加快發展河北省太陽能光熱發電的建議和對策

馮世鈞　郭鴻湧　李振奇　史新輝

摘要： 太陽能作為一種可再生的新能源，越來越引起人們的關注。我國每年太陽能資源理論儲量折合標準煤達17 000億t，而包括風能、水能、生物質能、地熱能在內的其它所有可再生能源折合標準煤不到60億t，太陽能利用潛力巨大。太陽能發電主要有光伏發電和光熱發電。太陽能光熱發電比光伏發電具有更多的優勢。闡述了太陽能光熱發電的國內外發展現狀，分析了河北省太陽能的資源潛力，并提出了河北省發展太陽能光熱發電的建議和對策.

關鍵詞： 太陽能； 光熱發電； 建議； 對策

中圖分類號： TK 519文獻標志碼： A

當電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發太陽能資源，尋求經濟發展的新動力.太陽能作為一種可再生的新能源，越來越受到人們的關注.我國每年太陽能資源理論儲量折合標準煤達17 000億t，而包括風能、水能、生物質能、地熱能在內的其它所有可再生能源折合標準煤不到60億t，太陽能利用潛力巨大[1].

太陽能發電技術主要有兩種方式：光伏發電和光熱發電.光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應將光能直接轉變為電能的一種技術.光熱發電是通過反射鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置中，利用太陽能加熱收集裝置內的傳熱介質（液體或氣體）將水加熱形成蒸汽帶動或者直接帶動發電機發電的一種技術[2].

與光伏發電相比，光熱發電的優勢之一在于可以建立大型核心支撐電站，目前美國加州的太陽能光熱發電一號及二號裝機容量分別達到了850 MW和750 MW，相當于一臺大型火電機組[2] ；優勢之二為光熱電站可以通過儲能實現24 h持續電力供應，有利于電力系統的穩定和調節.這是目前光伏發電無法做到的，這使得太陽能有望成為現有火電站的有力競爭者；優勢之三為光熱發電可以避免光伏發電上游多晶硅生產過程中產生的高耗能、高污染問題；優勢之四為光熱發電能源轉換效率比較高，可以達到35%～40%，而光伏發電的能源轉換效率一般只有12%～14%左右.

1光熱發電在國外的發展情況

自1950年原蘇聯設計制造了世界上第一座塔式太陽能光熱發電站和1976年法國在比利牛斯山建成第一座電功率達100 kW太陽能光熱發電系統之后，美國、西班牙、意大利、以色列、澳大利亞、日本等國相繼建立了各種不同類型的試驗示范裝置和商業化運行裝置，促進了太陽能光熱發電系統的發展和商業化進程.

世界現有的太陽能光熱發電系統主要有塔式系統、槽式系統和碟式系統三類[3].目前這三種技術路線各自處在不同的發展階段，塔式系統和蝶式系統仍處在試驗示范階段，只有槽式系統實現了商業化.據國際權威機構統計，截至2009年，全球處在運行狀態的槽式光熱發電占整個光熱電站的88%，占在建項目的97.5%[4].

隨著各國政策措施的支持以及光熱發電技術的逐步成熟，全球光熱發電產業正進入高速發展期.據統計，太陽能光熱發電在全球已運行裝機容量近70萬kW，在建的近100萬kW.預計到2015年，全球所有光熱發電項目規模將達17 GW以上.歐美各國已經開始將光熱發電作為未來替代傳統能源的主導選擇.

2009年7月，歐洲各國聯合啟動“歐洲沙漠行動”，計劃在未來10年內投資4 000億歐元，在撒哈拉沙漠地區建立龐大的光熱電站，該項目至少將滿足全歐洲15%的電力需求[5].

作為世界第一大能源消耗國的美國，近年來一直不斷布局一幅以光熱發電技術為主色調的新藍圖[6].繼建立了采用聚光光熱發電技術的全球最大太陽能發電廠之后，美國加利福尼亞州政府最近規劃、批準的一系列太陽能項目，無一例外均采用了聚光光熱發電技術.按照加利福尼亞州的規劃要求，到2030年，其光熱發電與光伏發電的裝機比例為4∶1.

