國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟-中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2022

r r 中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2022j|r r 中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2022 |中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)BlueBookofChina'sConcentratingSolarPowerIndustry藍(lán)皮書國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)太陽(yáng)能熱發(fā)電專業(yè)委員會(huì)版權(quán)聲明國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)太陽(yáng)能熱發(fā)電專業(yè)委員會(huì)是本藍(lán)皮書的編著和發(fā)布者，依法享有本藍(lán)皮書版權(quán)并受法律保護(hù)。本藍(lán)皮書提供的內(nèi)容資料可供瀏覽和學(xué)習(xí)、科研目的參考使用，未經(jīng)許可禁止部分或全部拷貝，轉(zhuǎn)載文字、數(shù)據(jù)及圖片引用務(wù)必注明出處，引用格式為：國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2022》。任何人不得對(duì)本藍(lán)皮書內(nèi)容原意進(jìn)行曲解、修改，本藍(lán)皮書內(nèi)容所含有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)信息不得被刪改。凡引用本藍(lán)皮書內(nèi)容而引起的民事糾紛、行政處理或其他損失，版權(quán)人均不承擔(dān)責(zé)任。對(duì)不遵守本聲明、用于商業(yè)用途或者其他惡意、違法使用的，版權(quán)人保留追究其法律責(zé)任的權(quán)利。中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書B(niǎo)lueBookofChina'sConcentratingSolarPowerIndustry20222023年1月中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書B(niǎo)lueBookofChina'sConcentratingSolarPowerIndustry2022批準(zhǔn)：何雅玲中國(guó)科學(xué)院院士西安交通大學(xué)教授國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會(huì)主任委員統(tǒng)籌:王志峰中國(guó)科學(xué)院電工研究所研究員國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)太陽(yáng)能熱發(fā)電專委會(huì)主任委員主編：杜鳳麗國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長(zhǎng)中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)太陽(yáng)能熱發(fā)電專委會(huì)秘書長(zhǎng)參編：董清風(fēng)（附錄9.2、9.5、9.6）洪松（附錄9.3、9.7）雷東強(qiáng)（附錄9.4）王志峰（第五章、第八章）校核：董清風(fēng)洪松原郭豐審核：國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會(huì)致謝：各太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目業(yè)主單位白鳳武常春盧智恒焦芳王鳴川徐二樹(shù)TOC\o"1-5"\h\z―、太陽(yáng)能熱發(fā)電的特點(diǎn)和定位 11.1太陽(yáng)能熱發(fā)電概述 1\o"CurrentDocument"1.1.1定義與主要特點(diǎn) 1\o"CurrentDocument"1.1.2太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)組成和運(yùn)行原理 2\o"CurrentDocument"1.2太陽(yáng)能熱發(fā)電的作用和定位 4\o"CurrentDocument"1.2.1新型電力系統(tǒng)的需求和挑戰(zhàn) 41.2.2太陽(yáng)能熱發(fā)電的作用 5\o"CurrentDocument"1.2.3太陽(yáng)能熱發(fā)電的定位 7二、 太陽(yáng)能熱發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展 82.1我國(guó)兆瓦級(jí)太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)集成技術(shù)的起步 8\o"CurrentDocument"2.2我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)容量及聚光形式占比 11\o"CurrentDocument"2.3全球太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)容量及聚光形式占比 12\o"CurrentDocument"2.4我國(guó)在建太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目 142.4.1甘肅省 152.4.2青海省 162.4.3吉林省 19\o"CurrentDocument"2.4.4新疆維吾爾自治區(qū) 19\o"CurrentDocument"2.4.5西藏自治區(qū) 22三、 我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目運(yùn)行情況 23\o"CurrentDocument"3.1中船新能烏拉特100MW槽式光熱電站 23\o"CurrentDocument"3.2首航高科敦煌100MW塔式光熱電站 23\o"CurrentDocument"3.3青海中控德令哈50MW塔式光熱電站 