太阳能光热.docx

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太阳能光热

太阳能光热发电材料

一、全球太阳能光热发展形势

在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。

太阳能以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点。

中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。

在太阳能产业的发展中，太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的，其产业化进程也较光伏电池、太阳能发电等产业领先一步。

发展替代能源是我国经济实现可持续发展的前提。

十一五期间，在现有的能源和资源边界的约束下，能源替代这一有助于解决经济可持续发展瓶颈问题的产业，孕育着重大投资机会。

在我国未来的能源消费格局中，决定不同形式能源的应用及发展前景的决定因素有两点，一是能源使用过程中的内外部成本，二是后继储量以及是否可再生。

上个世纪70年代暴发的石油危机，迫使人们寻找其它可替代能源，太阳能集热发电因此得到各国政府的重视，最早一批商业化的太阳能热发电厂由此得以兴建，并运行至今。

太阳能集热发电在经历了80年代的第一次起飞之后，由于石油价格回落，能源的政治敏感度相应降低，而太阳能集热发电自身，又面临着单位投资大，短时间内缺乏必要的降低成本的技术突破等问题，发展渐趋缓慢，十几年中甚至接近于停滞。

近年来，由于能源安全和环境问题，各国相继出台经济扶持和激励政策，太阳能集热发电产业也随之再次升温并成为热点。

各国光热扶持政策的出台有望引爆第二轮光热大发展。

表1近期全球光热政策

二、中国鼓励政策初现端倪，产业链建设已逐渐启动

2009年科技部成立“太阳能光热产业技术创新战略联盟”，开始发动一轮光热攻坚战。

该联盟成员目前包括中科院电工所、华电集团、皇明太阳能、金晶集团、西安航空动力集团、大明玻璃、中国电力工程顾问集团等41家企业、大学和研究所。

2010年5月，中航通用槽式太阳能热发电产业项目落户云南沅陵，一期设计200MW槽式太阳能热发电工程化成套设备产能。

2010年7月，CSP太阳能光热发电产业研发生产示范基地落户东营经济技术开发区，总投资30亿，一期投资10亿，设计年产1000台43千瓦碟式斯特林太阳能发电机。

2010年12月，由中国科学院电工研究所和皇明太阳能股份公司共同合作研制、具有完全自主知识产权百米长塔式太阳能集热系统，在延庆八达岭太阳能热发电基地竣工。

2011年2月，中科院电工研究所太阳能热发电实验室成功研制了世界首台太阳能热发电站仿真机，可对太阳能热发电站运行全过程仿真。

2011年4月，中海阳禅德太阳能反射系统生产项目在成都开工，产能对应800MWCSP电站对镜场的需求。

政策的进一步鼓励也表明政府发展光热发电的决心。

2010年国务院颁布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》明确提出要“开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场”。

发布的“十二五”规划纲要也再次明确了要重点发展包括太阳能热利用和光伏光热发电在内的新能源产业。

2011年5月中旬发布的《产业结构调整指导目录》又再一次强调了光热发电的特殊地位。

国家发改委日前发布的《产业结构调整指导目录（2011年本）》中，新能源作为单独门类，首次进入指导目录的鼓励类，而“太阳能热发电集热系统开发制造”则被列为新能源大类中的第一条。

注意到，国内相关产业链的建设已经悄然展开。

财政部、国家发改委、国家能源局2012年4月5日公布《可再生能源电价附加补助资金管理暂行办法》，明确了可再生能源电价附加补助资金政策。

《办法》规定，可再生能源电价附加补助资金原则上实行按季预拨、年终清算，对公共可再生能源独立电力系统给予每千瓦每年0.4万元的电价附加补助。

而专为可再生能源发电项目接入电网系统的工程，按距离远近可获得每千瓦时0.01-0.03元的补贴。

《办法》还规定，风力、生物质能、太阳能、地热能和海洋能等可再生能源发电项目上网电量的补助标准，根据可再生能源上网电价、脱硫燃煤机组标杆电价等因素确定，补助资金原则上实行按季预拨、年终清算。

国家投资或者补贴建设的公共可再生能源独立电力系统的销售电价，执行同一地区分类销售电价，其合理的运行和管理费用超出销售电价的部分，通过可再生能源电价附加给予适当补助，补助标准暂定为每千瓦每年0.4万元。

三、国内外相关技术发展概况和趋势

1、光热发电的产业链及关键技术

完整的光热发电产业链包括基本材料、主机设备的供应、系统的设计集成、电站的管理运营等部分。

其中，原材料主要包括钢铁、玻璃、导热物质和储热材料，这些材料需要满足一定指标要求，如玻璃的透光率、储热材料的工作温度范围等；设备方面，太阳能光热电站的最重要设备包括反光镜、接收器、涡轮机以及储热储能设备等。

