光热发电深度报告.docx
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光热发电深度报告
光热发电深度报告《政策利好不断，行业前景可期》
关键结论与投资建议
我们看好未来几年光热发电的爆发式增长，随着需求的不断增加，相关企业将迎来黄金机会。
我们看好光热发电产业链相关企业，尤其是具备核心竞争力的龙头企业的机会，如首航节能、杭锅股份和中海阳等。
核心假设或逻辑
第一，光热发电的成本还有下降的空间，这主要依赖于三个方面：
技术进步、零部件国产化及规模化效应。
第二，中国拥有可建设光热电站的充沛的土地资源，我国光热资源的1%，就可以解决100％的电力需求。
另外，从光照条件来看，全国有三分之二以上的面积可以达到年光照时间2000小时以上。
其中有条件发展太阳能电站的沙漠和戈壁面积约为30万平方公里，占我国沙漠面积的33%。
仅10万平方公里的年发电量便可达60000亿千瓦时，高于2014年全年的用电需求。
。
第三，带储能的光热发电相对于光伏发电，具备电网友好型的特点，未来能够作为基荷与光伏和风电等新能源配合使用。
第四，未来几年，光热发电将迎来爆发。
近期1GW示范项目的建设将会为相关企业带来业绩的爆发，长期来看，2020年至少3GW，2030年更高装机的目标规划都为相关产业带来长期景气周期。
第五，光热发电属于资金和技术密集型行业，进入壁垒较高，寡头龙头格局会维持相对较长时间。
与市场预期不同之处
市场认为，光热发电和光伏发电是非此即彼的选择，我们认为，两者可以实现互补性发展。
光伏发电成本相对较低，但不够稳定，光热发电相对更为稳定，可作为基荷使用。
因此，未来的可能是光热发电和光伏发电同时并存的状态.
股价变化的催化因素
第一，国家出台相关政策，比如近期的示范项目、十三五光热相关规划等。
第二，出现新的革命性的技术路线，可。
核心假设或逻辑的主要风险
第一，政策不达预期。
第二，成本维持高位。
光热发电越来越受到政策支持
近几年光热发电不断受到政策的支持
太阳能光热发电作为一种较为稳定、环保的新能源电力生产技术，已成为全球多个国家重点支持发展的战略性新兴产业。
一直以来，我国针对光热发电行业发展发布了一系列相关政策。
早在2006年科技部颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》和2007年国家发改委颁布的《可再生能源中长期发展规划》两份文件中，我国就把太阳能热发电明确列为重点和优先发展方向。
2012年7月，国家能源局印发的《太阳能发电发展“十二五”规划》提出，到2015年底太阳能热发电装机达到1000MW，到2020年装机达到3000MW，虽然目前看来，2015年这一目标实现的可能性很小，但国家对光热发电的支持力度可见一斑。
2014年11月，国家发展和改革委员会公布的《国家应对气候变化规划（2014-2020年）》再次提到了要鼓励太阳能热发电示范项目的实施。
该规划指出了控制温室气体排放的九大主要措施，而太阳能光热被列入优化能源结构的行动措施之一。
表1：
光热发电相关政策
时间
政策名称
相关内容
2015年9月30日
《关于组织太阳能热发电示范项目建设的通知》
《通知》支持的示范项目应达到商业应用规模，单机容量不低于5万千瓦。
《通知》的发布意在通过示范项目建设，培育若干具备全面工程建设能力的系统集成商，以适应后续太阳能热发电发展的需要。
2015年9月30日
《太阳能热发电示范项目技术规范（试行）版》
《技术规范》提出了水工质塔式光热发电示范工程技术要求、熔盐塔式光热发电示范工程技术要求和槽式太阳能热发电示范工程技术要求。
2015年8月25日
《关于下达2015年能源领域行业标准制（修）订计划的通知》
《通知》共涉及7项热利用的相关标准项目，5项为太阳能热利用标准项目。
2015年1月26日
《2014年第二批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》
《通知》包括《光热发电工程规划报告编制规程》、《太阳能发电工程光资源评估办法》。
2014年11月27日
《重大节能技术与装备产业化工程实施方案》
《方案》鼓励采用太阳能工业热利用系统。
2014年11月19日
《关于深化太阳能光热应用加快太阳能光热产业转型发展的指导意见》（山东）
《指导意见》提出了太阳能光热产业转型发展的总体思路、主要目标和重点任务。
2014年11月
《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》
