中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2月13日，國(guó)家能源局向青海省、甘肅省、河北省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆自治區(qū)發(fā)改委（能源局）及水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院下發(fā)《關(guān)于報(bào)送太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)情況的通知》，要求于2月15日之前將隨通知下發(fā)的太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度情況表填寫完畢后報(bào)送至國(guó)家能源局新能源和可再生能源司及水規(guī)總院，此后于每個(gè)季度末報(bào)送項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)展情況。
可見，國(guó)家對(duì)首批20個(gè)光熱發(fā)電示范項(xiàng)目十分重視。
早在2016年8月29日，國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)出《關(guān)于太陽(yáng)能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》：
核定太陽(yáng)能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)為1.15元/kWh，
該電價(jià)僅適用于國(guó)家能源局2016年組織實(shí)施的示范項(xiàng)目。
2016年9月23日，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于組織太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)的通知》，有了明確的電價(jià)之后，光熱發(fā)電項(xiàng)目再次成為熱點(diǎn)。
彼時(shí)，109個(gè)申報(bào)示范項(xiàng)目參與首批示范項(xiàng)目競(jìng)逐，通過對(duì)項(xiàng)目的技術(shù)路線、技術(shù)來源與系統(tǒng)集成企業(yè)等指標(biāo)的評(píng)審，確定了20個(gè)示范項(xiàng)目名單。
光熱發(fā)電儼然成為繼光伏發(fā)電之后的有一個(gè)風(fēng)口！本文為大家介紹一些光熱的基本知識(shí)。
一、光熱發(fā)電的分類
1光熱發(fā)電分類概述
聚光太陽(yáng)能發(fā)電（CSP）技術(shù)通過聚光器將陽(yáng)光聚起來發(fā)電，其技術(shù)路線主要包括聚光光伏發(fā)電（CPV）和聚光光熱發(fā)電，前者在聚光處進(jìn)行光伏轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)發(fā)電，后者利用集熱器產(chǎn)生熱空氣或熱蒸汽，用傳統(tǒng)的電力循環(huán)發(fā)電。
1、聚光光熱的優(yōu)點(diǎn)
利用傳統(tǒng)方式通過汽輪機(jī)發(fā)電，能夠產(chǎn)生更易儲(chǔ)存的熱，所以比光伏發(fā)電更有利于電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
2、聚光光熱發(fā)電技術(shù)的分類
根據(jù)聚光方式又主要分為四種：槽式聚焦、塔式聚焦、碟式聚焦以及線性菲涅爾聚焦。
3、各種光熱技術(shù)示意圖
槽式光熱發(fā)電示意圖
塔式光熱發(fā)電示意圖
碟式光熱發(fā)電示意圖
線性菲涅爾光熱發(fā)電示意圖
2槽式熱發(fā)電
槽式光熱利用系統(tǒng)：利用聚光鏡直接將太陽(yáng)光反射到位于鏡面焦點(diǎn)處的集熱管，將內(nèi)部傳熱物質(zhì)轉(zhuǎn)化為蒸氣從而驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電；核心設(shè)備是中高溫真空集熱管，槽式電站普遍采用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)；在以水及熔鹽作為介質(zhì)方面，還存在技術(shù)難題。
槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)示意圖
槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)示意圖
3塔式熱發(fā)電
塔式光熱系統(tǒng)：將吸收到的太陽(yáng)能射線集中到塔中，對(duì)傳熱工作物質(zhì)加熱進(jìn)而發(fā)電的一種聚光太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)；核心設(shè)備是定日鏡場(chǎng)及吸熱塔；在傳熱介質(zhì)方面，塔式電站可以采用水、導(dǎo)熱油及熔鹽介質(zhì)。
4碟式熱發(fā)電
碟式光熱系統(tǒng)：利用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡，將入射太陽(yáng)光聚焦到焦點(diǎn)上，焦點(diǎn)處放置的斯特林發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電。
5線性菲涅耳熱發(fā)電
線性菲涅爾光熱系統(tǒng)：工作原理類似槽式光熱發(fā)電，只是采用菲涅耳結(jié)構(gòu)的聚光鏡來替代拋面鏡。這使得它的成本相對(duì)來說低廉，但效率也相應(yīng)降低。
6四種技術(shù)簡(jiǎn)單對(duì)比
上述四種方式中，槽式和塔式是目前兩種主流的光熱利用技術(shù)。就目前而言，槽式技術(shù)更為成熟，塔式技術(shù)更具發(fā)展?jié)摿Α?
