2024-02-25-国家太阳能光热产业技术创新战略联盟-2023中国太阳能热发电行业蓝皮书_86页_22mb

中国太阳能热发电行业蓝皮书总结

核心内容

中国太阳能热发电（CSP）行业在政策支持、技术研发和产业基础等方面取得显著进展，具备绿色低碳、电网友好型电源的特点，兼具调峰和储能功能，是新能源安全可靠替代传统能源的重要手段。随着“双碳”目标的推进，光热发电在新型电力系统建设中扮演重要角色，尤其在西北等太阳能资源丰富的地区具有广阔的应用前景。

主要观点

• 太阳能热发电技术主要包括塔式、槽式和线菲式三种，其中塔式在商业化应用中占比最高。
• 2023年全球光热发电装机容量达到7550MW，我国光热发电装机容量为588MW，无新增并网机组。
• 光热发电具有连续稳定发电能力，可有效解决新能源波动问题，支持电网调峰调频。
• 我国光热发电产业链逐步完善，关键材料和设备国产化率提升，为行业规模化发展奠定基础。
• 多项国家科技计划项目在光热发电核心技术领域取得突破，包括超临界CO₂发电、仿生储热材料、宽波段聚光器等。
• 光热发电在技术经济性方面仍需进一步优化，成本相比光伏、风电仍较高，但随着技术进步和规模化发展，成本有望下降。

关键信息

2023年政策支持

光热发电技术类型

• 塔式：我国并网光热电站中占比约64.9%，全球占比约20.9%
• 槽式：我国并网光热电站中占比约26.3%，全球占比约75.5%
• 线菲式：我国并网光热电站中占比约8.8%，全球占比约3.6%

2023年新增光热发电项目

光热发电示范项目运行情况

• 中广核德令哈50MW槽式电站：2023年上网电量11040万kWh，单日最高发电量102万kWh，单月最高1626万kWh，同比提升18.3%和16%。
• 首航高科敦煌100MW塔式电站：2023年1-11月发电量23500万kWh，因汽轮机问题导致弃光6579万kWh，全年发电量创历史新高。
• 青海中控德令哈50MW塔式电站：2023年发电量1.524亿kWh，达到设计发电量的104.38%，全年有129天单日发电量达产率超100%。
• 中电建共和50MW塔式电站：2023年全年发电量6818.7万kWh，实现年度发电任务的100.275%，上网电量6757.3万kWh。
• 中国能建哈密50MW塔式电站：2023年单月最高发电量1507.51万kWh，单日最高86.9万kWh。
• 兰州大成敦煌50MW线菲式电站：全球首个采用熔盐工质的线菲式商业化项目，2023年完成系统优化升级。
• 中船新能乌拉特100MW槽式电站：单体规模最大、储热时间最长，累计发电量约8.7亿kWh，2023年纯光热发电量达3.3亿kWh。
• 鲁能格尔木多能互补工程50MW塔式电站：全球首个风光热储调荷一体化项目，2023年单日发电量达109.62万kWh，月度发电量达1067.38万kWh。

光热发电产业链

• 材料板块：超白玻璃、吸热涂层、熔盐、导热油、不锈钢管道、高温合金等。
• 设备板块：聚光器、吸热器、储热器、换热器、透平、镜场清洗车等。
• 生产设备板块：超白玻璃生产线、反射镜生产线、吸热管生产线等。
• 集成和服务板块：设计、安装、调试、运维、检测、标准制定等。

2023年光热发电关键材料生产能力

太阳能热发电技术研发进展

• 超临界CO₂太阳能热发电关键基础问题研究：完成200kW超临界CO₂发电机组样机，搭建示范平台，吸热器出口温度达872℃。
• 高效能仿生型储热材料和过程设计：研发碳化硅基复合储热材料，热导率突破51.82W/(m·K)，储热密度达291.37J/g。
• 宽波段超表面太阳能聚光器及其集热系统：完成100mm×200mm平面超表面聚光器设计，理论聚光效率达55%。
• 高通量聚光太阳能热化学转化储能理论与方法：建成2.2kW太阳能聚光模拟器试验平台，反应温度达800℃，转化率超85%。
• 光热发电用耐高温熔盐特种合金研制与应用：研发Ni-W-Cr体系高温合金，完成高绝缘强度绝缘材料研发。
• 宽液体温域高温熔盐储热技术：研发低成本高分解温度混合熔盐配方，熔点133.3℃，分解温度734℃。
• 二次反射塔式光热-光伏联合电站稳定电力输出关键技术研究：完成关键部件自主设计，申请专利4项，发表SCI论文2篇。
• 太阳能热发电用高温熔盐储罐力学研究及寿命预测：完成储罐温度场测试，建立结构和温度场数值计算模型，开发寿命预测软件。

发展挑战与建议

行业面临的挑战

1. 成本较高：与光伏、风电相比，光热发电成本仍较高。
2. 项目数量少：光热发电项目较少，难以形成规模化拉动效应。
3. 调峰能力有限：机组容量小，难以体现光热调峰价值。

发展建议

1. 制定两部制电价：推动“去补贴-市场化发展”过渡期的两部制电价政策。
2. 研究电网支撑能力：加快光热发电对电网支撑能力的研究。
3. 总结经验、技术创新：不断总结商业化光热电站经验，推动技术创新和成本降低。
4. 开展前沿技术示范：推进光热发电前沿技术示范，深化基础研究。
5. 实施大容量项目：加快单机大容量光热发电示范项目落地。
6. 推进多能互补示范：推动以太阳能为主的多能互补低碳发电技术示范。
7. 集中示范新型储能：对多种新型储能项目进行集中示范，研究其在电网中的实际作用。

附录与参考文献

• 2023年度热点新闻：包括光热项目进展、技术突破、政策动态等。
• 国家太阳能光热联盟理事单位简介：介绍联盟成员单位及其在光热发电领域的贡献。
• 参考文献：涵盖技术、政策、市场、研究等多个方面，为行业提供全面支持。

本蓝皮书由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟和中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会编著，涵盖技术、市场、政策、产业链、技术研发、碳排放、挑战与建议等内容，为行业提供详尽的参考与指导。