(fā)電量的按規(guī)劃有序增長。項目進入

4

年“學(xué)習(xí)曲線”（性能提升期）的第三年，

電站各項性能指標(biāo)仍在大幅度提升

[15]。3.3

青海中控德令哈

50MW

塔式太陽能光熱電站青海中控德令哈

50MW

太陽能光熱電站

2018

年

12

月

30

日并網(wǎng)發(fā)電，2019

年

4

月

17

日實現(xiàn)了滿負荷運行。后通過不斷消缺，逐步解決了冷鹽泵震動、電伴熱故障率高、吸熱屏的堵管、汽輪機組熱應(yīng)力故障而返廠整修等問題。其中，解決冷鹽泵震動和吸熱屏堵管問題先后歷時一年，取得了很好的效果，期間對于發(fā)電量影響甚微。而汽輪機及相連管道的熱應(yīng)力問題經(jīng)過近一年的反復(fù)整改，最終取得了較為理想的結(jié)果，期間有三個多月時間對發(fā)電量產(chǎn)生嚴重影響。自

2019

年

10

月開始，除了汽輪機發(fā)生故障的個別月份外，絕大多數(shù)月份電站實際發(fā)電量達到或超過設(shè)計值。2021

年

9

月份入秋以來至

12

月份，電站一直處于良好的運行狀態(tài)，4

個月的發(fā)電量累計達

6099.12萬

kWh，月度發(fā)電量情況如下表所示。表：青海中控德令哈

50MW

光熱電站

2021

年

9~12

月發(fā)電量數(shù)據(jù)

[16]3.4

中電建共和

50MW

塔式太陽能光熱電站

中電建青海共和

50MW

光熱發(fā)電項目位于青海省海南州共和縣生態(tài)太陽能發(fā)電園區(qū)，項目總占地面積

2.12

平方公里，采用

20

平方米的定日鏡

30016

面，集熱塔高度

193

米，吸熱器中心標(biāo)高

210

米，設(shè)計儲熱時長

6

小時，采用超高壓、一次再熱、雙缸雙轉(zhuǎn)速、直接空冷凝汽式汽輪機。

中電建共和

50MW

塔式光熱電站于

2020

年

11

月

6

日實現(xiàn)滿負荷運行，2021

年

4

月通過國家光熱發(fā)電項目示范性驗收。根據(jù)共和西北水電光熱發(fā)電有限公司提供的數(shù)據(jù)，2021

年

5

月

7

日當(dāng)天電站總計運行時長

16

小時

43

分鐘，日上網(wǎng)電量達到

53.9

萬

kWh，創(chuàng)下投運以來最高紀錄；吸熱器出口熔鹽溫度最高達到

568℃（設(shè)計值

565℃）。142021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書3.5

中電哈密

50MW

塔式太陽能光熱電站

中電哈密

50MW

塔式電站位于哈密市伊吾縣內(nèi)，總投資

15.8

億元。聚光場共安裝

14500

面定日鏡，單臺定日鏡面積

48.5

平方米，儲熱時長

13

小時，首次采用雙熱罐

+

單冷罐設(shè)計方案以及國產(chǎn)首臺用于光熱發(fā)電的超高溫、超高壓、一次中間再熱、雙缸、軸向排汽、8

級回?zé)岬闹苯涌绽淠狡啓C。

項目于

2017

年

10

月

19

日正式開工建設(shè)，2019

年

12

月

29

日實現(xiàn)首次并網(wǎng)。2021

年

6

月

18

日凌晨

01

時

26

分并網(wǎng)發(fā)電，9

月

6

日實現(xiàn)全容量發(fā)電。2021

年

8

月

26

日至

9

月

27

日期間，系統(tǒng)連續(xù)運行時間超過

240

小時；9

月

15

日至

19

日，機組實現(xiàn)連續(xù)運行

5

天，每天持續(xù)不間斷運行小時數(shù)