槽式系統(tǒng)是目前技術(shù)發(fā)展最為成熟的系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在全世界運(yùn)行的槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)占整個(gè)光熱裝置的88%。但這一比例在各國(guó)情況不盡相同，例如美國(guó)使用槽式技術(shù)的CSP項(xiàng)目只占40%左右。碟式技術(shù)近年來得到了迅速發(fā)展，尤其是在美國(guó)加州得到了大量應(yīng)用。
二、國(guó)內(nèi)外光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況及應(yīng)用簡(jiǎn)介
1世界光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史（數(shù)據(jù)截止2013年10月）
20世紀(jì)80年代，美國(guó)在加利福尼亞州建立了世界上第一座太陽(yáng)能示范電站，裝機(jī)容量為14ＭＷ。
截止1990年，世界范圍內(nèi)共建成九座光熱電站，總裝機(jī)容量達(dá)354ＭＷ。
1991~2006年，全球光熱發(fā)展處于停滯狀態(tài)。
直至2007年，西班牙建成了國(guó)內(nèi)首座光熱電站，帶領(lǐng)全球光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新一輪快速發(fā)展期，美國(guó)、阿聯(lián)酋、摩洛哥、伊朗、澳大利亞、意大利、泰國(guó)、德國(guó)等都開始大力發(fā)展太陽(yáng)能光熱發(fā)電。
截至2012年底，全球已建成的光熱發(fā)電站在運(yùn)裝機(jī)容量已達(dá)2574.25ＭＷ。
圖 全球光熱發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)（1984~2012）
西班牙、美國(guó)太陽(yáng)能資源豐富、光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展最早也最成熟，光熱電站規(guī)模也是居世界前兩位；印度、摩洛哥、南非、科威特、智利也開始開發(fā)光熱發(fā)電項(xiàng)目。
圖 截止2013年10月世界各國(guó)運(yùn)行的光熱項(xiàng)目裝機(jī)容量
2中國(guó)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史
20世紀(jì)70年代，部分國(guó)內(nèi)的科研院所就開始進(jìn)行光熱發(fā)電應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)研究。
80年代起，我國(guó)開啟了光熱發(fā)電試驗(yàn)示范項(xiàng)目的建設(shè)的序幕。
國(guó)內(nèi)最早的太陽(yáng)能熱發(fā)電示范電站是南京玻纖院春輝公司與以色列魏茲曼研究院合作的南京江寧區(qū)70kW塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電試驗(yàn)工程，于2005年建成并發(fā)電成功。
“十一五”期間，在國(guó)家863計(jì)劃支持下，中國(guó)科學(xué)院電工研究所等10家單位于北京八達(dá)嶺開始建設(shè)1MW的太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這是亞洲首座太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目，于2012年8月建成投運(yùn)。
2003年國(guó)家開始醞釀“內(nèi)蒙古鄂爾多斯50MW光熱發(fā)電特許權(quán)項(xiàng)目”，2005年啟動(dòng)項(xiàng)目選址，2006年中德科技論壇上與德方簽訂合作書，2007年下半年啟動(dòng)項(xiàng)目前期可行性研究，2010年正式啟動(dòng)特許權(quán)招標(biāo)，前后經(jīng)歷近7年時(shí)間。招標(biāo)公告發(fā)布后，有大唐新能源、中廣核太陽(yáng)能和國(guó)電電力三家參與投標(biāo)。大唐新能源報(bào)出了最低電價(jià)0.9399元/千瓦時(shí)，最終成功中標(biāo)。但由于該中標(biāo)電價(jià)過低，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性嚴(yán)重不足，雖然特許經(jīng)營(yíng)權(quán)早已過期，但該項(xiàng)目仍未動(dòng)工。
2013年，第一個(gè)商業(yè)運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目-中控德令哈一期10MW塔式光熱電站于2013年7月并網(wǎng)發(fā)電，項(xiàng)目至今已連續(xù)運(yùn)行兩年，2014年全年實(shí)現(xiàn)發(fā)電量800余萬度。
根據(jù)國(guó)家可再生能源信息中心的數(shù)字：
截至2014年底，我國(guó)已經(jīng)建成6座光熱電站，總裝機(jī)容量13.88MW。除了中控德令哈一期10MW項(xiàng)目為商業(yè)示范項(xiàng)目外，其余并網(wǎng)項(xiàng)目均為科學(xué)試驗(yàn)項(xiàng)目，裝機(jī)容量都在1MW以下。