图1光热发电产业链

光热发电的关键技术也主要集中在上述环节，包括高反射率高精度反射镜、高温吸热器技术、高温储热技术、高热流密度下的传热以及各种相应设备的制造工艺和电站系统的设计、集成和控制技术等。

2、光热发电成本：

技术进步和规模效应将显著降低成本

光热发电的成本具有显著的规模效应，规模越大，成本越低。

目前在美国，建设一个聚光光热电站的平均成本超过4000美元/KW。

例如，AccionaEnergy在美国内华达州博尔德市建设的64MW太阳能光热电站，其总投资达2.6亿美元，平均成本约为4100美元/千瓦。

不过系统的开发人员坚信随着设计上的逐步改进，建设成本会显著降低，使得光热发电与传统的发电方式成本相比具有竞争力。

从建设成本的构成来看，反光镜、接收器、储热储能装臵和包括涡轮机所在的发电机组是最为关键的设备，这几个部分占到了整个电站建设的50%以上。

图2光热电站建设成本构成

资料来源：

EuropeSolarPowerAdvisory

太阳能光热电站一般建在日照时间较长的地方，如中东地区，每年可达3000小时。

从发电成本看，美国的槽式太阳能光热发电平准化电力成本（LCOE）约为每千瓦时0.12-0.18美元（无储能），这比屋顶式光伏发电的每千瓦时0.2-0.8美元具有一定优势。

随着技术的发展，CSP电力的成本还会不断下降，预计2015年达到每千瓦时0.08-0.11美元，到2020年低于每千瓦时0.07美元。

图3光热发电成本构成（2009-2020）

资料来源：

GigatonThrowdown

3、技术趋势：

短期看槽式，长期向塔式、蝶式过度

图4各类CSP市场占有率比较

资料来源：

Meteonorm

槽式和菲涅尔都属于线式聚焦系统，耗材少，结构部件简单，于实现工业上标准化批量生产和安装。

对太阳的跟踪一般采取单轴跟踪，多个聚光集热器单元只作同步跟踪，跟踪装置也可大为简化。

因此，槽式成为最先实现商业化的太阳能光热发电方式，但是，从长期看，光热需要继续提高系统效率并降低成本，发电方式应向塔式和蝶式过度。

双轴跟踪精度更高。

塔槽式的单轴跟踪的精度低,余弦效应导致的对光的损失非常高，每年平均可达到30%，仅适用于跟踪精度要求不高或阳光充裕的地方。

塔式和斯特林碟式则为点式聚焦系统，采用双轴跟踪的方式，跟踪精度更高。

点聚焦工作温度高。

由于线式聚焦比点式分散，散热面积也大，尽管槽式吸热管设计了真空层以减少对流带来的损失，但其辐射损失仍然随温度的升高而增加，热损耗大。

且线性的聚光比小，一般在50左右，塔式可到几百，斯特林的聚光比在可从几百至上千。

因此，槽式和菲涅尔的传热介质一般在400℃左右，属于对太阳能的中低温利用；而塔式和斯特林的聚焦温度则可高达1000℃。

高工作温度既提高发了电效率，更重要的是具有了提供热储存的温度区间，以备阴天或者调峰发电。

塔式设计灵活、寿命更长。

为了保障运行效率，槽式必须使用利于维持高温的真空管作为吸热部件，而塔式可以使用非真空的吸热器进行光热转换，因此热交换部分的寿命优于依赖于真空技术的槽式聚光系统。

槽式和菲涅尔对于地表倾斜度的要求也比较高，一般地面坡度不得超过1%。

而塔式对于地面坡度的要求则会稍为灵活一些。

4、碟式斯特林系统才是未来最具商业发展前途的技术路线形式

碟式斯特林太阳能发电系统具有规模优势、转换效率最高、最具商业前途。

但是碟式斯特林太阳能热发电系统在国内的推广的瓶颈在于斯特林发动机的开发。

斯特林发动机优点：

振动小、噪音、排放低；

因为进气压力较小，循环压力比低（一般为1.5-1.8，而内燃机的至少在7以上），因此压力变化平缓，因而运行平稳、安定。

结构简单、单机容量小；

无需燃气压缩机,无需排气装置，比内燃机少50%的零部件；机组容量从20-50kw,维护成本较低。

燃料选材广泛：

可用任何种类的燃料如天然气、丙烷、氢气、柴油、燃料油、垃圾填埋气、煤层气（甲烷）、工业废气、太阳能等;