24\o"CurrentDocument"3.4中廣核德令哈50MW槽式光熱電站 25\o"CurrentDocument"3.5中電建共和50MW塔式光熱電站 25\o"CurrentDocument"3.6蘭州大成敦煌50MW線菲式光熱電站 25\o"CurrentDocument"3.7魯能格爾木多能互補(bǔ)工程50MW塔式光熱電站 25\o"CurrentDocument"3.8中電哈密50MW塔式光熱電站 26四、 我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈情況 27\o"CurrentDocument"4.1太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈體系和特點(diǎn) 27\o"CurrentDocument"4.2我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈主要代表性單位 27\o"CurrentDocument"4.3光熱發(fā)電相關(guān)部件裝備/材料制造產(chǎn)能 29\o"CurrentDocument"4.4我國(guó)光熱發(fā)電關(guān)鍵部件/材料應(yīng)用情況 29\o"CurrentDocument"4.5我國(guó)關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)和應(yīng)用突破情況 31五、 我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目情況 33\o"CurrentDocument"5.1國(guó)家自然科學(xué)基金 33\o"CurrentDocument"5.2國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 34六、 太陽(yáng)能光熱電站投資成本 36\o"CurrentDocument"6.1塔式光熱電站建造成本及構(gòu)成 366.1.1我國(guó)7小時(shí)儲(chǔ)熱50MW塔式光熱電站投資構(gòu)成 366.1.2我國(guó)12小時(shí)儲(chǔ)熱100MW塔式光熱電站投資構(gòu)成 376.1.3定日鏡成本構(gòu)成 386.2槽式光熱電站建設(shè)成本及構(gòu)成 386.2.1全球首座7.5小時(shí)儲(chǔ)熱50MW槽式光熱電站投資構(gòu)成 386.2.2我國(guó)4小時(shí)儲(chǔ)熱50MW槽式光熱電站投資構(gòu)成 406.2.3我國(guó)10小時(shí)儲(chǔ)熱100MW槽式光熱電站投資構(gòu)成 40\o"CurrentDocument"6.3儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)和度電成本 41\o"CurrentDocument"6.4太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目決算各部分單位造價(jià)所占比例 42七、 太陽(yáng)能熱發(fā)電站全生命周期碳排放 43八、 太陽(yáng)能熱發(fā)電發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及對(duì)策 47\o"CurrentDocument"8.1單位kW造價(jià)和運(yùn)維成本降低 47\o"CurrentDocument"8.2效率的提升 50\o"CurrentDocument"8.3太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議 51九、 附錄 53\o"CurrentDocument"9.1我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展主要?dú)v程 53\o"CurrentDocument"9.2我國(guó)2022年發(fā)布的太陽(yáng)能熱發(fā)電相關(guān)政策 59\o"CurrentDocument"9.3我國(guó)2022年發(fā)布的太陽(yáng)能熱發(fā)電相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 61\o"CurrentDocument"9.4國(guó)外2022年立項(xiàng)的太陽(yáng)能熱發(fā)電科研項(xiàng)目 62\o"CurrentDocument"9.5我國(guó)在建太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目已中標(biāo)企業(yè)匯總 63\o"CurrentDocument"9.6國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目參建設(shè)計(jì)院匯總 66\o"CurrentDocument"9.7太陽(yáng)能光熱聯(lián)盟2021~2022年度理事單位簡(jiǎn)介 71參考文獻(xiàn) 81r r 中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2022 |r r 中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2022 |r r 中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2022j|11V一、太陽(yáng)能熱發(fā)電的特點(diǎn)和定位1.1太陽(yáng)能熱發(fā)電概述1.1.1定義與主要特點(diǎn)太陽(yáng)能熱發(fā)電（英文：concentratingsolarpower,簡(jiǎn)稱CSP）是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程發(fā)電的系統(tǒng)[1]o太陽(yáng)能熱發(fā)電前端采用太陽(yáng)能集熱、后端采用同步發(fā)電機(jī)組發(fā)電、配置大容量、長(zhǎng)周期、高安全的儲(chǔ)熱系統(tǒng)；其運(yùn)行過(guò)程基本為：聚光器跟蹤太陽(yáng)將直射輻射光聚焦并反射至吸熱器上,加熱吸熱器內(nèi)的傳熱流體，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能；熱能可以直接與水換熱產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，也可以被儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐中，在需要發(fā)電的時(shí)候釋放熱能進(jìn)行發(fā)電。