2021中国太阳能热发电行业蓝皮书.pdf

Blue Book of Concentrating Solar Power Industry国 家 太 阳 能 光 热 产 业 技 术 创 新 战 略 联 盟中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会中 关 村 新 源 太 阳 能 热 利 用 技 术 服 务 中 心中国太阳能热发电行业2021国 家 太 阳 能 光 热 产 业 技 术 创 新 战 略 联 盟中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会中 关 村 新 源 太 阳 能 热 利 用 技 术 服 务 中 心Blue Book of Concentrating Solar Power Industry中国太阳能热发电行业2021 中国太阳能热发电行业蓝皮书中国太阳能热发电行业蓝皮书Blue Book of Concentrating Solar Power Industry20212022 年 1 月2021 中国太阳能热发电行业蓝皮书2021 中国太阳能热发电行业蓝皮书Blue Book of Concentrating Solar Power Industry 2021编写组批 准：何雅玲 中国科学院院士、太阳能光热联盟专家委员会主任委员统 筹：王志峰 中国科学院电工研究所研究员、太阳能光热联盟理事长主 编：杜凤丽 太阳能光热联盟常务副理事长兼秘书长 中国可再生能源学会太阳能热发电专委会秘书长 王志峰校 核：杜凤丽 洪 松 董清风排 版：焦 芳审 核：太阳能光热联盟专家委员会2021 中国太阳能热发电行业蓝皮书正文目录一、太阳能热发电的发展机遇和定位1 1.1 新型电力系统的需求和挑战 1 1.2 太阳能热发电发展的新机遇 1 1.3 太阳能热发电的定位和作用 2 1.3.1太阳能热发电储热连续发电调节能力强2 1.3.2 安全性高，适合大容量储能使用 3 1.3.3 太阳能热发电储热系统可双向连接电网 3二、太阳能热发电市场发展3 2.1 我国兆瓦级太阳能热发电系统的技术起步 3 2.2 我国太阳能热发电装机容量 4 2.3 全球太阳能热发电装机容量 6 2.3.1 美国230MW槽式电站退役 6 2.3.2 全球太阳能热发电装机容量 7 2.4 2021年我国新增太阳能热发电项目9三、我国太阳能热发电示范项目运行情况 12 3.1 中广核德令哈50MW槽式太阳能光热电站 12 3.2 首航高科敦煌100MW塔式太阳能光热电站 13 3.3 青海中控德令哈50MW塔式太阳能光热电站 13 3.4 中电建共和50MW塔式太阳能光热电站 13 3.5 中电哈密50MW塔式太阳能光热电站 14 3.6 兰州大成敦煌50MW线菲太阳能光热电站 14 3.7 内蒙古乌拉特100MW槽式太阳能光热电站 14 3.8 青海格尔木鲁能多能互补光热电站 17四、我国太阳能热发电产业链情况 18 4.1 太阳能热发电产业链体系和特点 18 4.2 我国太阳能热发电产业链主要代表性企事业单位 18 4.3 我国太阳能热发电关键部件装备/材料制造产能 19 4.4 我国太阳能热发电关键部件销售应用情况 20五、我国太阳能热发电技术研发项目情况 23 5.1“宽波段平面超表面太阳能聚光器及其集热系统”项目 23 5.2“太阳能光热发电及热利用关键技术标准研究”项目 23 5.3“第四代光热发电高温固体颗粒吸热器研究”项目 232021 中国太阳能热发电行业蓝皮书 5.4 “第四代光热发电超临界二氧化碳换热器研究”项目 24 5.5 “光热发电用耐高温熔盐特种合金研制与应用”项目 24六、太阳能光热电站投资成本 25 6.1 塔式光热电站建造成本及构成 25 6.1.1 7小时储热50MW塔式光热电站投资组成 25 6.1.2 12小时储热100MW塔式光热电站投资组成 26 6.2 槽式太阳能光热电站建设成本及构成 27 6.2.2 我国4小时储热50MW槽式电站投资构成 29 6.2.3 我国10小时储热100MW槽式电站投资构成 29 6.3 储能时长和度电成本 30七、太阳能热发电站全生命周期碳排放 31八、太阳能热发电发展面临的挑战及对策 35 8.1 降低总投资和运维成本 35 8.2 提高效率 37 8.3 太阳能热发电技术和产业发展建议 39九、附录 40 9.1 我国2021年发布的太阳能热发电相关政策 40 9.2 