2023-2024年中国太阳能热发电技术产业发展现状报告

1 2023-2024中国太阳能热发电技术产业发展现状 汇报人：赵晓辉 国家光热产业技术创新战略联盟副理事长 中电工程西北电力设计院有限公司副总工程师科技创新中心总经理时间：2024.09 二、国内光热发电建设及发展现状 三、光热发电生存环境 四、当下的展望 2 一、光热发电技术 太阳能热发电基本物理过程 第一部分:光热发电技术 太阳能热发电是将太阳能转换为热能，通过热功转换过程发电的系统。 一般依据上游能量收集环节的技术路线将其分为塔式光热发电，槽式光热发电、菲涅耳式光热发电和碟式光热发电。 储能环节以熔盐储能为主；发电环节以汽轮机为主。 1 3 第一部分:光热发电技术 4 第一部分:光热发电技术 槽式导热油电站流程 热盐罐蒸汽发生器 油-盐换热器 冷盐罐 导热油膨胀系统导热油耗散系统 凝汽器 除氧器 凝结水泵 集热系统 储换热系统 发电系统 5 第一部分:光热发电技术 菲涅耳/槽式熔盐电站流程示意图 热盐罐 蒸汽发生器 冷盐罐 凝汽器 除氧器 集热系统 储换热系统 发电系统 6 第一部分:光热发电技术 565℃ 热盐 罐 蒸汽发生器 290℃ 冷盐 罐 凝汽器 除氧器 给水 泵 凝结水泵 塔式熔盐电站流程示意图 吸热器 聚光集热系统 储换热系统 发电系统发电系统 7 第一部分:光热发电技术 塔式DSG水工质电站流程示意图 DSG 吸热器 550℃ 蒸汽蓄热器 凝汽器 除氧器 8 二、国内光热发电建设及发展现状 三、光热发电生存环境 四、当下的展望 9 一、光热发电技术 槽式 二、国内光热发电建设及发展现状 据国家太阳能光热联盟主编的《中国太阳能热发电行业蓝皮书2023》统计，截至2023年底，全球太阳能热发电累计装机容量约7550MW（含已运行超过30年的退役机组274MW）。在已装机的电站中，槽式占比约77%，塔式约20%（其中熔盐塔占一半），线菲约3%。 塔式 线菲 截至2023年底，我国兆瓦级规模以上的光热发电机组累计装机容量约588MW，在已装机的电站中，槽式占比约26%，塔式约65%（全部为熔盐塔），线菲式约9%。 全球范围以及美国、西班牙等主流光热市场，有价格较高的上网电价，实际发电量决定了项目收益，槽式因发电可靠稳定风险小占绝对比例 10 二、国内光热发电建设及发展现状 1.15元/kWh 7.55GW 全球各类已建成光热电站装机6.2GW 国际能源署预测，到2050年，光热发电 将贡献全球总用电量的11% 588MW 我国已建成光热电站11座，装机588MW 合计储能规模超过5.1GWh 首批光热发电示范项目上网电价 0.61元/kWh 11% 5.1GWh 0.53元/kWh 2025年塔式电站预计成本电价 2027年塔式电站预计成本电价 资料来源：《2023中国太阳能热发电行业蓝皮书》、。 11 二、国内光热发电建设及发展现状 塔式电站已投运项目运行情况（50MW以上） 序号 项目名称 主要承建单位 投运时间[1] 反射面积[2]/万㎡ 储能时长[3]/h 设计发电量[4]/亿 kWh 公布的最新长周期发电量[5]/亿 度 1 首航节能敦煌100MW熔盐 塔式光热发电项目 首航高科 2018.12 140 11 3.9 2.35（2023.1-11） 2 中控德令哈50MW熔盐塔式光热发电项目 可胜技术 2018.12 54 7 1.46 1.58（2021.9~2022.8） 3 中电建青海共和50MW塔式光热发电项目 中国电建集团西北院 2019.9 60 6 1.57 0.41 （2024.1-6） 4 鲁能海西格尔木50MW熔盐塔式光热发电项目 山东电力建设第三工程公司 2019.9 61 12 1.60 0.91（2023） 5 中电工程哈密50MW塔式光热发电项目 中国能建中电工程西北院 2019.12 72 13 1.98 0.8（2024.1-8） 资料来源：[1]~[4]来源于《2021中国太阳能热发电行业蓝皮书》第12~22页，[5]参考CSPPLAZA公开报告文章；[6]发电量达成率=实际发电量/(设计发电量/12*公布数据 的月数)*100%。