4.16~24h，平均值達到

8.674h；在設(shè)計氣象條件下，實現(xiàn)了

5

天內(nèi)機組在設(shè)計出力

90%

以上負荷每天連續(xù)運行

1h以上，平均

1.3h。3.6

蘭州大成敦煌

50MW

線菲太陽能光熱電站

蘭州大成敦煌

50MW

太陽能光熱電站是全球首個實現(xiàn)商業(yè)化運行的以熔鹽為傳熱和儲熱介質(zhì)的線性菲涅耳式光熱電站。項目于

2019

年

12

月

31

日實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。2020

年

6

月初進行熱態(tài)進鹽調(diào)試，2020年

6

月

18

日太陽能集熱場系統(tǒng)整體并網(wǎng)發(fā)電投運

[17]。在

2020

年整個冬季低溫環(huán)境中，電站保持熔鹽集熱場的連續(xù)發(fā)電運行。圖：蘭州大成敦煌

50MW

太陽能光熱電站集熱場

2021

年

5

月

5

日，在僅投運了

50%

集熱場的情況下，電站實現(xiàn)滿負荷發(fā)電，單日發(fā)電量達到

51.77萬

kWh。自

2021

年

5

月上旬開始，電站發(fā)電量連續(xù)創(chuàng)新高；5

月整月累計發(fā)電量

863.35

萬

kWh，當(dāng)月累計上網(wǎng)電量

855.8

萬

kWh。項目單日最高發(fā)電量達到

61.04

萬

kWh，多個月份發(fā)電量超過

800

萬kWh。目前電站聚光集熱系統(tǒng)已分批全部投運，項目發(fā)電量還有較大提升空間。3.7

內(nèi)蒙古烏拉特

100MW

槽式太陽能光熱電站

內(nèi)蒙古烏拉特中旗

100MW

槽式光熱示范電站項目于

2018

年

6

月正式動工，2020

年

1

月

8

日首次實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，2020

年

12

月

16

日實現(xiàn)滿負荷發(fā)電，2021

年

10

月

20

日通過國家示范性驗收。自

2021152021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書年

7

月

13

日熔鹽儲能系統(tǒng)全面投運以來，電站實現(xiàn)了連續(xù)

24

小時不間斷、穩(wěn)定、高負荷發(fā)電運行，各項指標(biāo)達到甚至超過設(shè)計值；其中，光學(xué)指標(biāo)——攔截率經(jīng)過歐洲第三方權(quán)威實驗室檢測，達到

98%，高于目前國際水平

1

個百分點

[18]。

據(jù)中國船舶重工集團新能源有限責(zé)任公司提供的數(shù)據(jù)，2021

年

4~10

月期間，項目所在地烏拉特中旗地區(qū)共有陰雨天

54

天；7~8

月期間，累計實際直射光輻射只有典型年的

68%；8~10

月期間，每月的多云天氣超過

10

天，為歷史罕見。截至

2021

年

10

月，電站已累計發(fā)電約

2.2

億

kWh；其中連續(xù)

5

天累計發(fā)電量超過

1000

萬

kWh；單日最高發(fā)電量達

212.8

萬

kWh[19-20]。內(nèi)蒙古烏拉特中旗100MW/1000MWh

槽式光熱儲能電站

2021

年

4~10

月份發(fā)電量情況及

2021

年

9

月

10

日當(dāng)日運行曲線如下圖所示。制圖

:

太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

CSTA圖：烏拉特中旗

100MW/1000MWh

槽式光熱儲能電站

2021

年

4~10

月份發(fā)電量圖：在上午多云情況下，2021

年

9

月

10

日電站最高發(fā)電量達

212.8

萬

kWh目前電站已經(jīng)實現(xiàn)了

24

小時持續(xù)

5

天不間斷高負荷發(fā)電的記錄。電站通過實際運行數(shù)據(jù)，驗證了162021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書圖：2021

年

7

月

17~21

日，電站實現(xiàn)利用儲熱系統(tǒng)