美国能源部2021年度支持的太阳能热发电项目清单 42 9.3 2021年发布的太阳能热发电相关国家标准 49 9.4 我国太阳能热发电行业发展主要历程 52 9.5 太阳能光热联盟20202021年度理事成员单位及业务范围名录 54参考文献 642021 中国太阳能热发电行业蓝皮书图 表 目 录图：熔盐储能塔式太阳能热发电系统示意图4图：我国太阳能热发电累计装机容量5图：我国已建成太阳能热发电项目中的装机技术类型5图：建于上个世纪80年代的SEGS槽式电站实景图 6图：美国公共事业规模太阳能热发电站装机容量7图：2021年全球太阳能热发电累计装机容量8图：全球太阳能热发电装机容量发展情况8图：全球主要国家和地区光热发电装机技术占比概况9图：中广核德令哈光热电站汽轮机转速与负荷曲线图 12图：兰州大成敦煌50MW太阳能光热电站集热场 14图：乌拉特中旗100MW/1000MWh槽式光热储能电站2021年410月份发电量 15图：在上午多云情况下，2021年9月10日电站最高发电量达212.8万kWh 15图：2021年7月1721日，电站实现利用储热系统24小时连续五天高负荷发电 16图：机组最低负荷可达5 MW（常规火电机组20%40%），低负荷稳定运行参与调峰 16图：机组升降负荷速率最高可达10 MW/min（常规调峰电站爬坡速率2%/min5%/min）16图：鲁能格尔木多能互补光热电站发电量情况 17图：我国太阳能热发电产业链的主要环节及代表性企事业单位 19图：艾杰旭特种玻璃（大连）近几年太阳能超白玻璃原片销售情况 20图：太阳能热发电示范项目关键部件材料国内外供货比例情况 21图：北京天瑞星公司近三年槽式吸热管销售情况 22图：7小时储热50MW塔式太阳光热电站投资组成 25图：聚光吸热储热子系统中原材料的成本构成比例 26图：12小时储热100MW塔式太阳能光热电站投资组成 26图：Andasol 1号槽式太阳能热发电站系统流程图 27图：全球首座7.5小时储热50MW槽式电站投资成本构成 28图：我国内蒙古4小时储热50MW导热油槽式电站投资组成 29图：我国10小时储热100MW导热油槽式电站投资组成 30图：太阳能热发电储能时长与电力成本的关系 30图：带（左）和不带（右）储能系统的塔式光热电站设备配置 32图：IPCC 方法：每千瓦时净发电量 GW20a 指标 34图：熔融盐传热介质太阳能热发电站系统示意图 37图：典型太阳能热发电系统各环节效率及能量损失情况 382021 中国太阳能热发电行业蓝皮书表：SGES 8号和9号槽式电站近5年发电量情况 6表：SGES 19号槽式电站20032015年发电量情况 7表：青海省太阳能光热+一体化项目（容量：万千瓦）10表：甘肃省“光热+储能”项目（容量：万千瓦）10表：吉西基地鲁固直流白城140万千瓦外送项目（容量：万千瓦）11表：我国太阳能热发电示范项目简况 12表：青海中控德令哈50MW光热电站2021年912月发电量数据 13表：我国太阳能热发电关键部件/材料生产线情况 19表：我国已并网发电的8座商业化太阳能光热电站关键设备使用情况 21表：定日镜成本构成 27表：Andasol 1 号50MW 槽式光热电站主要参数 28表：全生命周期评估的塔式太阳能热发电站特征 31表：110MW塔式电站制造清单中使用的材料和重量 32表：两座被分析塔式电站运行中的水电消费量 34表：太阳能热发电设备购置部分成本下降途径 36表：工程角度建议的熔盐塔式技术优化项 38表：我国2021年发布的太阳能热发电相关政策清单 40表：美国能源部2021财年支持的太阳能研究项目概览 42表：美国能源部2021财年资助的太阳能热发电相关项目清单 43表：2021年发布的太阳能热发电相关国家标准 49表：太阳能光热联盟20202021年度理事成员单位及业务范围名录 5412021 中国太阳能热发电行业蓝皮书一、太阳能热发电的发展机遇和定位1.1 新型电力系统的需求和挑战2021 年 3 月 15 日召开的中央财经委员会第九次会议提出，要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。这是中央层面首次明确了新能源在未来电力系统中的地位。构建以新能源为主体的新型电力系统，意味着随机波动性强的风电和光伏将成为未来电力系统的主体，目前占主导地位的煤电将成为辅助性能源1。