2光熱發電在我國的發展情況

我國自“七五”計劃起開始了對太陽能的利用研究[7].特別是經過科技部“十一五”863重點項目“太陽能熱發電技術及系統示范”的努力，我國在太陽能聚光方法及設備、高溫傳熱儲熱、電站設計、集成以及控制方面，已經取得了實質性成果.目前，我國已經掌握了一批太陽能光熱發電的核心技術，如高精度高反射率的反射鏡、高精度雙軸跟蹤控制系統、高熱流密度下的傳熱、太陽能熱電轉換系統等.

2010年7月1日，亞洲首座兆瓦級塔式太陽能光熱發電站在北京延慶動工興建，該電站建成后，預計每年發電量可達270萬kW·h，相當于1 100余t標準煤產生的電量[4].

在國外已經相繼啟動大規模的太陽能光熱發電基地背景下，我國也已將太陽能光熱發電作為重點發展的戰略性新興產業之一.國家電力“十二五”規劃中明確指出，“十二五”期間，將在甘肅、寧夏、新疆、內蒙古等省份選擇條件適合的地點建立太陽能光熱發電示范電站.

2011年6月1日，國家發展和改革委員會頒布的《產業結構調整指導目錄（2011）》正式實施，在指導目錄鼓勵新增的新能源門類中，太陽能光熱發電被放在突出位置，成為新能源產業建設的重中之重.

太陽能光熱發電也正在成為我國能源巨頭新的角逐焦點.2011年4月，內蒙古50 MW槽式太陽能光熱發電項目中標結果揭曉，大唐新能源股份有限公司以0.939 9元·（kW·h）-1的最低價中標.有關資料顯示，內蒙古光熱發電項目總投資約為16億元，每年可發電1.2億kW·h以上[8].

3河北省發展光熱發電的對策和建議

近年來，河北省可再生能源產業迅猛發展，風電產業到2010年底累計裝機總量已達到4 922 MW，在全國位居第三位；太陽能光伏行業僅次于江蘇位列全國第二位，但主要集中在光伏電池及組件生產，光伏發電裝機容量很小.由于風電和光伏發電輸入功率的波動性、間歇性及不可準確預測性造成電力系統調度運行困難，安全并網和輸送問題日益突出.而太陽能光熱發電以其與現有電網匹配性好、光電轉化率高、連續穩定發電和調峰發電的能力較強、發電設備生產過程綠色、環保，不產生任何有毒物質等特點受到人們的關注.

河北省太陽能資源豐富，具有較大的可開發利用價值.河北省地處東經 113°27′～119°50′、北緯36°03′～42°40′之間.河北省西北部的張家口、承德的大部分地區年平均日照時數為3 000～3 200 h，輻射總量為5 852～6 680 MJ·m-2 ·a-1，相當于200～225 kg標準煤釋放的熱量，為全國太陽能資源二類地區.河北省中部和東南部各市年平均日照時數為2 200～3 000 h，輻射總量為5 016～5 852 MJ·m-2 ·a-1，相當于170～200 kg標準煤釋放的熱量，為全國太陽能資源三類地區.

目前，太陽能光熱發電的技術難題雖然已經基本解決，但還面臨投資和電價太高、技術成熟度差、政策支持體系不完善等許多問題.隨著光熱發電技術的不斷發展，光熱發電站的規模化、設備國產化以及扶持政策的實施等將逐步降低光熱發電的投資成本和運行成本，光熱發電的比較優勢會逐步凸顯.為此，對河北省發展光熱發電的建議如下：

（1） 提升光熱發電在清潔能源體系中的戰略地位

河北省對光熱發電的潛力和技術經濟優勢認識還不充分，對光熱發電的認知度還比較低，需加強宣傳，讓全社會認識到太陽能光熱發電的優越性和重要性.政府部門應在對太陽能光熱發電的發展作出充分調研、論證的基礎上，逐步確立光熱發電在太陽能開發利用乃至清潔能源發展中的戰略定位，加快促進太陽能光熱發電技術的發展，使光熱發電逐步成為河北省重要的戰略性新興產業.

（2） 科學制定光熱發電產業技術發展規劃，促進河北省光熱發電產業健康有序發展

結合國際趨勢和國內條件，制定積極、務實的發展路線圖，盡快研究并提出河北省光熱發電產業技術發展規劃，明確各階段的發展目標、重點任務.同時，研究提出促進光熱產業技術發展的政策保障措施，充分發揮市場機制的作用，有序引導企業積極投資河北省光熱發電產業.