根據(jù)聚光形式的不同，目前國(guó)際上商業(yè)化應(yīng)用的太陽(yáng)能熱發(fā)電主要包括塔式、槽式和線性菲涅耳式（“耳”也被寫成“爾”，以下簡(jiǎn)稱：線菲式）等三種類型。其中，塔式為點(diǎn)聚焦，槽式和線菲式為線聚焦。太陽(yáng)能熱發(fā)電的主要特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)24小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。太陽(yáng)能熱發(fā)電配置長(zhǎng)周期、大容量?jī)?chǔ)熱系統(tǒng)，可以支撐機(jī)組在夜間或電網(wǎng)需要時(shí)低負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)不停機(jī)連續(xù)運(yùn)行。在我國(guó)首批太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目中，儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)（滿足汽輪發(fā)電機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行的小時(shí)數(shù)）為6小時(shí)~15小時(shí)不等。以單機(jī)容量最大的兩座光熱電站為例，首航敦煌100MW塔式光熱電站儲(chǔ)電容量高達(dá)1.1GWh，中船新能烏拉特100MW槽式光熱電站儲(chǔ)電容量1GWh。以儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)7小時(shí)的塔式光熱電站典型周數(shù)據(jù)為例，熱鹽儲(chǔ)罐儲(chǔ)滿入夜后，機(jī)組可在40%負(fù)荷水平連續(xù)運(yùn)行14小時(shí)。據(jù)國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟調(diào)研,中廣核德令哈50MW槽式光熱電站在2021年9月19日至2022年5月7日期間連續(xù)安全運(yùn)行230.2天；中船新能烏拉特100MW槽式光熱電站2022年6月4日~15日，在6天多云的情況下，實(shí)現(xiàn)無(wú)停機(jī)連續(xù)發(fā)電12天；青海中控德令哈光熱電站也達(dá)到了連續(xù)運(yùn)行12天（292.7小時(shí)）的記錄；首航高科敦煌100MW塔式光熱電站最長(zhǎng)不間斷發(fā)電時(shí)長(zhǎng)約263小時(shí)。太陽(yáng)能熱發(fā)電配置的儲(chǔ)能方式具有高安全性。目前商業(yè)化運(yùn)行的光熱電站所使用的熔鹽為硝酸鉀和硝酸鈉的混合物；自全球首個(gè)以熔鹽為傳熱和儲(chǔ)熱介質(zhì)的光熱電站投運(yùn)以來(lái)（1995年，美國(guó)SolarTwo）投運(yùn)以來(lái)，全球約7GW的太陽(yáng)能光熱電站裝機(jī)（儲(chǔ)電容量超過(guò)1000GWh）均未發(fā)生過(guò)爆炸等安全性事故。太陽(yáng)能熱發(fā)電機(jī)組是能夠發(fā)揮煤電機(jī)組作用的可再生能源發(fā)電方式。根據(jù)水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、中國(guó)電力科學(xué)研究院聯(lián)合開(kāi)展的并網(wǎng)太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目運(yùn)行情況評(píng)估，光熱發(fā)電具備響應(yīng)快速性和同步支撐性，具備參與電網(wǎng)有功頻率調(diào)節(jié)、無(wú)功電壓控制、低頻振蕩抑制等方面的能力。大部分光熱電站最小技術(shù)出力可達(dá)約15%~20%Pe（設(shè)計(jì)出力），優(yōu)于常規(guī)燃煤機(jī)組；升負(fù)荷平均調(diào)節(jié)速率約為1.5%~3%Pe/min,降負(fù)荷平均調(diào)節(jié)速率約為2.5%~5%Pe/min,與常規(guī)燃煤機(jī)組的水平基本相同。在頻率支撐方面，光熱電站以同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)，可為系統(tǒng)提供慣量支撐，同時(shí)其前級(jí)換熱效率高、響應(yīng)快，具有參與電網(wǎng)調(diào)頻的優(yōu)勢(shì)。在電壓支撐方面,光熱發(fā)電站作為電壓型支撐電源，能抵消由于風(fēng)電、光伏發(fā)電并網(wǎng)造成的電網(wǎng)強(qiáng)度降低程度，對(duì)穩(wěn)定電網(wǎng)電壓具有較好的支撐作用。在功角穩(wěn)定支撐方面，光熱電站具備熱調(diào)節(jié)的快速性和同步發(fā)電機(jī)的同步支撐性，可以快速響電網(wǎng)需求，對(duì)于維持電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定具有重要意義。1.1.2太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)組成和運(yùn)行原理太陽(yáng)能熱發(fā)電可以采用不同的傳熱流體（英文：HeatTransferFluid,簡(jiǎn)稱HTF）吸收熱量，主要包括熔鹽（二元硝酸鹽、氯化物鹽）、導(dǎo)熱油（聯(lián)苯和聯(lián)苯醚混合物）、水、顆粒、液態(tài)金屬等。儲(chǔ)熱（英文：ThermalEnergyStorage,簡(jiǎn)稱TES）介質(zhì)可采用熔鹽、相變材料、混凝土等；目前熔鹽為商業(yè)化應(yīng)用最多的儲(chǔ)熱介質(zhì)。不同傳熱流體的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)組成和運(yùn)行原理簡(jiǎn)介如下。