据预测，在“双碳”目标下，2060 年我国一次能源消费总量将达到 46 亿吨标煤，其中非化石能源占比将达到 80%以上，风、光成为主要能源，且主要转换成电能进行利用；2060年电力占终端能源消费比例将达到 79%92%2。中国工程院郭剑波院士表示：新型电力系统仍主要以交流同步机制运行，面临充裕性、安全性、经济性、市场机制等方面的挑战。其中，新能源资源特性对电力系统带来充裕性挑战：功率波动大、预测难，对系统调节能力提出更高要求；长时间高出力，给系统安全和储能技术带来挑战；长时间低出力，给供电保障带来挑战；电力电量不确定性大，增加系统规划难度；尖峰出力功率大、电量小，全额消纳代价大。新能源设备特性带来安全性挑战：系统惯量降低、电源支撑能力弱，系统稳定问题突出；稳定特性复杂、不确定性增加，安控策略配置困难、失配风险增大；宽频振荡现象相继出现，危害设备安全和电网运行安全；单体容量小、数量多，调控运行复杂2。中国工程院刘吉臻院士指出：构建新型电力系统需要关键技术的支撑，需要从电源侧、电网侧和负荷侧三个方面发力突破。其中，电源侧大力发展电网友好型先进发电技术、多元互补与灵活发电技术3。在 2021 年 8 月 10 日国家发改委、国家能源局印发的关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知中明确提出：随着我国可再生能源的迅猛发展，电力系统灵活性不足、调节能力不够等短板和问题突出，制约更高比例和更大规模可再生能源发展。未来我国实现 2030 年前碳达峰和努力争取 2060 年前碳中和的目标任务艰巨，需要付出艰苦卓绝的努力。实现碳达峰关键在促进可再生能源发展，促进可再生能源发展关键在于消纳，保障可再生能源消纳关键在于电网接入、调峰和储能。同时，该文件鼓励多渠道增加调峰资源。承担可再生能源消纳对应的调峰资源，包括抽水蓄能电站、化学储能等新型储能、气电、光热电站、灵活性制造改造的煤电。1.2 太阳能热发电发展的新机遇国家能源局新能源和可再生能源司新能源处副处长孔涛出席“2021 中国太阳能热发电大会”时表示，随着碳达峰、碳中和以及构建以新能源为主体的新型电力系统目标的提出，在今后较长一段时期内，我国风电、光伏都将以更快速度发展，这也为光热行业的发展带来了新的机遇4。一是我国部分地区将光热发电作为调峰电源有需求。一些大规模开发利用新能源的地区不具备抽水蓄能、气电等灵活电源的建设条件，同时由于生态保护等原因难以新增煤电装机，缺少为新能源提供调峰能力的解决方案。因此，这些地区将光热电站作为调峰电源建设，有利于改善新能源快速发展中出现的消纳问题。22021 中国太阳能热发电行业蓝皮书二是参与电力市场有利于在国家补贴退出后保证光热产业可持续发展。目前光热电站建设成本较高，作为普通电源建设经济性不足。当前一些地方的电力现货市场、辅助服务市场等建设工作正在有序推进，将光热发电作为调峰电源，其出力灵活可调、可长时储能的优势将能够通过市场化的方式为项目赢得更多收益，从而有效支持国内光热产业可持续发展。三是通过积累项目建设运行经验有利于参与国际市场竞争。近年来中东、北非等太阳能资源丰富的地区开始将光热发电作为持续利用可再生能源发电的解决方案，利用光热在夜间发电并在白天为光伏调峰，光热发电在这些地区有很好的市场前景。通过国内的光热项目不断积累调峰方面的建设运行经验，将使我国光热产业在国际市场更具竞争优势。国家能源局一直积极支持光热发电行业发展。“十四五”期间也将继续支持在资源优质区域，通过与风电、光伏发电基地一体化建设等方式，建设一定规模的光热发电项目，充分发挥光热发电的调节作用和系统支撑能力，保障光热发电产业能够接续发展。国家发展改革委2021年6月7日发布的 关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知 中提出：鼓励各地出台针对性扶持政策，支持光伏发电、陆上风电、海上风电、光热发电等新能源产业持续健康发展。国务院2030 年前碳达峰行动方案明确：积极发展太阳能光热发电，推动建立光热发电与光伏发电、风电互补调节的风光热综合可再生能源发电基地。加快建设新型电力系统。构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统，推动清洁电力资源大范围优化配置。大力提升电力系统综合调节能力，加快灵活调节电源建设；加快新型储能示范推广应用。1.3 太阳能热发电的定位和作用5风力发电和光伏发电具有“极热无风”、“晚峰无光”等特点和“大装机、小电量”特征，随着“双碳”目标的推进，高比例、间歇性和波动性的风电与光伏在电力系统中的比重不断增加，在满足电力系统电量需求的同时，也带来较大的调峰压力。