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预计每年新增41GW,太阳能热发电在全球能源供应份额占比持续攀升

太阳能光热联盟 太阳能光热产业技术创新战略联盟 2023-07-03


双碳战略及新型电力系统的提出为我国能源清洁低碳转型指明了方向、擘画了具体路线图。太阳能热发电因其对电网具有先天的友好性,在构建“以新能源为主体的新型电力系统”的过程中,或将扮演重要的调节作用;目前已在全球范围内开始崭露头角,有望成为解决能源匮乏、应对气候变暖的有效技术手段。

我国太阳能热发电行业现状

国家太阳能光热产业技术创新战略联盟发布的《中国太阳能热发电及采暖行业蓝皮书2020》表明,随着规模化太阳能热发电示范项目的建设,越来越多的行业力量进入太阳能热发电领域。据不完全统计,2020年,我国太阳能热发电产业相关企事业单位数量达到542家。其中,聚光领域企事业单位数量最多,约为167家;其次是传储热领域,达到104家。与2018年相比,有较大幅度上升。


图表:2020年我国太阳能热发电产业链相关企事业单位分类及数量

图表:20182020年太阳能热发电细分产业链新增企事业单位数量及分布


在装机容量方面,《中国太阳能热发电及采暖行业蓝皮书2020》显示,截至 2020年底,全球太阳能热发电累计装机容量达到6690MW,我国并网的太阳能热发电累计装机容量达到538MW(含兆瓦级以上规模项目,其中,首批太阳能热发电示范项目并网容量达到450MW,共7座)。


图表:2020年全球太阳能热发电累计装机容量


在全球能源供应份额占比持续攀升

中研普华研究院报告表示,国际能源署(IEA)下属的SolarPACES、欧洲太阳能热能发电协会(ESTELA)和绿色和平组织的预测认为,太阳能热发电到2030年在全球能源供应份额中将占3%-3.6%,到2050年占8%-11.8%,这意味着到2050年太阳能热发电装机容量将达到830GW,每年新增41GW。在未来5-10年内累计年增长率将达到17%-27%。


图表:太阳能热发电在全球能源供应份额占比(数据来源:中研网整理)


发展太阳能光热的必要性

太阳能光热电站一年四季都需要高强度的日照才能实现经济运行。所以,太阳能光热部署范围也将限制在太阳能资源丰富的地区,例如美国西南部,欧洲南部,中东和北非,南部非洲,拉丁美洲部分地区,中国部分地区和澳大利亚。就目前来说,太阳能光热的全球市场规模还不到光伏的半个百分点,那为什么还要坚持投资发展太阳能光热呢?


随着电网中可再生能源的占比越来越高,储能将成为实现进一步脱碳的关键因素。数据显示,2020年全国累计光伏发电装机已经达到253.43GW,年内新装机量超过49GW。相比较之下,太阳能光热累计装机量在2020年末仅有538MW,和光伏有着几个数量级的差距,但令人欣慰的是,太阳能光热行业在降低成本方面也几乎跟上了光伏的步伐。


根据国际可再生能源署发布的《2020年可再生能源发电成本》显示,可再生能源技术的成本继续年同比大幅下降。聚光太阳能热发电 (CSP)成本下降16%,太阳能光伏成本下降 7%2020年太阳能光伏成为0.057美元/千瓦时,CSP成本为0.108美元/千瓦时。2010-2020年间,太阳能光伏发电成本下降了85%,CSP发电成本下降了68%。


来源:国际可再生能源署


美国桑迪亚国家实验室是世界上第一个塔式太阳能热发电技术研究中心,已经运行了40多年。目前,大多数商业电站都是在桑迪亚熔盐技术早期研究和开发的基础上建立起来的。据媒体统计,在过去的两年里,美国能源部已经宣布了约2亿美元用于太阳能热发电研究,旨在解决包括降低太阳能热发电成本、开发更新更小的涡轮机发电、整合储能等在内的各种挑战,并探讨聚光收集器、接收器、蓄热、传热流体和动力循环子系统,推进最先进的技术。通过这些研究,美国正在投资于提高电网对太阳能技术的可承受性、可靠性和性能。


目标,2030年12h储能光热降至每千瓦时0.05美元

美国国家可再生能源实验室于2019年1月发布的《2030年可持续发展计划》报告对这些目标进行了深入讨论,并发布了《第三代CSP技术路线图》。太阳能热发电通过使用热存储来按需提供太阳能,有助于解决与太阳能波动性相关的并网挑战。反映了可调度太阳能的增加值,2030目标是实现6小时以下储能太阳能热发电站成本下降到每千瓦时0.10美元,太阳能热发电最低负荷12小时能量存储的目标是每千瓦时0.05美元。


在我国“双碳”战略目标下,构建以新能源为主体的新型电力系统的关键,在于提升系统的灵活性。对于电力系统而言,太阳能热发电是一个非常好的技术,具有常规电源的可调度性,同时又是清洁能源,是构建以新能源为主的新型电力系统的一个重要支撑性技术。因此,加速规模化降本、加快科研创新和技术迭代、建立领先全球的产业和技术优势,将是太阳能光热产业未来的发展愿景。


参考资料:《中国太阳能热发电及采暖行业蓝皮书2020》、中研普华研究院报告《2021-2026年中国CSP(聚光太阳能发电)行业发展潜力分析及投资战略规划报告》、《2020年可再生能源发电成本》

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