截至2014年底，已核準(zhǔn)（備案）的總體規(guī)模為1448MW，考慮2015年新的獲備案項(xiàng)目，預(yù)計(jì)總規(guī)模在1800MW左右。
“十二五”時(shí)期，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)突破性發(fā)展，啟動(dòng)試驗(yàn)示范項(xiàng)目并有部分太陽(yáng)能熱發(fā)電站并網(wǎng)運(yùn)行，形成了太陽(yáng)能熱發(fā)電站選址普查、技術(shù)、導(dǎo)則、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等指導(dǎo)性文件。
截至2014年底,全國(guó)巳建成實(shí)驗(yàn)示范性太陽(yáng)能熱發(fā)電站(系統(tǒng))6座，裝機(jī)規(guī)模為1.38萬kW, 約20個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目(140萬kW)處于前期階段，中控太陽(yáng)能公司德令哈50兆瓦塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站一期工程電價(jià)已獲國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)，首個(gè)批復(fù)上網(wǎng)電價(jià)為1.2元/kWh。此外，2015年11月全國(guó)范圍開展了太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目申報(bào)和評(píng)審工作, 啟動(dòng)了約100萬kW的熱發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)，并出臺(tái)示范項(xiàng)目臨時(shí)電價(jià)機(jī)制，為下階段大規(guī)模商業(yè)化推廣奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3幾個(gè)國(guó)內(nèi)建成光熱發(fā)電案例
圖3 中科院電工所1MW塔式光熱示范電站
發(fā)電裝機(jī)容量1.5MW；定日鏡場(chǎng)采光面積10,000平米；吸熱塔高118米；傳熱介質(zhì)為水/蒸汽；儲(chǔ)熱介質(zhì)為飽和蒸汽和導(dǎo)熱油；2.35MPa,390°C蒸汽輪機(jī)發(fā)電。2011年7月17日產(chǎn)汽，2012年8月9日發(fā)電。
圖 浙大中控德令哈50MW 塔式光熱電站
中控太陽(yáng)能公司投資建設(shè)，總裝機(jī)容量為50MW，是中國(guó)第一座商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的太陽(yáng)能熱發(fā)電站。項(xiàng)目場(chǎng)址位于青海省海西州德令哈市西出口太陽(yáng)能工業(yè)園區(qū)。 項(xiàng)目一期10MW工程于2013年7月5日成功上網(wǎng)發(fā)電，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。
圖 蘭州大成200kW槽式光熱發(fā)電示范項(xiàng)目
該項(xiàng)目規(guī)模為各200kW電功率的槽式和線性菲涅爾式光熱發(fā)電項(xiàng)目；由兩組各150m槽式聚光集熱回路和兩組各96m長(zhǎng)線性菲涅爾聚光集熱回路構(gòu)成。項(xiàng)目于 2012年5月9日下午并網(wǎng)發(fā)電。
圖 龍騰太陽(yáng)能內(nèi)蒙古烏拉特中旗600米1.6MWth槽式回路
該項(xiàng)目為常州龍騰太陽(yáng)能熱電設(shè)備有限公司建設(shè)的槽式示范回路；2013年6月，該示范回路實(shí)現(xiàn)了商業(yè)電站典型工況下的穩(wěn)定運(yùn)行，到目前為止已連續(xù)運(yùn)行一整年。
三、國(guó)內(nèi)外光熱發(fā)電的政策
由于光熱發(fā)電項(xiàng)目還處于示范階段，相關(guān)政策不多，本文梳理了政府對(duì)光熱發(fā)電的一些指導(dǎo)性文件或規(guī)劃。
2015年底發(fā)布的《太陽(yáng)能利用"十三五"發(fā)展規(guī)劃（征求意見稿）》中提出：
“十三五”期間，要建設(shè)百萬千瓦級(jí)太陽(yáng)能熱發(fā)電基地
在2016-2017年的示范階段，重點(diǎn)在太陽(yáng)能直射輻射資源豐富的西部地區(qū)，協(xié)調(diào)土地、水資源和電網(wǎng)接入條件, 單獨(dú)或結(jié)合大型能源基地建設(shè)；開發(fā)建設(shè)一批5萬kW及以上太陽(yáng)能熱發(fā)電示范工程。
2018-2020年逐步實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展。重點(diǎn)建設(shè)青海、甘肅、內(nèi)蒙、新疆4個(gè)百萬千瓦級(jí)太陽(yáng)能熱發(fā)電示范基地，圍繞主要技術(shù)路線及與其他能源結(jié)合方式，開展10萬kW級(jí)規(guī)?；痉督ㄔO(shè)，積累建設(shè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和成本下降，并在此基礎(chǔ)上提出我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電在能源發(fā)展中的定位。
