2021中国太阳能热发电行业蓝皮书-国家太阳能光热联盟秘书处-2022.1-74页_1mb

中国太阳能热发电行业蓝皮书（2021）总结

核心内容

中国太阳能热发电行业正处于快速发展阶段，其作为新型电力系统的重要组成部分，具备储热连续发电、高安全性、双向连接电网等优势。随着“双碳”目标的推进，光热发电在新能源消纳、调峰、储能等方面展现出独特价值，成为我国可再生能源发展的重要支撑。

主要观点

1. 新能源发展背景

   • 新型电力系统建设对高比例可再生能源提出了更高的调节能力要求。
   • 光热发电因其储热调节能力、高安全性及双向连接电网等特性，成为解决新能源波动性的重要手段。
   • 国家政策鼓励光热发电与风电、光伏等互补发展，以提升新能源消纳能力。

2. 行业机遇

   • 光热发电作为调峰电源，在缺乏灵活电源的地区具有重要应用价值。
   • 通过参与电力市场交易，光热发电可在国家补贴退出后维持可持续发展。
   • 国内光热项目经验积累有助于提升国际竞争力，参与国际市场竞争。

3. 行业定位

   • 光热发电可承担基础负荷，并实现灵活调峰，对高比例可再生能源电网的稳定运行具有重要作用。
   • 光热发电具备良好的调峰能力，可有效应对新能源的波动性，保障电力系统安全。

关键信息

1.1 新型电力系统的需求和挑战

• 2021年中央财经委员会提出构建以新能源为主体的新型电力系统，光热发电因其调节能力强、安全性高，成为解决新能源波动的重要手段。
• 风电、光伏的“大装机、小电量”特性导致电力系统调峰压力大，光热发电可有效缓解这一问题。
• 通过光热发电与风电、光伏互补，可提升区域能源消纳能力，促进电力系统重构。

1.2 太阳能热发电发展的新机遇

• 国家能源局支持光热发电与风电、光伏一体化发展，以提升新能源利用效率。
• 光热发电在新能源基地建设中被广泛采用，如青海、甘肃、吉林等地的项目，具备良好的市场前景。
• 光热发电通过储能和调峰能力，可有效填补用电高峰期的电力缺口，提升经济效益。

1.3 太阳能热发电的定位和作用

• 光热发电具备储热连续发电、灵活调峰、双向连接电网等优势，可成为新型电力系统的重要组成部分。
• 光热发电的调节能力在高比例可再生能源电网中尤为关键，有助于保障电网安全稳定运行。
• 2021年数据显示，光热发电机组可实现100%参与电力平衡，调峰深度可达80%。

市场发展

2.1 我国兆瓦级太阳能热发电系统的技术起步

• 2006年国家863计划启动光热发电技术研究，推动了我国光热发电技术的快速发展。
• 2012年亚洲首座兆瓦级塔式光热实验电站建成，实现100%设备国产化。
• 2016年中控德令哈10MW塔式电站采用熔盐作为传热介质，标志着光热技术向商业化迈进。

2.2 我国太阳能热发电装机容量

• 截至2021年底，我国太阳能热发电累计装机容量为538MW，其中塔式技术占比约60%，槽式约28%，线菲约12%。
• 2021年我国没有新增光热发电项目并网，但已有多个项目在建设中，为未来装机增长奠定基础。

2.3 全球太阳能热发电装机容量

• 2021年全球新增光热装机容量为110MW，主要来自智利的混合项目。
• 截至2021年底，全球累计光热装机容量约为6800MW，槽式技术占比约76%，塔式约20%，线菲约4%。
• 美国SEGS槽式电站退役，标志着其30年运行周期结束，但仍有部分电站仍在运行。