该行动计划提出“要稳步实施太阳能热发电示范工程”，并把太阳能热发电列为20项重点创新领域之一。
2014年8月
《定日镜质量试验方法》、《定日镜跟踪误差测试方法》
确定了太阳能塔式电站用定日镜的质量界定的基本技术要求、检测装置和检测方法以及跟踪精度的测试方法。
2014年8月23日
国家发改委价格司批准了我国首个光热发电示范项目的上网电价为1.2元/kWh。
2014年8月11日
宁夏财政会同宁夏住建厅通过专家评审确定光电、光热综合利用方面的10个项目作为财政支持重点，下达了预算资金1311万元，支持可再生能源推广示范面积47335平方米，其中核定光热集热器面积3720平方米，光电847.85KWP。
2014年5月8日
《广东省主体功能区产业发展指导目录（2014年本）》。
太阳能热发电集热系统、太阳能中高温利用技术开发与设备制造被列入其中。
太阳能热发电集热系统位列新能源鼓励门类的第一项。
2014年5月5日
《山东省太阳能集热系统财政补贴资金使用管理暂行办法》
《暂行办法》规定高等教育、中等职业教育、基础教育学校、公共医疗卫生机构，敬老养老机构可申报太阳能集热系统财政补贴资金，从省级节能专项资金中列支，一次性享受财政补贴最高不超过120万元。
2013年12月1日
《国家能源局关于下达2013年第二批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》
《光热发电工程安全验收评价报告编制规定》和《光热发电工程安全预评价报告编制规定》两项标准被列入计划其中。
2013年7月4日
《中国太阳能热发电产业政策研究报告》
该报告重点研究国际太阳能热发电技术进展、产业现状、政策经验和发展趋势，分析我国太阳能热发电技术现状、产业基础及发展中面临的突出技术和政策问题，提出促进我国太阳能热发电产业发展的具体政策建议和措施。
2013年3月17日
《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》
该目录涉及到了太阳能热发电行业数十项相关产品和装备、技术服务。
2012年8月
《太阳能发电“十二五”规划》
规划提出到2015年底，我国太阳能热发电完成总装机容量1000MW，到2020年装机达到3000MW。
2012年8月
《聚光型太阳能热发电术语》
规定了聚光型太阳能热发电中关于基本定义、材料与部件、装置、系统与发电并网中的相关术语，适用于聚光型太阳能热发电中聚光、光热转换、储热、发电及并网等过程。
2012年7月
“十二五”国家战略性新兴产业发展规划
该发展规划提出要积极推动多元化太阳能光伏光热发电技术新设备、新材料的产业化及其商业化。
2015年之前要掌握太阳能发电、热利用关键技术，太阳能利用设备及其新材料的研发制造能力大幅提高，开展太阳能热发电试验示范。
规划2020年底完成太阳能发电装机容量5000万千瓦以上，太阳能热发电实现产业化和规模化发展。
2011年5月
《产业结构调整指导目录（2011年本）》
将光热发电列为新能源鼓励门类的第一项。
2007年9月4日
《可再生能源中长期发展规划》
《规划》提出在内蒙古、甘肃、新疆等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地，建设太阳能热发电示范项目。
到2010年，太阳能热发电总容量达到5万千瓦。
到2020年太阳能热发电总容量达到20万千瓦。
2006年1月20日
《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》
《规划》提出重点发展太阳能热发电等关键技术、组件和成套设备，掌握太阳能发电全产业链的核心技术、生产工艺与设备。
资料来源：
CSPPLAZA光热发电网、国信证券经济研究所整理
示范项目名单或于近期公布
2015年9月30日能源局发布《关于组织太阳能热发电示范项目建设的通知》。
《通知》支持的示范项目应达到商业应用规模，单机容量不低于5万千瓦。
《通知》的发布意在通过示范项目建设，培育若干具备全面工程建设能力的系统集成商，以适应后续太阳能热发电发展的需要。
这一《通知》的发布在光热发电的历史上将是具备里程碑意义的事件，因为示范项目的实施将在成本核算、补贴发放、技术路线的选择等各方面为未来光热发电的发展提供有力的技术及实际案例支撑。
我们预计获准进入示范项目的名单或将于近期公布，这将是国内规模化的对光热发电进行补贴的开始，为未来光热发电标杆上网电价的发布提供事实依据。
而名单的公布短期也会在政策层面为行业带来机会。
光热发电概述
光热发电是利用太阳的热资源进行发电的技术
