光热发电现状及发展趋势

摘要： 光热发电，全称太阳能光热发电，是一种通过大量镜子（反射镜）将太阳光汇聚到一点，加热工质（如水、熔盐、导热油等），产生高温高压的蒸汽或气体，驱动汽轮机发电的技术，它属于集中式、可调度...

光热发电，全称太阳能光热发电，是一种通过大量镜子（反射镜）将太阳光汇聚到一点，加热工质（如水、熔盐、导热油等），产生高温高压的蒸汽或气体，驱动汽轮机发电的技术，它属于集中式、可调度的清洁能源。

发展现状

全球市场概况

• 装机规模：截至2025年底，全球光热发电累计装机容量已超过7吉瓦，虽然装机总量远不及光伏和风电，但其在特定领域（如长时储能、电网稳定性）的优势日益凸显。
• 主要市场：全球光热发电市场高度集中。
  • 美国：是早期和最大的市场，装机量约占全球一半以上，主要分布在加利福尼亚州（如Ivanpah, Solar Energy Generating Systems）。
  • 中国：是全球第二大市场，也是近年来增长最快的国家，中国在“十三五”和“十四五”期间建成了多个大型商业化光热电站,如青海德令哈50MW塔式电站。
  • 中东和北非：该地区拥有全球最优质的太阳能资源和强烈的电力需求，是光热发电的未来潜力市场，摩洛哥的Noor Ouarzazate Complex（努尔瓦尔扎扎特综合体）是全球最大的光热电站集群。
  • 西班牙：曾是全球光热发电的引领者，早期装机量巨大,但近年来因政策调整发展放缓。

技术路线与主流技术

商业化应用的光热发电技术主要有四种：

当前趋势：塔式+熔盐储热已成为全球新建大型光热电站的绝对主流,因为它在发电效率和储热成本之间取得了最佳平衡。

核心优势与挑战

核心优势：

1. 自带“储能”功能：这是光热发电区别于光伏最核心的优势，通过熔盐等储热介质，可以实现6-12小时甚至更长时间的持续发电，有效解决太阳能的间歇性问题，成为“可调度”的清洁电源。
2. 电网友好：出力稳定，可像传统火电一样根据电网需求进行调峰，提供转动惯量等辅助服务,有助于高比例可再生能源电网的稳定运行。
3. 高温热利用：产生的高温热能不仅可用于发电，未来还可用于工业供热、海水淡化、制氢等多元化应用,价值潜力巨大。
4. 无污染排放：发电过程不产生任何温室气体和污染物,是真正的绿色能源。

主要挑战：

1. 初始投资成本高：光热电站的单位千瓦造价远高于光伏和风电,这是其大规模商业化的最大障碍。
2. 占地面积大：需要大面积的平坦土地来布置镜场,对土地资源要求较高。
3. 技术复杂：涉及光学、热力学、材料、精密控制等多个领域,建设和运维技术门槛高。
4. 发电效率与成本：虽然效率高于光伏,但整体系统仍需进一步提升效率以降低度电成本。

发展趋势

面对全球能源转型和“双碳”目标，光热发电正迎来新的发展机遇,呈现出以下几个重要趋势：

成本持续下降，平价上网加速

• 规模化与技术迭代：随着电站规模越来越大，设计经验不断积累,单位千瓦的投资成本持续下降。
• 本土化与供应链完善：核心设备（如反射镜、吸热器、熔盐泵）的国产化和本地化生产,大幅降低了设备成本和建造成本。
• 度电成本目标：通过技术进步和规模化效应，光热发电的度电成本正朝着05-0.1美元/千瓦时的目标迈进,逐步具备与传统能源及部分新能源平价竞争的能力。

“光热+”多元化融合发展

这是光热发电未来最具想象力的方向，通过“光热+”模式,拓展其应用场景和商业价值。

• “光热+光伏”：在同一块场地上，光热和光伏电站协同运行，光伏在白天发电成本低，光热在傍晚和夜间利用储热持续供电，实现全天候稳定出力，最大化利用土地资源和电网消纳能力,这是当前最主流的融合发展模式。
• “光热+风电”：风光热一体化项目，利用光热的可调度性来平抑风电和光伏的波动性，形成一个稳定、可靠、可预测的综合能源基地。
• “光热+储能”：进一步延长储热时间，从目前的6-8小时延长到12小时以上，使其成为真正的“基荷电源”或“调峰电源”。
• “光热+其他”：利用光热产生的高温热能，为工业过程提供高温蒸汽（如水泥、钢铁行业），或用于大规模制氢，实现从“发电”到“供能”的跨越。

技术创新与效率提升

• 更高温度工质：探索使用比熔盐温度更高、稳定性更好的新型工质，如超临界二氧化碳等，以进一步提升朗肯循环效率,降低发电成本。
• 智能化运维：利用AI、大数据和数字孪生技术，对镜场进行智能清洗、精准追日和故障预警，大幅降低运维成本,提升电站运行效率。
• 新材料与新结构：研发更高反射率、更耐候的反射镜材料，以及更高效率、更耐高温的吸热器涂层和结构。

政策驱动与市场机遇

• 中国“沙戈荒”大基地建设：在中国的西部沙漠、戈壁、荒漠地区，建设风光大基地是重要战略，光热发电因其储能和调峰特性，被定位为保障大基地电力外送稳定性的关键“压舱石”，未来将在“沙戈荒”项目中获得大量应用机会。
• 全球碳中和承诺：在全球碳中和背景下，各国对长时储能和稳定清洁电力的需求日益增长，光热发电作为少数几种能够提供该技术的方案之一,将迎来更广阔的国际市场。
• 政策支持：各国政府通过提供投资补贴、税收优惠、强制配额（如中国的可再生能源配额制RPS）等方式,支持光热发电产业的发展。

光热发电正站在一个关键的转折点上，它已经走过了技术示范和商业化的初级阶段，虽然面临成本高、占地大等挑战，但其自带储能、电网友好、高温利用的核心优势,使其在全球能源转型中扮演着不可或缺的角色。

未来的光热发电，将不再是孤立的发电技术，而是以“光热+”为核心，与光伏、风电、储能、制氢、工业供热等深度融合，成为构建以新能源为主体的新型电力系统的重要支撑技术和关键调节电源，沙戈荒”大基地建设和全球碳中和浪潮的推动下,光热发电有望迎来新一轮的快速增长期。