2020 年，时任国家电网总工程师的陈国平在电力系统发展方向暨学术方向研讨会的主旨报告现代电力系统中问题，挑战与重构中指出，电力系统发展需要重构；大力发展具有传统同步电源特性的光热电源。2019 年，清华大学能源互联网研究院在高比例可再生能源电力系统中光热发电的价值发现一文指出：灵活可控的特点使得光热发电并网既具有可再生能源效益又具有灵活性效益。发挥运行灵活性特性，可以实现光热与风电光伏及其他能源打捆的平滑效益，提升区内消纳和打捆外送中的可再生能源消纳水平。高比例可再生能源并网下，太阳能热发电的电力支撑效益显著，有望成为部分地区主要的调节电源重要选项之一；可以起到利用可再生能源消纳可再生能源作用。1.3.1 太阳能热发电储热连续发电调节能力强根据我国 2018 年并网的 3 座商业化太阳能热发电示范项目的运行结果，太阳能热发电机组调峰深度最大可达 80%；爬坡速度快，升降负荷速率可达每分钟 3%6%额定功率，冷态启动时间 1 小时左右、热态启动时间约 25 分钟，可 100%参与电力平衡，可部分替代化石类常规发电机组，对保障高比例可再生能源电网的安全稳定运行具有重要价值。电力规划设计总院以目前新疆电网为例进行过模拟计算，假定建设 100 万千瓦 500 万千瓦不同规模的太阳能热发电机组，可减少弃风弃光电量 10.2%37.6%。32021 中国太阳能热发电行业蓝皮书太阳能热发电也具有承担基础负荷的能力，且已被验证。西班牙有 18 个太阳能热发电站不间断运行达 3 周，其中带 15 小时储能、装机容量 2 万千瓦的 Gemasolar 电站实现连续 36 天全天候运行。在我国，装机容量 5 万千瓦的中广核德令哈太阳能热发电站连续运行 32 天（2021 年最新数据为 107 天），青海中控德令哈光热电站连续运行 12 天（292.7 小时），首航高科敦煌 10 万千瓦光热电站连续运行 9 天（216小时）。清华大学能源互联网研究院研究结果显示，如果安装 22GW 光伏和 7GW 风电，青海电网在丰水期可连续 3 日全清洁能源供电（包括省内负荷以及特高压外送河南）；如在此基础上配置 4GW 太阳能热发电，青海省在丰水期可高达创世界纪录的连续 30 日全清洁能源供电。1.3.2 安全性高，适合大容量储能使用储能安全性是大容量储能的一个重要方面，带有二元硝酸盐的储热是一种安全性较高的储热方式。目前，国内单机容量最大的首航高科塔式光热电站储电已达 1.7GWh；全球达到了 1000GWh。自 1982年 4 月美国 SOLAR ONE 以来，全球 669 万千瓦的太阳能热发电装机还未发生过类似锂电爆炸等安全性事故，是一种高安全性的储能方式。1.3.3 太阳能热发电储热系统可双向连接电网太阳能热发电的熔融盐储能系统，既可通过太阳能集热系统给其充热、储热，也可通过电加热系统将网上的峰值电力转化为热能存储发电。这样的使用方式非常有利于电力系统的电力平衡，也能很好地参与电力市场交易。2021 年 9 月 23 日，吉林省白城市人民政府发布“吉西基地鲁固直流白城 140 万千瓦外送项目入选推荐企业评优结果公示”，风电 800MW、光伏 400MW、光热 200MW。其中太阳能热发电系统熔融盐储罐中带有可接纳可再生能源电力的电加热系统，太阳能热发电系统对电网形成双向连接，达到灵活调节可再生能源电力的目的。2021年9月28日，海南基地青豫直流二期340万千瓦外送项目、海西基地青豫直流二期 190 万千瓦外送项目也进行了中标候选人公示。其中，光伏项目规模 3.5GW，风电项目规模 1.5GW，光热发电项目规模 300MW。太阳能热发电加可再生能源电力项目正在起步。二、太阳能热发电市场发展2.1 我国兆瓦级太阳能热发电系统的技术起步为推动我国太阳能热发电技术进步及产业发展，2006年，科技部国家高技术研究发展计划（863计划）先进能源技术领域启动了“太阳能热发电技术及系统示范”重点项目。通过中国科学院电工研究所牵头的 11 家单位协同攻关，历时 6 年的不懈努力，2012 年 8 月 9 日，我国自行设计、研发并建成的亚洲首座兆瓦级塔式太阳能热发电实验电站成功发电。项目实现了核心装备、协调控制、系统集成等多项技术突破，全面掌握了高精度聚光器、聚光场、直接过热型吸热器、储热和发电单元及系统设计技术，以及总体、光场、机务、仪控和电气设计技术，取得了以光热场耦合直接产生过热蒸汽工艺为代表的一批自主创新成果，建立起太阳能热发电技术的研发体系和标准规范体系，编制了太阳能热发电首部国家标准，并实现了 100%的设备国产化率，为我国太阳能热发电技术的发展奠定了坚实的基础。