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《中国太阳能热发电及采暖行业蓝皮书2020》发布

时间:2021-06-04 06:42来源:国家光热联盟
  近日,由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟(以下简称“太阳能光热联盟”)、中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会和中关村新源太阳能热利用技术服务中心共同编制的《中国太阳能热发电及采暖行业蓝皮书2020》(以下简称《蓝皮书》)正式发布。
  《蓝皮书》对我国太阳能热发电和采暖行业发展现状进行了梳理,总结了2020年太阳能热发电在科技发展、示范项目进展、从业企业数量和规模的情况,指出了行业发展存在的主要问题;对2025年面临的形势进行了判断,包括国内外经济发展趋势对太阳能热发电技术的影响、面临的机遇和挑战以及市场需求等。同时,《蓝皮书》提出了2025年行业发展指导思想、发展目标及任务、对策措施。同时报告中也例举了太阳能采暖相关工程案例及项目信息等。
  《蓝皮书》指出:太阳能热发电是太阳能的高品位利用方式,产业链长,涉及太阳能集热、传热储热、常规发电等多种系统集成,集光学、热学、材料学、热能工程及机械等多个技术领域。随着首批太阳能热发电示范项目的建设和投产,我国太阳能热发电产业链企业逐步清晰。据太阳能光热联盟不完全统计,2020 年,我国太阳能热发电产业相关企事业单位数量达到 540 家左右。其中,聚光领域企事业单位数量最多,约为 167 家;其次是传储热领域,达到 104 家。2020 年,聚光部件企业达到 90 家,较 2018 年增加了40 家;吸热部件企业达到 46 家,较 2018 年增加了 25家;传、储热材料与设备企业达到 104 家,较 2018 年增加了 61 家;控制系统相关企业达到 26 家,较 2018 年增加 12 家;电站建设单位达到 65 家, 较 2018 年增加 43家;关注太阳能热发电相关技术研究的高校也较 2018 年增加了20 家,达到 30 家。
  在太阳能热发电产能方面,太阳能热发电用超白玻璃原片、专用聚光器、吸热器等方面,我国企业已经建立了数条生产线,具备了支撑太阳能热发电大规模发展的供应能力。据太阳能光热联盟统计,我国拥有太阳能超白玻璃原片生产线 5 条,槽式玻璃反射镜生产线 6 条,平面镜生产线 6 条,槽式真空吸热管生产线 10 条,塔式定日镜组装生产线 19 条,槽式集热器组装生产线 18 条,跟踪驱动系统生产线 21 条,导热油生产线 9 条, 熔融盐生产线 15 条。粗略计算,我国反射镜产能已经能够满足每年 2~3GW 带 6 小时以上储能的太阳能热发电站的建设。槽式吸热管的总产能约 2GW,能够供应约 40 座带 7 小时储能 50MW 槽式电站同时建设。
  在行业规模方面,据太阳能光热联盟不完全统计,2020 年,我国太阳能热发电行业总资产累计达到约 455 亿(不包括企业资产,2018 年约 300 亿),2020 年新增投资约155 亿。在装机容量方面,截至 2020 年底,全球太阳能热发电累计装机容量达到 6690MW,我国并网的太阳能热发电累计装机容量达到 538MW(含兆瓦级以上规模项目,其中,首批太阳能热发电示范项目并网容量达到 450MW,共7座),在全球占比达到8%,较 2019 年提高了 2%,位居全球第四。内蒙古乌拉特中旗 100MW 导热油槽式太阳能热发电示范项目为 2020 年全球唯一一座投运的太阳能热发电项目。西班牙仍拥有全球最大的太阳能热发电装机容量,约为 2355MW;美国位居第二,约为1836MW;北非地区太阳能热发电装机容量达到 577MW。
 