太阳能热发电（CSP）是一种通过聚光装置将太阳光汇聚到吸热装置，并经传热换热产生高温气体或流体，再通过机械做功直接转化为三相交流电的发电形式。
塔式技术具备更加广泛的适用性
目前的聚光装置包括槽式、塔式、碟式和菲涅尔式。
其中，槽式和塔式使用较为广泛。
蝶式和菲尼尔式光热技术虽然应用相对较少，但因为具备其特定的优点有一些示范项目在运行。
通过对四种技术路线的优劣势比较，我们认为，塔式技术更具备储热和大规模的应用的潜质，更适合中国光照条件较好地区的昼夜温差大、自然环境恶劣、可规模化开发的特点。
而塔式技术的储热功能使得其更具备电网友好型性，与光伏和风电搭配后可在一定程度上解决新能源并网的诸多问题。
表2：
光热发电各技术路线对比
原理
优点
缺点
槽式
槽式光热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，其原理是利用槽型聚光反射镜将太阳能辐射反射聚焦到高温集热管上，从而加热集热管中的传热工质，再经过换热系统产生高温高压的过热蒸汽，最后驱动蒸汽轮机发电。
槽式光热发电技术经过近三十年的实践验证，技术标准、运营经验以及分析数据方面已经相对成熟，也基本实现了商业化。
其结构简单，建造成本较低，并且应用灵活，可以将多个聚光吸热装置经过串联和并联进行排列，构成较大的光热发电系统。
槽式光热发电过程需要大量用水，运行成本高。
装置聚光比率小、传热工质温度难以提高、系统综合效率低。
其热传递回路长，热能耗散始终是个问题。
塔式
塔式太阳能光热发电系统是在空旷的地面上建立一个中央吸收塔，塔的周围安装一定数量的定日镜来将太阳光反射到塔顶的吸热器，吸热器进而对传热工质进行加热并产生高温蒸汽，从而推动汽轮机进行发电。
塔式技术聚光倍数高、工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高。
另外，其跟踪系统简单，抗风能力强，所以在中温热发电方面有其独到优势。
塔式系统前期建设一次性投资过大且较难降低成本，缺乏大规模发电装置运行的实际经验。
塔式装置的聚光镜距离塔顶太远，光能损耗更大。
另外塔式系统的每台定日镜都需要一个单独的二维跟踪设备，装置结构和控制系统复杂，维护成本较高。
碟式
碟式太阳能热发电系统又称盘式系统，是目前世界上最早出现的太阳能动力系统。
主体由许多镜子拼成的抛物面反射镜组成，接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到750℃左右后驱动发动机进行发电。
碟式光热装置的聚光效果好、气动阻力低、用水量少，是各种光热发电技术中转化率最高的。
其结构紧凑、安装方便，运行费用低，非常适合分布式小规模能源系统。
另外，碟式系统能够适应日照时间长的沙漠和戈壁地区。
碟式装置所需要的聚焦器较复杂，其对光学和机械系统的精度要求使得无论在设计加工还是运行中都会遇到一些问题。
此外，碟式光热装置单机规模受限，造价昂贵。
菲涅尔式
线性菲涅尔式太阳能光热发电系统采用靠近地面放置的多个几乎是平面的镜面结，先将阳光反射到上方的二次聚光器上，再由其汇聚到热吸收管，并将其中的水加热产生270℃左右的蒸汽直接驱动后端的涡轮发电机。
相比于槽式光热发电系统结构，菲涅尔式系统更为简单，且吸热管无需真空处理，降低了技术成本和难度。
另外，其建设和维护成本也相对较低。
菲涅尔式系统由于聚光倍数只有数十倍，因此加热的水蒸气质量不高，使整个系统的年发电效率仅能达到10%左右。
资料来源：
北极星太阳能光伏网、国信证券经济研究所整理
光热发电的储热功能是其相对于光伏发电最大的优势
9月20日，能源局公布《2015年1-9月光伏发电建设信息简况》。
1-9月全国累计光伏发电量306亿千瓦时，弃光电量约30亿千瓦时，弃光率为10%；弃光主要发生在甘肃和新疆地区，其中，甘肃省弃光电量17.6亿千瓦时，弃光率28%，新疆（含兵团）弃光电量10.4亿千瓦时，弃光率20%。
随着建设规模的持续扩大，未来光伏的弃光率还有增高的可能。
我们认为，光伏发电被弃的主要原因是光伏发电不够稳定，对电网不够友好，使得电网企业对光伏并网接入有所顾忌。
光热发电和光伏发电最为重要的差别在于光热发电可以先将太阳能以热能的方式储存起来，并在必要的时候转化成电能输送到电网。
而储能对于弥补太阳能发电的间歇性，以及对电网的调峰能力具有非常重要的意义。
可以说，具备储能功能的光热发电是一种电网友好型发电方式，是可以与核电及火电一样作为基荷使用的电源。
光热发电本仍有下降空间
目前，制约太阳能热发电的关键是成本问题。
光热发电的初始投资成本远高于其他发电方式，度电成本也较高。