6-742021 中国太阳能热发电行业蓝皮书2013 年 7 月，国家高技术研究发展计划支持的青海中控德令哈塔式太阳能热发电站一期 10MW 项目（东西两塔各 5MW）示范工程并入青海电网发电。项目研制了单台反射面积为 2 平方米的智能定日镜，开发了定日镜高精度智能跟踪技术和大规模镜场控制系统；实现了规模化定日镜集群的整体聚光和集热；研究了不同地理、气候环境下，塔式太阳能热发电能量动态建模和优化设计；设计了基于水工质的高能流密度的吸热器、蒸汽缓冲、发电的能量回路和装备，实现了规模化光热技术路线的光电能量转换技术8。2014 年 9 月初，国家发改委核定其上网电价（含税）为每千瓦时 1.2 元，这也是太阳能热发电项目首次获得国家批复的上网电价，标志着中国自主研发的太阳能光热发电技术向商业化运行迈出了坚实步伐9。在国家 863 计划“基于小面积定日镜的 10MW 塔式太阳能热发电技术研究及示范”主题项目支持下，2016 年 8 月 20 日，中控太阳能德令哈 10MW 光热电站将水/蒸汽传热介质改为熔盐后成功并网发电，8 月 21 日实现满负荷发电，充分展示了我国具有自主知识产权的塔式光热系统集成技术水平，以及适应高寒高海拔环境的核心装备研制能力10。项目培育了包括可胜技术、杭锅，杭汽等在内的又一批骨干企业，为我国建设并发展大规模应用的商业化太阳能热发电站提供了技术支撑与示范引领。图：熔盐储能塔式太阳能热发电系统示意图2.2 我国太阳能热发电装机容量我国首座 MW 级太阳能热发电站完成试验发电后的第 3 年，国家能源局启动了太阳能热发电示范项目建设申报工作。2016 年国家发改委和国家能源局分别发布了太阳能热发电标杆上网电价政策（每千瓦时 1.15 元）及第一批太阳能热发电示范项目名单。根据太阳能光热产业技术创新战略联盟统计，截至2021 年底，我国太阳能热发电累计装机容量 538MW（含 MW 级以上规模的发电系统）。52021 中国太阳能热发电行业蓝皮书图：我国太阳能热发电累计装机容量在我国已建成的太阳能热发电系统中，塔式技术路线占比约 60%，槽式约 28%，线性菲涅耳技术（以下简称线菲）约占 12%。图：我国已建成太阳能热发电项目中的装机技术类型制图:太阳能光热产业技术创新战略联盟 CSTA制图:太阳能光热产业技术创新战略联盟 CSTA62021 中国太阳能热发电行业蓝皮书图：建于上个世纪 80 年代的 SEGS 槽式电站实景图表：SGES 8 号和 9 号槽式电站近 5 年发电量情况2.3 全球太阳能热发电装机容量2.3.1 美国 230MW 槽式电站退役2021 年 9 月 20 日，美国能源信息管理局（EIA）官网发布消息表示，2021 年 7 月 9 月，于 1986年 1989 年期间投运的 SEGS 3 8 号槽式电站退役，总净容量 230MW。SEGS 太阳能光热电站是世界上运行时间最长的太阳能热发电系统，包括 9 座不同容量的槽式电站，总净容量 354MW。分别建于 1984年和 1985 年的 SEGS 1 号和 2 号槽式电站于 2015 年退役，运行寿命超过 30 年。目前还有一座 1990 年投运的 SEGS 9 号（净容量 80MW，总容量 88MW）槽式电站仍在运行11。SEGS 槽式电站往年发电量情况如下表所示12。72021 中国太阳能热发电行业蓝皮书表：SGES 19 号槽式电站 20032015 年发电量情况截至 2021 年 6 月，美国共有约 52600MW 的公用事业规模太阳能发电装机；其中约 3.3%来自太阳能热发电，装机容量情况如下图所示11。据太阳能光热产业技术创新战略联盟统计，美国太阳能热发电累计装机容量中，槽式技术路线占比 66.7%，塔式技术占比 33.3%。图：美国公共事业规模太阳能热发电站装机容量2.3.2 全球太阳能热发电装机容量2021 年，全球新增太阳能热发电装机容量 110MW，为智利太阳能光热光伏混合项目中的太阳能热发电站，装机容量 110MW/储热时长 17.5 小时13。我国 2021 年没有太阳能热发电项目并网。结合太阳能光热联盟以往统计数据，2021 年底全球太阳能热发电累计装机容量约 6800MW（含已退役电站容量）。20142021 年全球太阳能热发电累计装机容量发展情况如下图所示。