24

小時連續(xù)五天高負荷發(fā)電圖：機組最低負荷可達

5

MW（常規(guī)火電機組

20%~40%），低負荷穩(wěn)定運行參與調(diào)峰圖：機組升降負荷速率最高可達

10

MW/min（常規(guī)調(diào)峰電站爬坡速率

2%/min~5%/min）槽式光熱電站連續(xù)運行作為基礎(chǔ)負荷，低負荷穩(wěn)定運行以及快速調(diào)負荷參與調(diào)峰等性能。具體情況如下圖所示。172021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書3.8

青海格爾木魯能多能互補光熱電站

魯能海西州多能互補集成優(yōu)化國家示范項目總裝機容量

700MW，其中光伏發(fā)電

200MW、風(fēng)電400MW、光熱發(fā)電

50MW、電化學(xué)儲能

50MW，配套建設(shè)

330

千伏匯集站和國家級多能互補示范展示中心，是世界首個集風(fēng)光熱儲調(diào)荷于一體的多能互補科技創(chuàng)新項目。帶有

12

小時熔鹽儲熱系統(tǒng)的光熱發(fā)電是多能互補工程的重要組成部分，肩負著為風(fēng)電、光伏等間歇性電源調(diào)峰的重任。光熱電站于

2019年

9

月

19

日成功一次并網(wǎng)

[21]，2020

年

8

月

27

日完成了

120

小時可靠性運行。

2021

年

5

月

14

日，光熱電站完成涉網(wǎng)聯(lián)合試驗。在涉網(wǎng)試驗期間，機組實現(xiàn)了

5

天連續(xù)運行，累計運行

120.57

小時，累計發(fā)電量

309.35

萬

kWh，平均負荷率

62%，最大負荷

51MW，單日最大發(fā)電量76.497

萬

kWh[22]。2021

年

6

月

4

日單日發(fā)電量

109.62

萬

kWh，創(chuàng)歷史最高。2021

年

11

月，電站月度發(fā)電量達到

1067.3775

萬

kWh。魯能海西州多能互補光熱電站

2021

年

5

月

~11

月發(fā)電量情況如下圖所示。圖：魯能格爾木多能互補光熱電站發(fā)電量情況制圖

:

太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

CSTA182021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書四、我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈情況4.1

太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈體系和特點太陽能熱發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，通過熱功轉(zhuǎn)換過程發(fā)電的系統(tǒng)。太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈體系可分為研發(fā)、設(shè)計、制造、安裝、運維等環(huán)節(jié)。

其中，研發(fā)體系主要包括相關(guān)大、專院校，各大研究院所及各企業(yè)的研究部門；設(shè)計體系主要包括從事發(fā)電行業(yè)的設(shè)計單位，新能源和可再生能源的設(shè)計單位，具有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計單位；制造體系主要包括各大制造企業(yè)（國企、民企、合資企業(yè)），大、專院校、研究院所的生產(chǎn)單位等；安裝體系主要包括專業(yè)電力安裝單位和工業(yè)建設(shè)安裝單位

[23]。

我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的主要特點是以易于獲得、安全且豐富的原材料為出發(fā)點和起點，如鋼鐵、水泥、超白玻璃、高溫吸熱及傳儲熱材料（導(dǎo)熱油、熔融鹽）、保溫材料等，帶動了自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)鏈核心裝備的發(fā)展，如反射鏡、定日鏡、塔式吸熱器、槽式聚光器、槽式吸熱管、高精度傳動箱、支架、就地控制器、儲熱裝置

/

系統(tǒng)、滑壓汽輪機等。在國家第一批光熱發(fā)電示范項目中，設(shè)備、材料國產(chǎn)化率超過

90%，技術(shù)及裝備的可靠性和先進性在電站投運后得到有效驗證

[24]。在青海中控德令哈

50MW塔式光熱發(fā)電項目中，設(shè)備和材料國產(chǎn)化率已達到

95%

以上

[25]。4.2

我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈主要代表性企事業(yè)單位

據(jù)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟不完全統(tǒng)計，2021

年，我國從事太陽能熱發(fā)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品和服務(wù)的企事業(yè)單位數(shù)量近