2.4 2021年我国新增太阳能热发电项目

• 2021年青海、甘肃、吉林等地集中开工多个光热项目，总装机容量达101万千瓦。
• 光热发电与风电、光伏相结合，形成多能互补系统，提升整体能源利用效率。

示范项目运行情况

3.1 中广核德令哈50MW槽式项目

• 我国首个大型商业化光热电站，2021年上网电量同比提升31.6%。
• 连续运行107天，创国内纪录，验证了光热发电的稳定性和调峰能力。

3.2 首航高科敦煌100MW塔式项目

• 2019年实现满负荷运行，2021年发电量持续增长，达3.9亿kWh。
• 在恶劣天气条件下仍保持良好运行，体现光热发电的适应性。

3.3 青海中控德令哈50MW塔式项目

• 2018年并网，2021年9~12月累计发电6099.12万kWh，月度发电量稳定。
• 项目解决了冷盐泵震动、吸热屏堵管等技术难题，整体性能提升明显。

3.4 中电建共和50MW塔式项目

• 2020年11月实现满负荷运行，2021年5月单日发电量达53.9万kWh，创纪录。
• 设计储热时长6小时，吸热器出口熔盐温度达568°C，系统运行稳定。

3.5 中电哈密50MW塔式项目

• 2019年12月首次并网，2021年9月实现全容量发电。
• 采用双热罐+单冷罐设计，储热时长13小时，适应高寒环境。

3.6 兰州大成敦煌50MW线菲项目

• 全球首个商业化线菲光热电站，2019年12月并网，2021年5月实现满负荷发电。
• 项目具备高可靠性，单日发电量达61.04万kWh，发电量持续提升。

3.7 内蒙古乌拉特100MW槽式项目

• 2020年12月实现满负荷运行，2021年4~10月累计发电约2.2亿kWh。
• 光电转换效率高，具备连续运行能力，验证了光热发电的实用性。

3.8 青海格尔木鲁能多能互补光热项目

• 多能互补项目包含光热、光伏、风电和电化学储能，实现系统协同运行。
• 2021年5月~11月累计发电量达1067.3775万kWh，验证了光热在调峰中的作用。

产业链情况

4.1 太阳能热发电产业链体系和特点

• 太阳能热发电产业链包括研发、设计、制造、安装、运维等环节。
• 产业链以国内原材料为基础，推动了核心装备的自主化发展，如反射镜、定日镜、吸热器等。
• 国内设备国产化率超过90%，部分项目达到95%以上。

4.2 代表性企事业单位

• 截至2021年，我国太阳能热发电相关企事业单位数量近550家，其中槽式技术相关企业占比约60%。
• 代表性企业包括中广核、首航高科、青海中控、中电建、兰州大成等。

4.3 关键部件制造产能

• 我国已建成多条关键部件生产线，具备支撑2~3GW装机的供应能力。
• 太阳能超白玻璃年产能达9200万平米，槽式玻璃反射镜年产能2350万平米。
• 吸热管、导热油、熔融盐等关键材料产能充足，为光热发电提供基础保障。

4.4 关键部件销售应用情况

• 国内企业占据反射镜、熔盐等关键部件的大部分市场份额，国外企业仍有一定比例。
• 吸热管和反射镜等部件的销售情况与项目进展密切相关，国内企业逐步扩大市场份额。

技术研发项目

5.1 “宽波段平面超表面太阳能聚光器及其集热系统”项目

• 项目由武汉理工大学牵头，研究宽波段广角度聚光器，以实现免跟踪、低成本的聚光技术。
• 目标是解决传统曲面聚光器成本高的问题，提升光热发电的经济性。

5.2 “太阳能光热发电及热利用关键技术标准研究”项目

• 项目由中国能建牵头，完成光热发电与热利用标准体系的建立。
• 研究内容涵盖技术条件、检测方法、评价方法、性能试验、设计规范等，为行业发展提供标准支持。

5.3 “第四代光热发电高温固体颗粒吸热器研究”项目

• 研究高温固体颗粒吸热器，实现1100°C的吸热温度，热功率达415kW。
• 建立颗粒吸热器的动态模型和仿真平台，为未来光热发电技术发展提供基础。

5.4 “第四代光热发电超临界二氧化碳换热器研究”项目

• 研究超临界二氧化碳换热器，实现550°C以上出口温度和10MPa以上系统压力。
• 项目成果为第四代光热发电技术奠定基础，提升系统效率和稳定性。

5.5 “光热发电用耐高温熔盐特种合金研制与应用”项目

• 研究耐高温熔盐特种合金，提升光热发电系统的材料性能。
• 项目成果可填补国内技术空白，为高温储热系统提供关键材料支持。

总结

中国太阳能热发电行业在政策支持和技术进步的推动下，已形成较为完整的产业链，并在多个示范项目中展现出良好的运行性能和调峰能力。未来，随着新型电力系统的建设，光热发电将在新能源消纳、储能、调峰等方面发挥更加重要的作用。同时，技术创新和标准体系建设为光热发电的可持续发展提供了坚实基础。