用以表征电站是否在实际运行中达到设计发电量。 12 可胜技术德令哈电站完全达产，其余电站均实现稳定运行，发电量稳步增长。 二、国内光热发电建设及发展现状 塔式电站在建项目情况 截止2024年9月，正式开工建设的塔式光热电站共20个（不含规划及未开工项目），都采用光热+的建设模式，光热及风电光伏的配比以1:6及1:9为主，镜场反射面积以60~80万㎡为主，储能时长以8小时为主。其中，中能建西北院承担3个塔式项目EPC；可胜技术在聚光集热系统的市场占有率最高，共承担11个项目聚光集热系统的技术提供及设备供货。 塔式电站在建项目情况-吉林（2座） 项目形象图 项目名称 风光配比情况 镜场面积(m2) 储热配置 最新建设进展 吉西基地鲁固直流白城 140万千瓦外送项目1- 1（大安） 风电400MW+光伏200MW+光热100MW 58万 8h+40MW电加热 2023年12月，关键设备完 成采购 2024年2月，EPC中标 吉西基地鲁固直流白城 140万千瓦外送项目2- 1（通榆） 风电400MW+光伏200MW+光热100MW 58万 8h+40MW电加热 2024年5月，吸热塔基础浇筑完成 2024年8月，定日镜开始 安装 13 二、国内光热发电建设及发展现状 项目形象图 项目名称 风光配比情况 镜场面积(m2) 储热配置 最新建设进展 阿克塞汇东新能源有限公司75万千瓦光热+示范项目 光伏640MW+光热110MW 58万 8h 2024年1月，定日镜安装完成 2024年8月，进入调试 阶段 金塔中光太阳能10万千瓦光热+60万千瓦光伏项目 光伏600MW+光热100MW 76.782万 8h 基本完成安装工作，等待升电站建成，计划今年12月投产 三峡恒基能脉瓜州70万千瓦光热储能+项目 风电400MW+光伏200MW+光热100MW 80万 （双塔一机） 6h 2024年5月，汽轮发电机定子、汽包、蒸汽发生器完成2024年8月，东塔吸热器吊装完成，进入调试阶段。 塔式电站在建项目情况（甘肃-3座） 14 二、国内光热发电建设及发展现状 项目形象图 项目名称 风光配比情况 镜场面积(m2) 储热配置 最新建设进展 中广核德令哈200MW塔式光热发电项目 光伏800MW+光热 200MW 64.6万 6h 2024年5月，汽机岛基础完成2024年9月，吸热塔浇筑高度破百米，定日镜安装166套 海南州共和县光热多能互补和源网荷储一体化项目 光伏900MW+光热 100MW 50万 8h 2024年6月，吸热塔环基基础浇筑完成；筒座钢筋安装完成，定日镜开始安装。 塔式电站在建项目情况（青海-5座） 15 二、国内光热发电建设及发展现状 项目形象图 项目名称 风光配比情况 镜场面积(m2) 储热配置 最新建设进展 青海海南、海西基地青豫直流外送项目（1标段） 光伏900MW+光热100MW 70.02万 6h 2024年5月，定日镜场桩开始浇筑施工2024年6月，吸热塔、熔盐储罐开始浇筑， 青海海南、海西基地青豫直流外送项目（3标段） 光伏900MW+光热100MW 71.193万 12h 2024年5月，发电机定子吊装完成 2024年6月，定日镜晚装完成 三峡能源海西基地格尔木光伏光热项目 光伏1000MW+光热100MW 74.75万 8h 2024年5月，吸热塔顺利封顶，发电机定子、汽包吊装就位 2024年8月，化学制水、DCS受电、吸热器保温防护安装完成 塔式电站在建项目情况（青海-5座） 16 二、国内光热发电建设及发展现状 塔式电站在建项目情况（新疆-10座） 