550

家；其中，太陽能熱發(fā)電行業(yè)特有的聚光、吸熱、傳儲熱系統(tǒng)相關(guān)從業(yè)企業(yè)數(shù)量約

320

家，約占目前太陽能熱發(fā)電行業(yè)相關(guān)企業(yè)總數(shù)的

60%，以聚光領(lǐng)域從業(yè)企業(yè)數(shù)量最多，約

170

家

[26]。我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的主要環(huán)節(jié)以及代表性企事業(yè)單位如下圖所示

2。2

特別感謝中科院電工所多學(xué)科交叉研究中心常春博士繪制此圖。關(guān)鍵部件生產(chǎn)線數(shù)量（條）產(chǎn)能太陽能超白玻璃原片59200萬平米槽式玻璃反射鏡62350萬平米192021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書4.3

我國太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵部件裝備

/

材料制造產(chǎn)能

2021

年，由于沒有新增開工建設(shè)的太陽能熱發(fā)電項目，因此裝備制造與產(chǎn)能情況與

2020

年調(diào)研情況基本相同。根據(jù)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《中國太陽能熱發(fā)電及采暖行業(yè)藍皮書

2020》顯示，我國已經(jīng)建立了數(shù)條太陽能熱發(fā)電專用的部件和裝備生產(chǎn)線，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，年供貨量可滿足

2~3GW

太陽能熱發(fā)電項目裝機。

據(jù)太陽能光熱聯(lián)盟不完全統(tǒng)計，我國已經(jīng)擁有太陽能超白玻璃原片生產(chǎn)線

5

條，年產(chǎn)能9200萬平米；槽式玻璃反射鏡生產(chǎn)線

6

條，年產(chǎn)能

2350

萬平米；平面鏡生產(chǎn)線

6

條，年產(chǎn)能

3360

萬平米；槽式真空吸熱管生產(chǎn)線

10

條，年產(chǎn)能

100

萬支；跟蹤驅(qū)動裝置生產(chǎn)線

21

條，年產(chǎn)能

2

萬套；導(dǎo)熱油生產(chǎn)線

9

條，年產(chǎn)能

50

萬噸；熔融鹽生產(chǎn)線

15

條，年產(chǎn)能

60

萬噸；塔式定日鏡和槽式集熱器組裝生產(chǎn)線各

19

條。我國太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵部件

/

材料生產(chǎn)線情況如下表所示。表：我國太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵部件

/

材料生產(chǎn)線情況圖：我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的主要環(huán)節(jié)及代表性企事業(yè)單位平面鏡63360萬平米槽式真空吸熱管10100萬支跟蹤驅(qū)動裝置212萬套導(dǎo)熱油950萬噸熔融鹽1560萬噸制表：太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟CSTA202021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書

其中，AGC

集團艾杰旭特種玻璃（大連）有限公司的太陽能超白玻璃年產(chǎn)能最大，產(chǎn)能設(shè)計為

700噸

/

天，年產(chǎn)光熱發(fā)電用太陽能超白玻璃可達

2GW。目前已經(jīng)為國內(nèi)太陽能光熱發(fā)電以及太陽能熱利用項目供應(yīng)

556MW

的太陽能超白玻璃，國外供貨數(shù)量達到

473MW，總計約

1.03GW。艾杰旭特種玻璃（大連）有限公司近

6

年太陽能超白玻璃原片銷售情況如下圖所示。3

特別感謝李志清、蔣新鋒、楊繼宏、俞科、張磊等對本節(jié)內(nèi)容的貢獻。4.4

我國太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵部件銷售應(yīng)用情況

3太陽能熱發(fā)電關(guān)鍵部件的生產(chǎn)銷售和太陽能熱發(fā)電項目的建設(shè)密切相關(guān)。目前我國共有

8

座規(guī)?；柲軣岚l(fā)電項目并網(wǎng)發(fā)電，每個項目的使用情況與設(shè)備部件供應(yīng)商的出貨量基本吻合，可依據(jù)項目的使用情況看出關(guān)鍵部件的銷售情況。