  在电站发电量和运营方面,《蓝皮书》指出:太阳能热发电系统复杂,且在我国属于太阳能热发电技术的首次规模化示范,太阳能热发电站的设计、建设及运维经验较少,存在较长的设备调试消缺、优化和运行经验积累的过程。2018 年率先并网的三个示范项目通过不断消缺、优化和经验的积累,发电量逐步提高。
  其中,中广核德令哈 50MW 光热发电示范项目通过不断调试消缺,2020 年上网电量同比 2019年提升115%,2021 年一季度同比进一步提升了 65%,并实现连续稳定运行 32 天(772 小时)的运行记录。青海中控德令哈 50MW 光热电站实际发电量已经基本接近设计发电量,截至 2020 年,累计发电量达到 1.7 亿度;其中 2020 年10月份(10月9日~11月8日24 时)发电量合计达 1840 万kWh,再创月度发电量新高,月度累计上网电量 1715.28 万kWh,厂用电率仅为6.78%。机组最长连续时间为292.7小时,单日最大发电量 99.5 万Wh。首航高科敦煌 100 MW光热电站 2020 年全年发电量 1.37 亿kWh(发电量偏低的主要原因是项目前期典型年气象数据与实际数据相差较大、四季度安排吸热防护板检修,疫情导致汽轮机组维修周期很长,以及敦煌全年天气变化,风沙天太多等导致年利用小时数远不及预期),以平均负荷率 60% 左右实现了不停机运行 9 天(216小时)。
  在科研进展方面,2020年,科技部和北京市科委资助的“超临界二氧化碳太阳能热发电项目”完成了颗粒吸热器、颗粒/二氧化碳换热器和高温颗粒提升机的制造,太阳能热发电系统设计最高运行温度 800℃,热功率 1MW。科技部资助的变革性技术中,作为太阳能热利用领域与储热材料相关研究计划的“高效能仿生型储热材料和过程设计”项目启动。“宽波段平面超表面太阳能聚光器及其集热系统”项目列入2020 年变革性技术项目指南,其研究目标是将超表面材料引入太阳能聚光器的设计加工制造中,该技术如实现应用,则太阳能聚光器有望实现免跟踪聚光功能,对大幅度降低聚光场成本有重大推动作用。2020年部分省市以及自然科学基金等也立项了太阳能热发电相关科技项目,例如:光热和相变储热等技术研究、光伏制氢与光热制氢关键技术及示范、高品质太阳能光热发电有机热载体国产化应用、基于吸附-光催化的太阳光驱动协同产氢及水体净化体系构建、基于金属有机框架材料的光/电催化氢燃料制备等。
  展望太阳能热发电未来5年的发展,《蓝皮书》指出:高比例可再生能源接入电网已经成为定局,随着波动性可再生能源光伏和风电装机容量的不断增加,电网对电源侧的稳定性要求越来越高。太阳能热发电的能量转换过程为太阳辐射能转化为热能,再通过热功转换生产电能,这一特点使得太阳能热发电在技术上天然配有低成本大容量的储热系统,生产的电力可以根据电网需求调度的优势,可以和光伏电站互补,组成太阳能电站,也可以和风电组成新型的风光互补电站,还可以在我国西部可再生能源基地中,充当能源互联网中能量接收和发送的重要节点,有效地提高电力稳定性。美国能源部发布报告表明,电网中存在一定比例的太阳能热发电,可以有效地提高电网的健壮性。预计在 2020 年到 2030 年间,我国太阳能热发电产业将进入规模化阶段,同时随着储能电价政策和机制的明确,在国家政策的有力支持下,到“十四五”末期的 2025 年,我国太阳能热发电的累计装机量有望达到 5GW,我国参与全球电站建设的累计装机不低于 10GW。
  此外,《蓝皮书》也对太阳能采暖行业进行了分析,并例举了相关工程案例和设计参数等信息。2020年,在太阳能采暖方面,对于短周期储热和长周期储热技术研究均有一定进展。短周期储热适用于分布式分户采暖,通常要与其他采暖形式联合供暖,保证采暖的可靠性。长周期储热以太阳能跨季节储热采暖为主,适用于大规模集中采暖。2019 年建成的张家口矾山黄帝城 3000 m³水体太阳能跨季节采暖项目,在 2020 年实现了跨年度稳定运行,实测数据表明全年储热效率大于 60%。至 2020 年已运行了 3 年的赤峰地埋管太阳能跨季节储热采暖项目表明,该技术具有一定的推广价值。
  关于太阳能采暖行业发展展望,《蓝皮书》提出:预计到 2025年,我国使用太阳能采暖的建筑面积达到 3000万m²,其中太阳能集热面积不低于 500万m²。
  为更广泛地宣传太阳能热发电和太阳能采暖行业,服务产业发展;经研究决定,《蓝皮书》将面向行业免费分享。欢迎联系太阳能光热联盟秘书处,或识别下方二维码填写相关信息,索取电子版报告。
  联系方式:洪松,(同微信)
  邮箱:cnste@vip.126.com

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