太阳能热发电(以下简称光热)以其与电网匹配性好、光电转化率高、连续稳定发电和调峰发电的能力较强、发电设备生产过程绿色、环保,不产生有毒物质等特点受到人们的高度关注。根据专业机构的测试,在整个生命周期中,光热发电每千瓦时二氧化碳排放量的中位数仅有18克,远低于光伏的110克,是真正的清洁能源。光热具备较为经济的可储热性和可补燃性,兼具光伏(清洁能源)和火电(电网亲和性)的优势,是我国新能源战略的必然选择。
一、国际太阳能热发电产业发展现状与特点
(一)全球投运光热电站装机近5GW,西班牙、美国领跑
从上世纪50年代光热发电技术诞生至今,全球太阳能热发电产业经历了多个发展阶段。当前全球太阳能热发电市场呈现出西班牙、美国装机总量领跑,新兴市场装机开始释放,整个产业全球范围蓬勃发展的局面。尽管不同来源数据略有出入,但粗略算来,截至2015年12月底,全球已建成投运的光热电站已接近5GW。
全球太阳能热发电累计装机容量(2006~2015年),数据来源:IRENA
国际可再生能源署(IRENA)统计数据显示,截至2015年12月底,西班牙在运光热电站总装机容量为2300MW,占全球总装机容量近一半,位居世界第一;美国总装机量为1777MW,位列世界第二;两者合计光热装机超过4GW,约占全球光热装机的88%。其后是印度、南非、阿联酋、阿尔及利亚、摩洛哥等国。
各国在运太阳能光热发电站装机容量(截至2015年12月),数据来源:IRENA
(二)新兴市场国家光热发展迅速,装机增长超过西、美
2015年,全球太阳能热发电新增装机容量主要来自于摩洛哥、南非和美国,来自新兴市场的装机增长首次超过西班牙和美国两大传统市场。
根据国际能源署太阳能热发电和热化学组织(SolarPACES)统计,截至2016年2月底,全球在建太阳能光热发电站装机容量约1.4GW。其中摩洛哥在建装机容量最高,达350MW,包括装机200MW的NOORII槽式光热电站和装机150MW的NOORIII塔式光热电站。中国近几年也开始发展光热发电产业,在建装机容量位居第二位,为300MW(与国内统计数据略有出入)。印度在建项目的装机容量达278MW,位居第三位,其后是南非、以色列、智利等国。
各国在建太阳能光热发电站装机容量(截至2016年2月),数据来源:Solar PACES
(三)槽式发电占比最多,塔式发电前景看好
当前太阳能热发电按照太阳能采集方式主要可划分为槽式发电、塔式发电、菲涅尔式发电和蝶式发电。
据不完全统计,截至2016年2月,在全球建成和在建的太阳能光热发电站中,槽式电站数量最多,约占建成和在建光热电站总数的80%,塔式电站占比超过11%,菲涅尔式电站占比不足9%。
各种太阳能热发电技术装机容量和发电量统计(粗略统计,截至2016年2月)
由于塔式光热发电系统综合效率高,更适合于大规模、大容量商业化应用,在规划建设的光热电站项目中,塔式所占的比例已经超出了槽式技术。综合判断,未来塔式光热发电技术可能是光热发电的主要技术流派。