（3） 加大財政扶持力度，構建技術支撐，促進河北省光熱發電裝備制造業發展

圍繞太陽能光熱發電的核心技術開展技術攻關，加大科技和研發投入，構建促進產業發展的技術支撐.積極扶持、培育具有自主創新能力和核心競爭力的骨干企業，鼓勵建立以企業為主體、高等院校與科研院所為支撐的技術聯盟，通過與國家科研院所、大專院校開展多種形式合作，加強企業科技人才體系建設，為河北省光熱發電產業提供強有力的人才和技術支撐.逐步在河北省形成比較完整的從基本材料、主機設備和系統設計集成的太陽能光熱發電產業鏈.

（4） 啟動光熱發電與火力發電互補試點示范工作

光熱發電與火力發電的原理相同，兩者很容易結合起來.將光熱發電與火力發電互補，在技術上實現的難度較小，具有十分廣闊的市場前景.一方面可以提高小型火力發電廠的裝機容量，促進其節能減排工作取得成效；另一方面，光熱發電系統還可以節省儲能系統和發電系統的投資成本.

根據《河北省電力“十二五”發展規劃》，到2010年底，河北省火電比重偏大，裝機容量占88.4%，發電量占全省發電量的97%.在今后很長一段時間，火力發電仍是河北省的主力電源.河北省可優先啟動光熱發電與小火電互補示范工作，積極開展研究，將太陽能光熱技術與燃煤電廠進行嫁接改造，從而達到節省燃煤量和減少碳排放的目的.并通過建設示范工程，爭取國家相關資金和省產業專項資金支持，推進光熱發電產業的發展.

河北省太陽能資源豐富，具有較大的可開發利用價值.河北省地處東經 113°27′～119°50′、北緯36°03′～42°40′之間.河北省西北部的張家口、承德的大部分地區年平均日照時數為3 000～3 200 h，輻射總量為5 852～6 680 MJ·m-2 ·a-1，相當于200～225 kg標準煤釋放的熱量，為全國太陽能資源二類地區.河北省中部和東南部各市年平均日照時數為2 200～3 000 h，輻射總量為5 016～5 852 MJ·m-2 ·a-1，相當于170～200 kg標準煤釋放的熱量，為全國太陽能資源三類地區.

目前，太陽能光熱發電的技術難題雖然已經基本解決，但還面臨投資和電價太高、技術成熟度差、政策支持體系不完善等許多問題.隨著光熱發電技術的不斷發展，光熱發電站的規模化、設備國產化以及扶持政策的實施等將逐步降低光熱發電的投資成本和運行成本，光熱發電的比較優勢會逐步凸顯.為此，對河北省發展光熱發電的建議如下：

（1） 提升光熱發電在清潔能源體系中的戰略地位

河北省對光熱發電的潛力和技術經濟優勢認識還不充分，對光熱發電的認知度還比較低，需加強宣傳，讓全社會認識到太陽能光熱發電的優越性和重要性.政府部門應在對太陽能光熱發電的發展作出充分調研、論證的基礎上，逐步確立光熱發電在太陽能開發利用乃至清潔能源發展中的戰略定位，加快促進太陽能光熱發電技術的發展，使光熱發電逐步成為河北省重要的戰略性新興產業.

（2） 科學制定光熱發電產業技術發展規劃，促進河北省光熱發電產業健康有序發展

結合國際趨勢和國內條件，制定積極、務實的發展路線圖，盡快研究并提出河北省光熱發電產業技術發展規劃，明確各階段的發展目標、重點任務.同時，研究提出促進光熱產業技術發展的政策保障措施，充分發揮市場機制的作用，有序引導企業積極投資河北省光熱發電產業.

（3） 加大財政扶持力度，構建技術支撐，促進河北省光熱發電裝備制造業發展

圍繞太陽能光熱發電的核心技術開展技術攻關，加大科技和研發投入，構建促進產業發展的技術支撐.積極扶持、培育具有自主創新能力和核心競爭力的骨干企業，鼓勵建立以企業為主體、高等院校與科研院所為支撐的技術聯盟，通過與國家科研院所、大專院校開展多種形式合作，加強企業科技人才體系建設，為河北省光熱發電產業提供強有力的人才和技術支撐.逐步在河北省形成比較完整的從基本材料、主機設備和系統設計集成的太陽能光熱發電產業鏈.

（4） 啟動光熱發電與火力發電互補試點示范工作

光熱發電與火力發電的原理相同，兩者很容易結合起來.將光熱發電與火力發電互補，在技術上實現的難度較小，具有十分廣闊的市場前景.一方面可以提高小型火力發電廠的裝機容量，促進其節能減排工作取得成效；另一方面，光熱發電系統還可以節省儲能系統和發電系統的投資成本.