82021 中国太阳能热发电行业蓝皮书图：2021 年全球太阳能热发电累计装机容量从全球太阳能热发电累计装机容量发展曲线可以看出，2018 年年增长率较高，主要原因是我国在2018 年集中投运了 3 座，总容量 200MW 的太阳能热发电示范项目。图：全球太阳能热发电装机容量发展情况据太阳能光热产业技术创新战略联盟粗略统计，在全球主要国家和地区的太阳能热发电装机中，槽式技术路线占比约 76%，塔式约 20%，线菲约 4%。统计数据覆盖西班牙、美国、中东、北非、南非、以色列、印度、智利、法国以及中国等国家和地区。制图:太阳能光热产业技术创新战略联盟 CSTA制图：太阳能光热产业技术创新战略联盟 CSTA92021 中国太阳能热发电行业蓝皮书图：全球主要国家和地区光热发电装机技术占比概况2.4 2021 年我国新增太阳能热发电项目根据国家能源局 2021 年 5 月发布的关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知，对于保障性并网范围以外仍有意愿并网的项目，可通过自建、合建共享或购买服务等市场化方式落实并网条件后，由电网企业予以并网。并网条件主要包括配套新增的抽水蓄能、储热型光热发电、火电调峰、新型储能、可调节负荷等灵活调节能力。作为落实并网条件的配套选择之一，储热型光热发电与光伏、风电等波动性电源共同互补，不仅能够发挥光热发电的储能和调峰能力，体现光热作为调峰电源支持新能源发展的作用，还能利用近年来风电光伏成本快速下降的成果，充分释放光伏、风电的低成本优势，填补用电高峰期的光伏发电的电力供应缺口，有效提升能源利用效率和经济效益。2021 年 10 月 12 日，习近平主席在生物多样性公约第十五次缔约方大会领导人峰会上发表主旨演讲时表示：中国将持续推进产业结构和能源结构调整，大力发展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目。2021 年 10 月 15 日，青海省和甘肃省分别举行了新能源项目集中开工仪式；10 月 28 日，吉林省举行了“陆上风光三峡”工程全面建设启动仪式。这些项目将在 2023年底前建成并网，其中包含光热发电装机容量共计 101 万千瓦。青海省千万千瓦级大型风电光伏基地包括 8 个就地消纳和 7 个青豫直流二期外送项目，总装机容量达 1090 万千瓦；其中，光伏 800 万千瓦，风电 250 万千瓦，光热 40 万千瓦。制图:太阳能光热产业技术创新战略联盟 CSTA102021 中国太阳能热发电行业蓝皮书项目名称建设情况光伏光热中标人海南、海西基地青豫直流二期 340 万千瓦+190 万千瓦外送项目1 标段（共和塔拉滩）；塔式技术，拟建设采光面积为 80万平米聚光场及 12 小时储热系统；项目总投资预计 188872万元9010国家能源投资集团有限责任公司（牵头）、中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司2 标段（共和塔拉滩、格尔木乌图美仁）9010国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司（牵头）、浙江可胜技术股份有限公司、中海油融风能源有限公司3 标段（共和塔拉滩、格尔木乌图美仁）；塔式技术，项目总投资 461199 万元；光伏项目容配比不超过 1:1.245，直流侧按照 1120.5MWp 进行配置；同时将按照 20%/4h 进行储能配置9010中国三峡新能源（集团）股份有限公司（牵头）、首航高科能源技术股份有限公司三峡能源海西基地格尔木光伏光热项目格尔木10010中国三峡新能源（集团）股份有限公司制表：太阳能光热产业技术创新战略联盟 CSTA甘肃省集中开工新能源装机总规模达 1285 万千瓦；其中，风电项目 265 万千瓦、光伏发电项目 979万千瓦、光热项目 41 万千瓦。表：甘肃省“光热+储能”项目（容量：万千瓦）项目名称建设情况风光光热中标人国家能源集团敦煌“10万千瓦光热+60 万千瓦光伏”项目总占地 21547 亩，总投资 43 亿元。包括 60 万千瓦光伏发电工程、10万千瓦熔盐线菲光热发电工程，配套建设一座 330kV 汇集站，通过 1 回330kV 线路就近接入沙洲 750kV 变电站 330kV 侧。60（光伏）10国家能源集团甘肃电力公司和兰州大成科技股份有限公司表：青海省太阳能光热+一体化项目（容量：万千瓦）112021 中国太阳能热发电行业蓝皮书中核集团玉门“10万千瓦光热+20 万千瓦风电+40 万千瓦光伏”项目规划区面积约 45 平方公里。