项目形象图 项目名称 风光配比情况 镜场面积(m2) 储热配置 最新建设进展 鲁能阜康90万千瓦光伏 +10万千瓦光热多能互补项目 光伏900MW+光热100MW 58.008万 8h 2024年3月，总包、聚光集热、熔盐储换热系统定标 2024年8月，吸热塔筒壁开始浇筑 中能建哈密光（热）储 项目150MW光热电站 光伏1350MW+光热150MW 61.5万 8h 2024年5月，吸热塔基 础混凝土浇筑完成 2024年9月，熔盐储罐工程开工 国家电投集团河南电力有限公司光热+光伏一体化项目 光伏900MW+光热100MW 50万 8h 2024年3月，定日镜顺利开始安装 2024年5月，吸热塔顺利封顶 17 二、国内光热发电建设及发展现状 项目形象图 项目名称 风光配比情况 镜场面积(m2) 储热配置 最新建设进展 精河新华新能源有限公司“光热储能新能源”一体化基地项目 光伏900MW+光热100MW 53万 8h 2023年12月，开工 2024年9月，EPC开始招标 中国能源建设集团浙江火电建设有限公司光热+光伏一体化项目 光伏900MW+光热100MW 65.59万 12h 2024年1月，空冷岛主体封顶 唐山海泰新能科技股份有限公司光热+光伏一体化项目 光伏900MW+光热100MW 52.479万 8h 2024年3月，吸热塔试桩完成；5月，定日镜开始组装；8月，空冷岛钢支架开始安装， 吐鲁番市托克逊县乌斯通 光热+光伏一体化项目 光伏900MW+光热100MW 44.04万 8h 2024年1月，定日镜开始组装 塔式电站在建项目情况（新疆-10座） 18 二、国内光热发电建设及发展现状 塔式电站在建项目情况（新疆-10座） 项目形象图 项目名称 风光配比情况 镜场面积(m2) 储热配置 最新建设进展 国投若羌县10万千瓦光热储能配套90万千瓦光伏市场化并网发电项目 光伏900MW+光热100MW 65万 8h 2024年7月，吸热塔浇筑至100米 2024年8月，定日镜桩钻孔、浇筑80% 中电建若羌县10万千瓦光热（储能）+90万千瓦光伏示范项目 光伏900MW+光热100MW 65万 8h 2024年8月，吸热塔封顶 新华水力发电有限公司博州10万千瓦储热型光热配建90万千瓦新能源项目 光伏900MW+光热100MW 53万 8h 2024年8月，吸热塔混凝土浇筑92%，预计九月初封顶，定日镜下线100面 19 二、国内光热发电建设及发展现状 低成本高精度的定日镜+模块化全自动组装生产线 自动化组装生产线 成熟、完整、模块化的工艺流程 全套生产、安装专用工具 面型精度自动控制，不需要安装调整 25-40m2的中型定日镜 10-25W小功率驱动机构 双轴跟踪精度≤1.5mrad 生存风速：36-45m/s瞬时风速 20 二、国内光热发电建设及发展现状 无线控制和通讯发展趋势 “真”无线，零线缆 超越有线控制的响应速度和低延迟 厂用电零消耗 节省成本 可扩展性强 增加定日镜时，无需电缆敷设和增加电控装置 运维方便 无硬接线的连接点故障 设备更换快捷方便 减少线缆及敷设量 无需进行线缆敷设 缩短工期 避免安装-调试间的交叉等待 21 二、国内光热发电建设及发展现状 高集成度：集成镜场和吸热器运行分析、协调控制，智能化监控与保护 全自动化： •镜场运行控制无需人工干预，一键启停 •自动调配镜场，智能分配聚光热负荷，自动适应多云工况 智能化： •智能预测天气和多云情况，基于预测信息给出多种辅助策略 •利用大数据和深度学习进行运行控制参数自动优化 •自动分析和诊断故障 全自动化智能控制 22 二、国内光热发电建设及发展现状 槽式 光沿程损失：空气中的浮尘、水分、气溶胶等造成 光散射，降低了光的有效利用率，影响集热效率 低温：散热量增大，易发生冻堵 大风：集热器设计载荷加大、用钢量增加，