不过，未来光热发电的成本还有较大下降空间，这主要体现在三个方面。
首先是技术路线的不断优化升级，比如发现工作温度更高工作介质、高温度决定了高热值转化效率；还比如，后续随着导热介质耐受温度的提高，热效率将大幅提升，光热发电的成本下降将可能是几何级的。
（目前首航节能光热发电的核心设备之一吸热器的材料是公司自有知识产权的SHBG-2第二代材料，耐受温度可以到600度，耐受温度可达到700度以上SHBG-3第三代材料已经出来，未来可以做到900度以上）。
其次是关键生产部件的国产化，目前光热发电系统里面还有相当一部分零部件需要国外进口，而国产化后可使投资成本降低；
第三个成本下降途径是规模效应。
这个规模效应体现在两个方面，一是装机容量的增加，这样单位投资成本会出现下降；二是随着光热电站建设规模的增加，原材料和零部件的规模效应也会显现，目前在光热建设规模很小的情况下，很多零部件都需要定制，大大增加了零部件的制作成本。
美国能源部提出2020年的SunShot计划目标，届时实现光热发的的度电成本削减至6美分/kWh，这一价格与传统燃气发电相差无几。
如果这个价格能够实现，光热发电的普及将指日可待。
光热发电市场空间巨大
国内可供开发土地资源异常丰富
我国拥有丰富的太阳能资源，有专家测算，以年发电量来测算，中国潜在的太阳能集热可发电量为420000亿千瓦时/年，而2014年全社会用电量仅为55233亿千瓦时。
仅需用约1％的国土面积来发展光热发电，就可以解决我国100％的能源需求。
另外，从光照条件来看，全国有三分之二以上的面积可以达到年光照时间2000小时以上。
尤其是西部和北部地区，土地和太阳能资源可以满足光热大规模发电的需要，其中有条件发展太阳能电站的沙漠和戈壁面积约为30万平方公里，占我国沙漠面积的33%。
其中，甘肃河西走廊、青海、西藏以及新疆的哈密和吐鲁番地区的光热资源条件较好。
以目前唯一投入商业化运营的中控德令哈电站为例，该电站一期装机容量为10MW，占地面积约500亩，稳定之后年发电利用小时数可达2000小时左右，照此测算，仅10万平方公里的年发电量便可达60000亿千瓦时，高于2014年全年的用电需求。
光热发电未来几年将保持高速增长
全球光热资源丰富。
全球光热发电市场主要分布在南欧、北非、中东、南非、南亚、中国、澳洲、北美与南美。
截止2014年4月底，全球已投入运行的光热电站约4GW，其中约93%集中于西班牙与美国；在建约1.6GW，主要分布在美国、西班牙等国家。
表3：
目前全球在运行光热电站（不完全统计）
电站名称
建设企业
装机量（MW）
技术路线
国家
状态
Ivanpah
BrightSource、NRG能源子公司、NRG太阳能公司、Bechtel
392
水工质塔式
美国
在运行
CrescentDunes
Cobra、Santander、SolarReserve
110
塔式熔盐
美国
在运行
Mojave
Abengoa
280
槽式
美国
在运行
Solana
Abengoa
280
槽式
美国
在运行
SEGSI
Cogentrix
14
槽式
美国
在运行
SEGSII
Cogentrix
30
槽式
美国
在运行
SEGSIII
NextEra
30
槽式
美国
在运行
SEGSIV
NextEra
30
槽式
美国
在运行
SEGSIX
NextEra
80
槽式
美国
在运行
SEGSV
NextEra
30
槽式
美国
在运行
SEGSVI
NextEra
30
槽式
美国
在运行
SEGSVII
NextEra
30
槽式
美国
在运行
SEGSVIII
NextEra
80
槽式
美国
在运行
NevadaSolarOne
AccinaEnergia
64
槽式
美国
在运行
GenesisSolar
NextEra
250
槽式
美国
在运行
MartinNextGenerationSolarEnergyCenter
FloridaPower&Light
75
槽式
美国
在运行
Andasol
ACSCobra
150
槽式
西班牙
在运行
Arenales
Ecolaire
50
槽式
西班牙
在运行
LaAfricana
MagtelRenewables
50
槽式
西班牙
在运行
Gemasolar
Sener、Masdar
20
塔式
西班牙
在运行
Solaben1
Abengoa
50
槽式
西班牙
在运行
Solaben6
Abengoa
50
槽式
西班牙
在运行
Manchasol1
ACSCobra
50
槽式
西班牙
在运行
Manchasol2
ACSCobra
50
槽式
西班牙
在运行