根據(jù)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計，2018~2020

年期間投產(chǎn)的

8

座太陽能熱發(fā)電站共使用反射鏡

6912922

平方米，熔鹽

214523

噸，真空吸熱管

102300

支，導(dǎo)熱油

10500

噸（下表中按照儲能時長排序）。正在建設(shè)的玉門鑫能塔式電站以及阿克塞熔鹽槽式電站的部件用量未計入。圖：艾杰旭特種玻璃（大連）近幾年太陽能超白玻璃原片銷售情況制圖：AGC

艾杰旭特種玻璃（大連）有限公司項目簡稱儲能時長（小時）反射鏡面積（平方米）熔鹽用量（噸）吸熱管用量（支）導(dǎo)熱油用量（噸）大成敦煌50MW線菲項目1512700002400022000/中能建哈密50MW塔式項目1371990216000//魯能格爾木50MW塔式項目1261000016000//首航敦煌100MW塔式項目11140000030000//烏拉特100MW槽式項目10115000073130528007500中廣核德令哈50MW槽式項目962000036000275002000中控德令哈50MW塔式項目754270010093//中電建共和50MW塔式項目66003209300小計691292221452310230010500制表：太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟CSTA212021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書圖：太陽能熱發(fā)電示范項目關(guān)鍵部件材料國內(nèi)外供貨比例情況

需要特別說明的是，上述四項太陽能熱發(fā)電用材料和部件的國外供貨均發(fā)生在中廣核德令哈

50MW槽式光熱發(fā)電項目中。該項目是我國最早建設(shè)的大容量太陽能熱發(fā)電項目，采用了

1.5

億美元的亞洲開發(fā)銀行（ADB）低息貸款；在面向全球的公開招標(biāo)中，對于供貨商的經(jīng)驗業(yè)績做了較高要求，由于我國屬于首次進行大規(guī)模的太陽能熱發(fā)電技術(shù)示范，因此在一些產(chǎn)品采購招標(biāo)中國內(nèi)企業(yè)沒能參與。從國別來看，反射鏡供貨方主要以國內(nèi)企業(yè)為主，在投運的太陽能熱發(fā)電示范項目總使用量中占比約

91.03%；熔鹽供貨商均為國內(nèi)企業(yè)；在

3

座線聚焦型太陽能熱發(fā)電項目中（槽式和線菲），吸熱管國內(nèi)供貨占比

73.12%；導(dǎo)熱油國內(nèi)供貨比例占

71.43%。詳見下圖。表：我國已并網(wǎng)發(fā)電的

8

座商業(yè)化太陽能光熱電站關(guān)鍵設(shè)備使用情況制圖

:

太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

CSTA222021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書圖：北京天瑞星公司近三年槽式吸熱管銷售情況

對于槽式電站而言，集熱器離不開柔性連接，其主要功能為：真空集熱管和冷熱匯管連接；補償真空集熱管的軸向位移；補償集熱器方位角旋轉(zhuǎn)位移。以上三項功能需要同時實現(xiàn)，并達到較長的使用壽命，因此對產(chǎn)品的性能要求比較高。

國內(nèi)外柔性連接主要有三種結(jié)構(gòu)形式：球形接頭組合形式、平面旋轉(zhuǎn)接頭金屬軟管組合形式、單根金屬軟管連接形式。在已經(jīng)投運的中廣核德令哈和烏拉特槽式電站中，柔性連接均由國外公司提供。目前，我國企業(yè)研制的旋轉(zhuǎn)接頭金屬軟管組件也實現(xiàn)了工程驗證應(yīng)用，累計應(yīng)用數(shù)量達到

