第1章 緒論

1.1 太陽能熱發電背景及意義

21世紀，全人類都面臨著同樣的能源問題。一方面，經濟、社會的可持續發展與環境可承載能力之間存在巨大矛盾，經濟、社會的發展離不開能源，而燃燒常規化石燃料會產生大量的二氧化碳，二氧化碳是主要的溫室氣體類型。觀測資料表明，在過去的100年里，全球平均氣溫上升了0.3～0.6℃，全球海平面平均上升了10～25cm，這就是溫室效應。目前，經濟和社會正在迅速發展，但環境的可承載力已接近極限。另一方面，常規能源的日趨匱乏與能源需求的急劇增加是當今社會亟須解決的主要矛盾。據《2013—2020年中國煤炭行業市場研究與投資前景評估報告》顯示，2012年年底，世界石油可采儲量為16689億桶，儲采比為52.9；天然氣為187.3萬億m³，儲采比為55.7；煤炭為8609億t，儲采比為109。從煤炭、石油、天然氣儲量情況看，煤炭儲量最為豐富，儲采比最長，石油、天然氣儲采比相當，均為50多年。當面臨全球污染嚴重、常規能源近乎枯竭又急需大量能源的雙重矛盾時，全人類達成了共識，即依靠科技進步，大規模地開發利用太陽能、風能、生物質能等可再生清潔能源。

近年來，太陽能熱發電在歐美地區快速發展。目前，面向承擔基礎電力負荷的“大容量、高參數、長周期儲熱”是國際太陽能熱發電的技術發展趨勢。2015年，全球光熱發電建成裝機容量達到約4940.1MW，比2014年增長421.1MW，增幅為9.3%。目前，太陽能熱發電的年平均效率超過12%，成本價格在0.2歐元/（kW·h），到2020年有望降低到0.05歐元/（kW·h）。

國際能源署發布的《能源技術展望2010》報告指出，到2050年，太陽能熱發電裝機容量將達到10.89億kW，產生電力占總發電量的11.3%。因此太陽能熱發電絕對稱得上是朝陽產業，有非常廣闊的發展空間。

就我國而言，我國正處于經濟高速發展時期，能源的消耗量還要大大增加。但我國的能源儲量并不容樂觀，根據2012年的統計數據，煤炭儲量為1145億t，占世界儲量的13.3%；石油儲量為173億桶，僅占世界儲量的1%；天然氣儲量為3.1萬億m³，僅占世界儲量的1.7%。人均能源可開采儲量更是遠低于世界平均水平。而且由于歷史原因，我國的能源有效利用率非常低。從開采到利用，幾乎都還停留在粗放型生產模式，這對環境造成的污染非常嚴重。我國是全球第二大二氧化碳排放國，也是第一大煤炭消費國，是世界上少有的幾個能源結構以煤炭為主的國家。

我國的太陽能資源非常豐富，不僅擁有世界上太陽能資源最豐富的地區之一——西藏地區，而且陸地面積每年接受的太陽總輻射能相當于2.4×10⁴億t標準煤，約等于數萬個三峽工程發電量的總和。如果將這些太陽能有效利用，對于緩解我國的能源問題、減少二氧化碳的排放量、保護生態環境、確保經濟發展過程中的能源持續穩定供應等都將具有重大而深遠的意義。

我國太陽能熱發電技術研究起步較晚，目前幾座商業運行太陽能熱發電站正在建設中。“八五”以來，科技部就關鍵部件在技術研發方面給予了持續支持，“十一五”期間啟動了1MW塔式太陽能熱發電技術研究及系統示范。目前，大規模發電技術已有所突破，大部分關鍵器件已產業化。

更值得一提的是，太陽能發電已成為我國能源戰略調整的重要方向，國家相繼頒布了促進太陽能發電產業快速發展的若干文件和政策。

2005年2月，我國出臺了《中華人民共和國可再生能源法》，國家將可再生能源的開發利用列為能源發展的優先領域，通過鼓勵利用可再生能源改善中國目前的能源結構，通過制定可再生能源開發利用總量目標和采取相應措施推動可再生能源市場的建立和發展。該法2006年起開始實施。

2006年2月，國務院發布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020）》，太陽能熱發電技術作為綱要中明確的重要內容，是我國太陽能利用及產業發展的重要方向之一。太陽能熱發電技術作為優先發展方向，若干項目相繼獲得國家項目資金支持，如2006年“太陽能熱發電技術及系統示范”列入國家863重點項目；2009年“高效規模化太陽能熱發電的基礎研究”獲得國家科學技術部973項目立項。

2011年6月，《產業結構調整指導目錄（2011年本）》開始正式施行。在指導目錄鼓勵類新增的新能源門類中，太陽能熱發電被放在突出位置。

2012年5月，國家科學技術部發布《太陽能發電科技發展“十二五”專項規劃》，明確將光熱發電作為我國“十二五”太陽能發電科技的重點規劃內容之一。

2012年9月，國家能源局印發《太陽能發電“十二五”規劃》，明確太陽能發電的發展目標、開發利用布局和建設重點。按照規劃，到2015年年底，太陽能發電裝機容量達到2100萬kW以上，年發電量250億kW·h。該規劃還要求，在“十二五”發展的基礎上，繼續推進太陽能發電產業規模化發展，到2020年太陽能發電總裝機容量達到5000萬kW，使我國太陽能發電產業達到國際先進水平。

2013年2月，國家發展和改革委員會同國務院有關部門對《產業結構調整指導目錄（2011年本）》有關條目進行了調整，形成了《產業結構調整指導目錄（2011年本）》（修正版）。在第一類鼓勵類的新能源領域中，太陽能熱發電集熱系統、太陽能光伏發電系統集成技術開發應用、逆變控制系統開發制造被列在第一條。

2016年9月，國家能源局正式發布《關于建設太陽能熱發電示范項目的通知》，共20個項目入選中國首批光熱發電示范項目名單，總裝機約1.35GW，包括9個塔式電站、7個槽式電站和4個菲涅爾電站。國家發展和改革委員會核定我國的太陽能熱發電標桿上網電價為1.15元/（kW·h）。

太陽能資源豐富、社會發展面臨的現狀和國家政策支持為我國太陽能熱發電技術的發展和進一步推廣提供了良好的外部環境。