Redstone
SolarReserve、ACWAPower
100
塔式电站
南非
在运行
NOOR1
TSK
160
槽式
摩洛哥
在运行
Shams1
Masdar、Total、Abengoa
100
槽式
阿联酋
在运行
迪拜
Cleanergy
100
碟式
阿联酋
在运行
ArchimedeISCC
Archimede
5
槽式
意大利
在运行
Jaisalmer
印度信实电力公司
100
菲涅尔式
印度
在运行
八达岭1.5MW塔式聚光光热电站示范项目
中国科学院电工研究所、皇明太阳能集团
1.5
塔式
中国
在运行
江苏江阴1MW塔式光热发电示范项目
江阴润阳储能技术有限公司
1
塔式
中国
在运行
青海中控德令哈
中控新能源
10
塔式
中国
在运行
天津
首航光热
1
槽式
中国
在运行
河北宣化2*400米菲涅尔回路示范项目
北京兆阳光热技术有限公司
1
菲涅尔式
中国
在运行
华能三亚
华能清洁能源技术研究院、华能海南公司
1.5
菲涅尔式
中国
在运行
三亚1.5MWth菲涅尔式示范项目
华能集团
1.5
菲涅尔式
中国
在运行
西藏柳梧新区1MW聚光太阳能分布式热电联供示范项目
兰州大成科技股份有限公司
1
菲涅尔式
中国
在运行
鄂尔多斯乌审旗100kW碟式太阳能光热示范电站项目
鄂尔多斯华原集团、Cleanergy、宏海新能源
0.1
碟式
中国
在运行
云南楚雄1MW碟式斯特林光热示范电站
西航动力
1
碟式
中国
在运行
三花内蒙古1MW碟式光热示范项目
三花股份
1
碟式
中国
在运行
资料来源：
cspplaza等 国信证券研究所整理
IEA（国际能源署）可再生能源部门主管PaoloFrankl预测光热发电的运行装机到2050年将满足全球11%的电力需求。
届时，全球光热发电装机可实现982GW的在运行规模，年发电量将达到4380TWh，其中中国市场到2030年将达到29GW装机，到2040年翻至88GW装机，到2050年将达到118GW装机。
表4：
建设中的光热电站（不完全统计）
电站名称
建设企业
装机量（MW）
技术路线
国家
状态
Bokpoort
TSK
50
槽式电站
南非
调试中，将于2016年初投运
KhiSolarOne
Abengoa
50
塔式电站
南非
建设中，预计2016年投运
KaxuSolarOne
Abengoa
100
塔式电站
南非
建设中
XinaSolarOne
Abengoa
100
槽式
南非
建设中
NOOR2
Sener
200
槽式
摩洛哥
建设中
NOOR3
Sener
150
熔盐塔式
摩洛哥
建设中
CerroDominador
Abengoa
110
塔式熔盐电站
智利
建设中
Ashalim-1
Alstom、BrightSource
121
塔式电站
以色列
建设中
中广核德令哈
中广核太阳能开发有限公司
50
槽式
中国
建设中
青海格尔木
青海光热电力集团
200
塔式
中国
建设中
敦煌
首航节能
110
塔式熔盐
中国
建设中
敦煌
兰州大成科技股份有限公司
110
菲涅尔式
中国
建设中
张家口
北京兆阳光热技术有限公司
50
改良菲涅尔式
中国
建设中
张家口
深圳华强兆阳能源有限公司
15
改良菲涅尔式
中国
建设中
资料来源：
cspplaza等 国信证券研究所整理
根据早期规划，2020年中国光热发电装机容量将达到3GW，而前期能源局的示范项目规划的规模就达1GW，加上十二五期间中国在光热领域技术的厚积薄发，我们认为，2020年装机达到3GW的规模是有极大可能的。
实际上，目前各企业规划建设的光热电站规模就大3GW以上。
表5：
规划或开发中的光热电站（不完全统计）
电站名称
建设企业
装机量（MW）
技术路线
国家
状态
CrossroadsSolarEnergyProject
SolarReserve
150
塔式
美国
规划中
GaskellSunTower
eSolar
245
塔式
美国
规划中
Quartzsite
SolarReserve
100
塔式
美国
规划中
SaguacheSolarEnergyProject
SolarReserve
200
塔式
美国
规划中
HyderValleySolarEnergyProject
Iberdrola
325
槽式
美国
规划中
亚洲新能源德令哈50MW光热发电项目
亚洲新能源太阳能发电（德令哈）有限公司
50
塔式
中国
规划中
青海德令哈
国家电力青海新能源开发有限公
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