其中，光热发电与光伏发电场占地 15 平方公里，场址位于玉门市花海光电基地内；风电场占地 30 平方公里，场址位于玉门市红柳泉风光储综合能源示范基地内。20+40（风电+光伏）10中核集团玉门新奥新能源有限公司恒基伟业（三峡集团）瓜州“10 万千瓦光热+20 万 千 瓦 光 伏+40万千瓦风电”项目项目已经开始场地平整、道路建设、通水通电等施工前准备工作。项目运行后年平均发电量为 19.12 亿 kWh，每年可节约标准煤约 64 万吨。20+40（光伏+风电）10中国三峡新能源（集团）股份有限公司汇东新能源公司（华东电力设计院）阿克塞“11 万千瓦光热+64万千瓦光伏发电”项目项目位于甘肃省酒泉市阿克塞哈萨克族自治县四十里戈壁千万千瓦级太阳能热发电基地内，用地面积约 20.6 平方公里，总投资约 50.6 亿元。建成后，可实现年均上网电量 17 亿 kWh。64（光伏）11阿克塞哈萨克族自治县汇东新能源有限责任公司（中电工程华东电力设计院下属全资子公司）制表：太阳能光热产业技术创新战略联盟 CSTA吉林省“陆上风光三峡”工程中的吉西基地鲁固直流白城 140 万千瓦外送项目包含风电 80 万千瓦、光伏 40 万千瓦、光热 20 万千瓦。表：吉西基地鲁固直流白城 140 万千瓦外送项目（容量：万千瓦）项目名称编号风光光热入选企业吉西基地鲁固直流白城 140 万千瓦外送项目（通榆县）1 号 20+1010国家能源投资集团有限责任公司（牵头）、浙江中光新能源科技有限公司2 号20+10中国电力建设集团有限公司吉西基地鲁固直流白城 140 万千瓦外送项目（大安市）3 号20+1010中国广核集团有限公司（牵头）、白城市能源投资开发有限公司4 号20+10中国大唐集团新能源股份有限公司（牵头）、中国能源建设集团投资有限公司制表：太阳能光热产业技术创新战略联盟 CSTA122021 中国太阳能热发电行业蓝皮书项目简称储热时长（小时）初投资（亿元）设计年发电量（亿度）中广核德令哈 50MW 槽式项目9171.975首航高科敦煌 100MW 塔式项目11303.9青海中控德令哈 50MW 塔式项目710.881.46中电建青海共和 50MW 塔式项目612.221.569中能建哈密 50MW 塔式项目1316.41.983兰州大成敦煌 50MW 线菲项目1516.882.14乌拉特中旗 100MW 槽式项目1028.83.92鲁能格尔木多能互补 50MW 塔式项目1219.861.6制表：太阳能光热产业技术创新战略联盟 CSTA三、我国太阳能热发电示范项目运行情况1在国家能源局批复的首批 20 个太阳能热发电示范项目中，截至 2021 年底共有 7 个项目并网发电。按照国家发改委关于 2021 年新能源上网电价政策有关事项的通知文件，这些项目均执行 1.15 元/kWh 的上网电价。另外，国家能源局多能互补示范项目中也有一座太阳能光热电站建成投产，详见下表。通过不断消缺，这些太阳能热发电示范项目的性能和发电量逐步提升。表：我国太阳能热发电示范项目简况3.1 中广核德令哈 50MW 槽式太阳能光热电站中广核德令哈 50MW 槽式电站是我国首个大型商业化光热示范电站。2021 年度上网电量同比 2020年度提升 31.6%。自 2021 年 9 月 19 日至 2022 年 1 月 4 日，机组已经连续运行 107 天，刷新了 2020 年最长连续运行 32.2 天的记录，在国内外处于领先地位。图：中广核德令哈光热电站汽轮机转速与负荷曲线图1 特别感谢毕成业、陈晨、陈登平、范玉磊、金建祥、贾永柱、祁万年、张军、赵雄等对本节内容的贡献。132021 中国太阳能热发电行业蓝皮书3.2 首航高科敦煌 100MW 塔式太阳能光热电站首航高科敦煌 100MW 熔盐塔式光热示范电站 2019 年 6 月实现满负荷运行14。自投运以来，首航高科不断改进系统软硬件方面性能，镜场效率有明显提升，机组整体性能稳步提高。在 2021 年敦煌地区 DNI 较 2020 年同期略低，且多风沙气候（定日镜的清洁度受到严重影响）的情况下，2021 年第三季度（7月 9月期间的92个自然日中，电站所在地天气为晴天少云天气40天，多云天气38天，阴天14天）电站实现总发电量为 7838.3862 万 kWh，在 2020 年同期发电量较 2019 年增长 31.3%的基础上，2021 年同期再度增长 39.7%，实现了发电量的按规划有序增长。