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全球太阳能供暖和工农业供热发展现状
为促进太阳能集热技术的广泛应用，在推进北方地区冬季清洁供暖工程中发挥更大作用，在由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟、中国工程热物理学会、中国可再生能源学会，中国电机工程学会共同举办，国家太阳能光热产业技术创新战略联盟、浙江中控太阳能技术有限公司共同承办的2019第五届中国太阳能热发电大会上，特别设置太阳能供热技术论坛。
在太阳能供热技术论坛上，国家发改委能源研究所副研究员胡润青应邀作了题为“全球太阳能供暖和工农业供热发展现状”的主旨报告。她总结了太阳能集热技术在供暖、工农业领域的应用现状，并介绍了一种太阳能光伏热水器PVT的技术情况和发展现状。其报告全文如下，以供参考。
图：胡润青副研究员作主题报告
一、全球太阳能热利用市场总体情况
表1：全球太阳能热利用市场规模
根据IEA和REN21的报告，全球太阳能热利用市场保持稳定增长，2018年保有集热面积达到480GWth（6.86亿m2）。但是，全球市场增长增速放缓，2014年以来全球太阳能热利用运行保有量的年增长速度均低于光伏发电和风电，2018年仅为2%，远低于光伏发电（25%）和风电（10%）。
1、中国的地位和贡献显著
表2：中国占有市场比例
2、全球市场分布和发展
表3：2017年全球新增集热面积
表4：人均分布密度
从人均太阳能热利用密度来看的话，中国仅排在全球第8位，有7个国家的人均集热器面积比中国要高，普及率比中国要大。普及率高的国家既包括巴巴多斯、塞浦路斯等太阳资源特别好的小国家，也有奥地利、以色列、希腊等发达国家。
表5：新兴市场占比
2018年发展最快的10个国家是波兰、丹麦、印度、塞浦路斯、墨西哥、希腊、澳大利亚、西班牙、南非、法国。波兰和丹麦的发展速度分别是179%和128%，印度有17%的年增长率，是全球发展的标杆，也给全球太阳能热利用市场带来新的机遇。但是进入前10的国家有4个国家的增速仅有2%，也显示全球市场的疲软。
3、2018年发展趋势
（1）商业和工业企业的关注度在提升，特别是新兴市场国家；
（2）大气污染治理政策带来新的商机主要有：中国、波兰等国家；
（3）民用热水需求的增长（中东、东非、中非）带动制造能力的提升（特别是南欧企业）；
（4）能源合同管理模式的增长；
（5）更多国家提供财政支持政策：要求高比例可再生能源供热。
二、太阳能供暖
1、概况
从全球太阳能供暖应用看，小型系统应用最广泛的，市场占比达到90%以上。大型系统处于规模化发展的初期，在丹麦及北欧国家处于快速发展阶段，主要应用于当地大的供热管网或者是区域供热网。
从市场推广情况看，有更多国家开始做大型太阳能供热项目，主要分布在欧洲。
表6：全球太阳能供暖项目分布
2018年，全球有15个大型太阳能供热项目投运， 2018年新增情况并不理想。比2017年有所下降。实际上2016年的大型太阳能供暖项目，特别是丹麦的区域供热项目有非常大的增长。
超大型太阳能供热项目多为季节性储热项目。截止2018年底，全球最大的4个太阳能供热项目都是季节性储热项目，而且太阳能保证率都在50%以上，即：2009年建成的Gram项目，集热面积达44836m2；2011年建成的Vojens项目，50MWth(69991m2) ；2014年建成的Dronninglud项目，集热面积37500m2；2016年建成的Silkeborg项目，110MWth。
2、国家区域特点
从技术的角度，太阳能供热系统即可供热水也可建筑供暖。从全球太阳能区域供热市场来看，各个国家有不同的特点。我国热水系统和供暖系统，两套系统是分开的。丹麦等欧洲国家热水和供暖是一体的，是一套系统。
根据IEA的评估，中国的市场规模巨大，但系统技术水平尚有待提高；奥地利、德国、丹麦、瑞典等欧洲国家是全球技术引领者，也有一定的市场规模。俄罗斯、乌克兰等国则是沉睡的巨人，太阳能供热市场巨大，但有待开发。