1040

套。

例如，按照

2015

年對于導(dǎo)熱油的采購招標(biāo)要求，投標(biāo)人應(yīng)擁有至少兩個槽式光熱發(fā)電、化工廠或石油化學(xué)工廠項目的聯(lián)苯—聯(lián)苯醚導(dǎo)熱油產(chǎn)品供貨經(jīng)驗，每個項目供貨量需大于

1000

噸，在上述項目中導(dǎo)熱油的連續(xù)正常運行溫度范圍應(yīng)在

280℃～

400℃之間，在正常熱循環(huán)周期中導(dǎo)熱油的最高運行溫度應(yīng)達到

393℃～

400℃。同時，上述項目必須商業(yè)化運行

2

年以上，并提供項目業(yè)主出具的認證證書復(fù)印件。國內(nèi)聯(lián)苯-聯(lián)苯醚導(dǎo)熱油生產(chǎn)企業(yè)雖然原料及成品工藝都比較成熟，但在國內(nèi)首次應(yīng)用的情況下，很難滿足采購招標(biāo)中關(guān)于經(jīng)驗的要求。因此共有首諾、陶氏化學(xué)以及美國萬達三家國外導(dǎo)熱油企業(yè)參與投標(biāo)。而在熔鹽產(chǎn)品的采購招標(biāo)中，由于沒有提出光熱電站應(yīng)用的經(jīng)驗業(yè)績要求（只要求產(chǎn)品制造商必須擁有

ISO9001

質(zhì)量管理體系認證證書；投標(biāo)方和制造商必須獲得商品所在地授權(quán)單位或機構(gòu)簽發(fā)的危險化學(xué)品安全生產(chǎn)許可證），而熔鹽為硝酸鉀和硝酸鈉的晶體混合物，這就為國內(nèi)大型硝酸鈉和硝酸鉀制造商參與創(chuàng)造了有利條件。新疆硝石鉀肥有限公司（硝酸鈉）、文通鉀鹽集團有限公司、江西金利達鉀業(yè)有限責(zé)任公司和

SQM（北京）貿(mào)易有限公司（硝酸鉀）4

家企業(yè)參與了投標(biāo)；最終，新疆硝石和文通鉀鹽分別中標(biāo)硝酸鈉和硝酸鉀產(chǎn)品采購。

對于槽式吸熱管和反射鏡采購，中廣核德令哈光熱項目要求投標(biāo)商在反射鏡業(yè)績方面要具備

200

萬平方米的供貨業(yè)績，同時供貨電站的運營時間需超過兩年；吸熱管方面則要求具備

4

萬支的供應(yīng)業(yè)績，且供貨電站的運營時間超過

5

年。在投標(biāo)人的資格要求下，反射鏡僅

Rioglass

和

Flabeg

兩家國外廠商具備競標(biāo)條件，吸熱管則僅有

Rioglass

公司滿足要求。然而，隨著近幾年國內(nèi)外太陽能熱發(fā)電項目的建設(shè)，我國槽式吸熱管生產(chǎn)企業(yè)出貨量逐步增加，實現(xiàn)了在國內(nèi)外商業(yè)化槽式電站中的規(guī)模化應(yīng)用。例如，截至目前，常州龍騰光熱科技股份有限公司累計實現(xiàn)國內(nèi)供貨近

60000

支，國外供貨近

10000

支。北京天瑞星光熱技術(shù)有限公司近三年吸熱管銷售量超過

26800

支，如下圖所示。制圖

:

太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

CSTA232021

中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書五、我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)項目情況5.1“寬波段平面超表面太陽能聚光器及其集熱系統(tǒng)”項目2021

年

4

月，國家重點研發(fā)計劃“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點專項“寬波段平面超表面太陽能聚光器及其集熱系統(tǒng)”項目啟動。該項目牽頭單位為武漢理工大學(xué)，參加單位包括中國科學(xué)院電工研究所、復(fù)