项目进入 4 年“学习曲线”（性能提升期）的第三年，电站各项性能指标仍在大幅度提升15。3.3 青海中控德令哈 50MW 塔式太阳能光热电站青海中控德令哈 50MW 太阳能光热电站 2018 年 12 月 30 日并网发电，2019 年 4 月 17 日实现了满负荷运行。后通过不断消缺，逐步解决了冷盐泵震动、电伴热故障率高、吸热屏的堵管、汽轮机组热应力故障而返厂整修等问题。其中，解决冷盐泵震动和吸热屏堵管问题先后历时一年，取得了很好的效果，期间对于发电量影响甚微。而汽轮机及相连管道的热应力问题经过近一年的反复整改，最终取得了较为理想的结果，期间有三个多月时间对发电量产生严重影响。自 2019 年 10 月开始，除了汽轮机发生故障的个别月份外，绝大多数月份电站实际发电量达到或超过设计值。2021 年 9 月份入秋以来至 12 月份，电站一直处于良好的运行状态，4 个月的发电量累计达 6099.12万 kWh，月度发电量情况如下表所示。表：青海中控德令哈 50MW 光热电站 2021 年 912 月发电量数据16月份理论发电量实际发电量太阳法向直射辐射（DNI）（万 kWh）（万 kWh）（kWh/m2）2021 年 9 月1457.431457.08193.772021 年 10 月1337.081367.13169.812021 年 11 月1715.731790.68217.232021 年 12 月1451.511484.23186.133.4 中电建共和 50MW 塔式太阳能光热电站中电建青海共和 50MW 光热发电项目位于青海省海南州共和县生态太阳能发电园区，项目总占地面积 2.12 平方公里，采用 20 平方米的定日镜 30016 面，集热塔高度 193 米，吸热器中心标高 210 米，设计储热时长 6 小时，采用超高压、一次再热、双缸双转速、直接空冷凝汽式汽轮机。中电建共和 50MW 塔式光热电站于 2020 年 11 月 6 日实现满负荷运行，2021 年 4 月通过国家光热发电项目示范性验收。根据共和西北水电光热发电有限公司提供的数据，2021 年 5 月 7 日当天电站总计运行时长 16 小时 43 分钟，日上网电量达到 53.9 万 kWh，创下投运以来最高纪录；吸热器出口熔盐温度最高达到 568（设计值 565）。142021 中国太阳能热发电行业蓝皮书3.5 中电哈密 50MW 塔式太阳能光热电站中电哈密 50MW 塔式电站位于哈密市伊吾县内，总投资 15.8 亿元。聚光场共安装 14500 面定日镜，单台定日镜面积 48.5 平方米，储热时长 13 小时，首次采用双热罐+单冷罐设计方案以及国产首台用于光热发电的超高温、超高压、一次中间再热、双缸、轴向排汽、8 级回热的直接空冷凝汽式汽轮机。项目于 2017 年 10 月 19 日正式开工建设，2019 年 12 月 29 日实现首次并网。2021 年 6 月 18 日凌晨 01 时 26 分并网发电，9 月 6 日实现全容量发电。2021 年 8 月 26 日至 9 月 27 日期间，系统连续运行时间超过 240 小时；9 月 15 日至 19 日，机组实现连续运行 5 天，每天持续不间断运行小时数 4.1624h，平均值达到 8.674h；在设计气象条件下，实现了 5 天内机组在设计出力 90%以上负荷每天连续运行 1h以上，平均 1.3h。3.6 兰州大成敦煌 50MW 线菲太阳能光热电站兰州大成敦煌 50MW 太阳能光热电站是全球首个实现商业化运行的以熔盐为传热和储热介质的线性菲涅耳式光热电站。项目于 2019 年 12 月 31 日实现并网发电。2020 年 6 月初进行热态进盐调试，2020年 6 月 18 日太阳能集热场系统整体并网发电投运17。在 2020 年整个冬季低温环境中，电站保持熔盐集热场的连续发电运行。图：兰州大成敦煌 50MW 太阳能光热电站集热场2021 年 5 月 5 日，在仅投运了 50%集热场的情况下，电站实现满负荷发电，单日发电量达到 51.77万 kWh。自 2021 年 5 月上旬开始，电站发电量连续创新高；5 月整月累计发电量 863.35 万 kWh，当月累计上网电量 855.8 万 kWh。项目单日最高发电量达到 61.04 万 kWh，多个月份发电量超过 800 万kWh。目前电站聚光集热系统已分批全部投运，项目发电量还有较大提升空间。3.7 内蒙古乌拉特 100MW 槽式太阳能光热电站内蒙古乌拉特中旗 100MW 槽