熔鹽塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)可分為聚光、吸熱、儲(chǔ)換熱和發(fā)電四大系統(tǒng)；主要部件設(shè)備包括：定日鏡、吸熱塔、吸熱器、熔鹽儲(chǔ)罐、蒸汽發(fā)生器和汽輪發(fā)電機(jī)組等。熔鹽塔式光熱電站運(yùn)行原理基本為：以吸熱塔為中心呈圓周狀分布的定日鏡跟蹤太陽(yáng)（方位角和高度角調(diào)節(jié)控制），將太陽(yáng)光反射匯聚至位于吸熱塔頂部的吸熱器上，加熱通過(guò)冷鹽泵泵送至吸熱內(nèi)的低溫熔鹽，被加熱的熔鹽（溫度升至約565D通過(guò)管道流入高溫熔鹽儲(chǔ)罐中，在需要發(fā)電時(shí)，高溫熔鹽與水換熱后產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。經(jīng)過(guò)蒸汽發(fā)生器，放熱后的熔鹽被送至低溫熔鹽儲(chǔ)罐，再循環(huán)至塔頂?shù)奈鼰崞鞅患訜?。圖：熔鹽塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)示意圖（圖片來(lái)源：可勝技術(shù)）導(dǎo)熱油槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)可分為集熱島、儲(chǔ)換熱島和發(fā)電島；主要部件設(shè)備包括：槽式集熱器、油鹽換熱器、熱鹽罐、冷鹽罐、蒸汽發(fā)生器和汽輪發(fā)電機(jī)組等。數(shù)個(gè)槽式集熱器通過(guò)串聯(lián)連接成標(biāo)準(zhǔn)集熱器回路，數(shù)量眾多的標(biāo)準(zhǔn)集熱器回路通過(guò)并聯(lián)方式組成集熱場(chǎng)。槽式光熱電站的基本運(yùn)行流程為：槽式集熱器通過(guò)跟蹤太陽(yáng)收集熱量，加熱集熱器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的導(dǎo)熱油，然后導(dǎo)熱油進(jìn)入蒸汽發(fā)生器釋放熱量，加熱水產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，放熱后的導(dǎo)熱油返回至集熱場(chǎng)重新吸熱。當(dāng)白天太陽(yáng)較好時(shí)，一部分導(dǎo)熱油將進(jìn)入油鹽換熱器，釋放熱量加熱熔鹽，高溫熔鹽被存放在熱鹽罐中；到了晚上,熱鹽罐中高溫熔鹽的熱量被重新釋放出來(lái)，反向加熱導(dǎo)熱油，進(jìn)而導(dǎo)熱油進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，加熱水產(chǎn)生蒸汽，實(shí)現(xiàn)在夜間繼續(xù)發(fā)電。r r 中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2022j|參考文獻(xiàn)《聚光型太陽(yáng)能熱發(fā)電術(shù)語(yǔ)》(GBT26972--2011)周孝信趙強(qiáng)張玉瓊.“雙碳”目標(biāo)下我國(guó)能源電力系統(tǒng)發(fā)展前景和關(guān)鍵技術(shù)[J].中國(guó)電力企業(yè)管理，11:14-17全國(guó)能源信息平臺(tái).國(guó)家電網(wǎng)郭劍波以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)[EB/OL].(2021-09-13)./dy/article/GJOVHPD105509P99.html火力發(fā)電網(wǎng).如何構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)[EB/OL].(2021-09-09).http://www.chinatpg.eom/home/news/pages/n_id/124937.html杜鳳麗等編.中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書2021[R].北京：國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,2022.何雅玲.熱儲(chǔ)能技術(shù)在能源革命中的重要作用[J].科技導(dǎo)報(bào)，2022,40(4)：1-2李燦院士：光熱發(fā)電是最有希望的規(guī)?；瘍?chǔ)能技術(shù)，是替代火電的重要技術(shù)之一[EB/OL].(2022-05-12)https://www.sohu.eom/a/546079600_120099883中科院院士何祚麻：新型儲(chǔ)能中我最看好光熱發(fā)電[EB/OL].(2022-11-02)/news/show-1494782.html清華大學(xué)康重慶：高比例可再生能源電力系統(tǒng)中光熱發(fā)電的價(jià)值發(fā)現(xiàn)[EB/OL].(2019-08-12)/html/jishu/2019/0812/5306.html劉雨菁劉子屹周勤等.西北地區(qū)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型探索一一打造零碳電力系統(tǒng)的青海樣本[R],落基山研究所，2022電規(guī)總院孫銳：太陽(yáng)能熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展的設(shè)想[EB/OL].(2019-09-04)http://www./html/jishu/2019/0904/5406.html王志峰何雅玲康重慶王偉勝杜鳳麗.明確太陽(yáng)能熱發(fā)電戰(zhàn)略定位促進(jìn)技術(shù)發(fā)展[J].華電技術(shù)，2021,43(11)：1-4.中國(guó)科技網(wǎng).2021中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電大會(huì)在浙江湖州召開(kāi)[EB/OL].(2021-09-30)/index/kejixinwen/2021-09/30/content_1223345.shtml大唐集團(tuán)中標(biāo)中國(guó)首家50MW槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電電項(xiàng)目[EB/OL].(2011-05-10)/201105/10/17323.html華能1.5MW菲涅爾式光熱聯(lián)系循環(huán)混合電站在海南三亞建成發(fā)電[EB