图1：技术路线对比
大型太阳能供暖项目采用的集热器类型，最多的是平板集热器，槽式集热器、真空管集热器次之。
图2：各种技术路线建成的项目图
三、太阳能工业供热
1、巨大的全球工业供热需求
表7：2014年终端能源消费量260EJ（数据来源：IEA/IRENA ）
根据IEA的研究报告，全球工业供热需求非常巨大。2014年全球终端能源消费量260EJ，工业终端能源消费量占到32%，工业用能里有74%是热的需求。从目前供应状况看， 90%以上都是化石能源，只有9%左右的可再生能源。从终端需求看，高温热力需求占到48%，中温22%，低温30%。低温热力（<150℃）的应用广泛，可以用于洗涤、消毒、加热、炊事等多个行业。中温热力（150-400℃），可用于蒸馏、硝酸盐熔融、染色、加压等工业用途；高温热力（400度以上），主要用于发电行业和相变过程。
3、分行业的工业热力需求
表8：工业用热需求
各种集热器的工作原理不同，能够提供的热力温度也不同。空气集热器、真空管集热器，、平板集热器的工作温度都在150度以下，可提高低温热力。槽式集热器和菲涅尔集热器可提高中温、甚至高温的热力。
从各行业的热力市场需求看，化工行业的热力需求量最多的，食品加工、机械、采矿、纺织、林木等行业也有较大的热力需求量。工业行业的热力需求也有所不同，有的是作为一种能源，有的是一种生产工艺用能，不同热力需求可通过不同的技术来提供热力供应。
对于工业行业的热力需求，太阳能热力供应有3种方式，一是提供预热，国内外都有广泛的应用。二是用槽式或者菲涅尔直接提供蒸汽，直供蒸汽。三是生产工艺加热，可以是和常规锅炉一套系统来共同实施，当然这个工艺生产过程中可以是预热那样作为一套系统，也可以是独立的两套系统来实施生产工艺加热。对于工业生产热力来说还面临非常大的挑战，首先对工业企业来说，是其产品的质量，它的生产产品不是热力系统产品，而是生产过程中产品质量非常重要，不允许能源供应系统影响到它生产的控制系统，或者影响产品质量，对于这套热力系统品质要求非常高，对于安全性还有热力温度、流量、压力等，都会有更多的要求，比生活用水要求高得多。
图3：不同需求用热工艺流程
为了实现经济性，如何和常规能源系统、或者其它可再生能源系统结合，对于太阳能工业热力系统是至关重要的问题。如果企业有工业余热，也要考虑，这样才能更好降低工业热力成本。
图4：全球太阳能工业热力系统供应商分布图
4、2018年全球太阳能工业热力系统供应商调查
根据2018年开展的全球太阳能工业热力系统供应商调查，全球共有82家企业具备提供太阳能工业热水系统的能力，包括5家中国公司，皇明、力诺、桑达、太阳雨、威克多。这些企业的处境艰难，93%的企业对经营情况不满意，只有32家企业2018年获得了工业热力项目订单。
2018年新增太阳能工业热力项目主要采用真空管、槽式、平板三种集热器，其市场份额分别为：真空管55%，槽式20%，平板19% 。
表9：调查统计结果
四、太阳能光伏热水器PVT
太阳能光伏热水器就是把太阳能光伏和热水器两种产品叠加在一个产品里，主要优势就是系统效率大幅度上涨，IEA报告其系统效率可达75%。其应用领域主要是空气加热/制冷系统。
2018年累计安装量达到107万m2集热面积，主要生产国是以色列，57.5万m2，产品出口至韩国、中国和德国。其次是法国44万m2、德国10.9万m2，意大利、荷兰、瑞士等国家也在生产。
图5：太阳能光伏热水器
表10：2018年全球PVT市场概况
从2018年全球PVT市场看，PVT产品中集成的太阳能集热器品种中，57%产品是无盖板的平板集热器，41%是空气集热器，其余平板集热器占到2%。如果从生产商角度来看的话，生产无盖板平板集热器企业占到48%，平板集热器企业占到28%，真空管集热器只有4%。也就是说，PVT多是依托平板集热器和无盖板平板集热器。
表11：PVT生产商分布
PVT产品主要是空气加热/制冷系统，目前尚处于市场发展初期。我国拥有全球最强的光伏电池和太阳能热水制造业，产业基础好，但尚没有PVT生产制造商，有兴趣的企业可考虑加入。