太阳能发电并不只是光伏，还有光热发电。20年前，光热和光伏犹如太阳能的手心手背，都有规模化的产业应用。如今在光伏几乎一统江湖之际，光热发电究竟怎么样了？

 

《全球光伏》了解到，美国最大的太阳能光热电站，也是世界上运营时间最长的太阳能热发电设施，位于加利福尼亚州莫哈韦沙漠的太阳能发电系统 (SEGS) 设施最近退役了其五座太阳能热发电厂（SEGS 3 至 7），并计划在本月退役第六座（SEGS 8）) 并在其初步发电机清单中发布。

 

1. 太阳能光热发电介绍

太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。

 

正如光伏有晶硅、薄膜、聚光等形式一样，光热发电有塔式、盘式、菲涅尔式、槽式四种。

 

塔式电站是历史最悠久的光热发电，早在1950年原苏联就设计了世界上第一座太阳能塔式电站小型试验装置。之后日本建成1MW塔式试验电站（试验完成后停止运行），美国建成10MW1号塔式电站。

 

2013年，中国建成中控德令哈一期10MW太阳能塔式热发电项目，并于2014年开始熔盐系统改造，成为全球第三座投运的具备规模化储能系统的塔式光热电站。

 

目前塔式电站最大的问题就是造价昂贵。

 

盘式电站：又称蝶式光热发电，是由许多镜子组成的抛物面反射镜组成，接收在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到750℃左右，驱动发动机进行发电。

盘式（蝶式）光热电站单个规模较小，通常用于空间太阳能电站。

 

菲涅尔式：采用菲涅尔结构的聚光镜来替代抛面镜，成本相对来说低廉，但效率也相应降低。由于聚光倍数只有数十倍，因此加热的水蒸气质量不高，使整个系统的年发电效率仅能达到10%左右。

 

槽式光热：是最成熟，也是达到商业化发展的技术。将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生过热蒸 汽，驱动汽轮机发电机组发电。

上海气中标迪拜700MW光热发电项目，采用了塔式+槽式+储能。

 

2. 太阳能光热发电现状

尽管各国都没有放弃太阳能光热发电的应用研究，但相比光伏，光热显然要少得多。截止2020年底，全球累计光热发电装机容量为6.55GW，仅占太阳能发电装机总容量的不到1%。

根据美国能源信息署(EIA) 的信息，位于加州莫哈韦沙漠的太阳能发电系统 (SEGS) 设施最近退役了其五座太阳能发电厂（SEGS 3 至 7），并计划在本月退役第六座（SEGS 8）)。

 

SEGS是美国最早开发的槽式光热发电，共建成9座发电厂353.8MW容量。SEGS1和SEGS2电站于1984 年开始运营，SEGS 3 到 7（每个具有 36 MW 的容量）从 1986 年到 1988 年上线。SEGS 8 和 9（每个88 MW）分别于 1989 年和 1990 年上线。

 

而SEGS 1 和 2 在 2015 年退役，取而代之的是两个太阳能光伏 (PV) 电站 - Sunray 2 和 Sunray 3。到下个月SEGS将剩下最后一座也是唯一一座光热电站运营，目前尚未公布SEGS 3-8关闭后的替代计划。

 

截至 2021 年 6 月，美国拥有约 52.6吉瓦的公用事业规模太阳能发电容量，其中3.3% 是太阳能光热发电，从10月起，随着SEGS 3-8电站268MW关闭，剩下仅有2.79%的光热发电容量。

中国尽管到2019年底仅有444.3MW光热电站，但其中200MW是2019年当年新增，为全球新增量的一半。2020年内蒙古100MW光热发电成为全球唯一新增光热发电项目。

 

尽管中国这两年发展光热发电的速度比全球任何一个国家都更快，但在太阳能发电总量中，以2020年底装机量为基数，仅占0.24%。在2020年10月三部委联合印发《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》有关事项的补充通知中可以知道，光热发电按实际发电小时数予以补贴。显然发展光热发电比目前的光伏成本更高，需要的支持更大。

 

3. 太阳能光热发电的展望

 

光伏发电成本远低于光热发电，无论是从占地面积还是光电效率，光热发电都没有太大优势，很难在市场化条件下实现大规模独立发展。

 

但近年来光热发电最大技术特点是和熔盐相结合的光热储能发电，发电功率稳定可靠，成为可以24小时运行的太阳能发电。并且该优势让太阳能发电可替代燃煤电站作为基础负荷，提高风电、光伏等间歇性可再生能源消纳比例，并可作为离网系统的基础负荷电源。同时，机组启动时间、负荷调节范围等性能优于燃煤机组，可深度参与电网调峰，保证电网及电源的高效利用。此外，太阳能热发电还可根据电网用电负荷的需要，参与电力系统的一次调频和二次调频，确保电网频率稳定，保证电网安全，作为非化石能源中的清洁能源，光热发电的意义非常重大。

 

在新的峰谷电价政策下，太阳能光热要比光伏发电更有优势，特别是参与晚高峰的调峰能力优势明显。由于光热发电需要规模效应，目前光热发电基本上都集中在西北地区，未来结合风、光、储配套开发仍具有一定的发展空间。

相关线下活动：

第十一届光热发电中国聚焦大会2021（2021年10月28-29日，中国北京）

第五届光热发电中东北非大会2021（时间待定，阿联酋迪拜）

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