根據《河北省電力“十二五”發展規劃》，到2010年底，河北省火電比重偏大，裝機容量占88.4%，發電量占全省發電量的97%.在今后很長一段時間，火力發電仍是河北省的主力電源.河北省可優先啟動光熱發電與小火電互補示范工作，積極開展研究，將太陽能光熱技術與燃煤電廠進行嫁接改造，從而達到節省燃煤量和減少碳排放的目的.并通過建設示范工程，爭取國家相關資金和省產業專項資金支持，推進光熱發電產業的發展.

河北省太陽能資源豐富，具有較大的可開發利用價值.河北省地處東經 113°27′～119°50′、北緯36°03′～42°40′之間.河北省西北部的張家口、承德的大部分地區年平均日照時數為3 000～3 200 h，輻射總量為5 852～6 680 MJ·m-2 ·a-1，相當于200～225 kg標準煤釋放的熱量，為全國太陽能資源二類地區.河北省中部和東南部各市年平均日照時數為2 200～3 000 h，輻射總量為5 016～5 852 MJ·m-2 ·a-1，相當于170～200 kg標準煤釋放的熱量，為全國太陽能資源三類地區.

目前，太陽能光熱發電的技術難題雖然已經基本解決，但還面臨投資和電價太高、技術成熟度差、政策支持體系不完善等許多問題.隨著光熱發電技術的不斷發展，光熱發電站的規模化、設備國產化以及扶持政策的實施等將逐步降低光熱發電的投資成本和運行成本，光熱發電的比較優勢會逐步凸顯.為此，對河北省發展光熱發電的建議如下：

（1） 提升光熱發電在清潔能源體系中的戰略地位

河北省對光熱發電的潛力和技術經濟優勢認識還不充分，對光熱發電的認知度還比較低，需加強宣傳，讓全社會認識到太陽能光熱發電的優越性和重要性.政府部門應在對太陽能光熱發電的發展作出充分調研、論證的基礎上，逐步確立光熱發電在太陽能開發利用乃至清潔能源發展中的戰略定位，加快促進太陽能光熱發電技術的發展，使光熱發電逐步成為河北省重要的戰略性新興產業.

（2） 科學制定光熱發電產業技術發展規劃，促進河北省光熱發電產業健康有序發展

結合國際趨勢和國內條件，制定積極、務實的發展路線圖，盡快研究并提出河北省光熱發電產業技術發展規劃，明確各階段的發展目標、重點任務.同時，研究提出促進光熱產業技術發展的政策保障措施，充分發揮市場機制的作用，有序引導企業積極投資河北省光熱發電產業.

（3） 加大財政扶持力度，構建技術支撐，促進河北省光熱發電裝備制造業發展

圍繞太陽能光熱發電的核心技術開展技術攻關，加大科技和研發投入，構建促進產業發展的技術支撐.積極扶持、培育具有自主創新能力和核心競爭力的骨干企業，鼓勵建立以企業為主體、高等院校與科研院所為支撐的技術聯盟，通過與國家科研院所、大專院校開展多種形式合作，加強企業科技人才體系建設，為河北省光熱發電產業提供強有力的人才和技術支撐.逐步在河北省形成比較完整的從基本材料、主機設備和系統設計集成的太陽能光熱發電產業鏈.

（4） 啟動光熱發電與火力發電互補試點示范工作

光熱發電與火力發電的原理相同，兩者很容易結合起來.將光熱發電與火力發電互補，在技術上實現的難度較小，具有十分廣闊的市場前景.一方面可以提高小型火力發電廠的裝機容量，促進其節能減排工作取得成效；另一方面，光熱發電系統還可以節省儲能系統和發電系統的投資成本.

根據《河北省電力“十二五”發展規劃》，到2010年底，河北省火電比重偏大，裝機容量占88.4%，發電量占全省發電量的97%.在今后很長一段時間，火力發電仍是河北省的主力電源.河北省可優先啟動光熱發電與小火電互補示范工作，積極開展研究，將太陽能光熱技術與燃煤電廠進行嫁接改造，從而達到節省燃煤量和減少碳排放的目的.并通過建設示范工程，爭取國家相關資金和省產業專項資金支持，推進光熱發電產業的發展.