热能效率高且出力和效率不受海拔高度影响；

由于吸热和放热均是在等温下进行的，即等温压缩和等温膨胀，因而满足了热力学第二定律对最高效率的要求。

在理论上斯特林发动机的循环效率与卡诺循环的效率是相等的。

一般回热器的效率ε=0.98～0.99，所以斯特林发动机有较高的热效率。

斯特林发动机高的扫气容积功率是普通的活塞式内燃机所望尘莫及的。

上述特点也就决定了斯特林发动机在动力工程和能源利用等领域有着广阔的应用前景。

斯特林SunCatcher技术具有超过20年经营历史的记录。

该设备已在太阳直射下运转超过25000小时。

自1984年以来，该公司的太阳能碟式斯特林设备已成功地保持了将太阳能转换到电网质量的电力的世界转换效率纪录。

Suncatch系统：

模块化易于组装与维护

SunCatch：

峰值转换效率高达30%以上商业网络电力转换效率世界纪录。

四、玉门市太阳能光热发电产业发展情况

玉门市地处内陆地区，日照时间长，属温暖带干旱性气候，全市年平均照时数为3110.5小时，年日照百分率为69％，全年太阳辐射总量在6194.96MJ/m2，属国家太阳能资源分布二类地区，仅次于西藏地区，是建设太阳能发电的理想地域，也是典型的光能资源富集区。

加之玉门市地处西部内陆地区，土地平坦开阔、地质地形条件优越、电力上网便捷、交通运输便利、供水水源有保障，完全符合太阳能发电项目建设要求，产业发展潜力巨大，开发利用前景十分广阔。

太阳能资源和荒漠戈壁资源丰富。

特别适宜建设大规模太阳能发电场。

规划到2016年，玉门市太阳能发电装机规模将达到500万千瓦，其中太阳能光热发电装机达到200万千瓦。

目前玉门市已拿到10兆瓦份额的大唐天威四零四矿区槽式太阳能光热项目，一期1.5兆瓦已建成正在调试运行，在建8.5兆瓦。

规划建设的青岛联讯50兆瓦太阳能光热发电项目开展前期工作文件已上报酒泉能源局，年产10000套斯特林太阳能光热装备制造项目已完成备案，初步选址已完成，目前正在开展前期工作，计划年内开工建设，2014年6月投入生产。

五、太阳能光热产业发展优惠政策

（一）、土地政策

1、投资者在玉门市投资建设项目用地，可通过招拍挂等方式取得土地使用权；也可逐年缴纳租赁费，按年使用。

2、使用原无偿划拨的土地，投资兴办工业、交通、能源等项目，土地出让金按当地土地等级类别最低地价的40%收取。

3、以出让方式取得土地使用权，加工业项目土地出让金可在3年内按协议分批缴纳，第一次应交清出让金总额的70%，用地单位除不可抗力因素外，不得造成土地闲置，造成闲置的按国土资源部《闲置土地处置办法》的有关规定予以处理。

（二）、税收政策

1、对销售生产原料中掺兑废渣比例不低于30%的特定建材产品和生产销售农业滴管产品免征增值税。

2、对销售以垃圾为燃料生产的电力或者热力（垃圾用量占发电燃料的比重不低于80%，生产排放达到一定标准或者有关规定），采用旋窑法工艺生产并且生产原料中掺兑废渣比例不低于30%的水泥（包括水泥熟料）等产品，实行增值税即征即退。

3、对销售自产的以煤矸石、煤泥、石煤、油母页岩为燃料（比重不低于60%）生产的电力和热力，利用风力生产的电力，以及部分符合条件的新型墙体材料等产品，实行增值税即征即退50%。

4、对销售自产的综合利用生物柴油（废气的动物油和植物油用量占生产原料的比重不低于70%）产品，实行增值税先征后返。

5对销售小型火力发电单位生产的电力，以自己采掘的砂、土、石料或其他矿物连续生产的砖、瓦、石灰，原料中掺有煤矸石、石煤、粉煤灰、烧煤锅炉的炉底渣及其他废渣生产的墙体材料等的一般纳税人，可按简易办法，按照6%的征收率计算纳税，并准许开具增值税专用发票。

6、投资装机容量为5万千瓦（含）以下的水力发电为小型水力发电单位，可以按简易办法征收6%的增值税；也可以按增值税一般纳税人管理减半征收增值税。

7、企业从事环境保护、节能节水项目，包括公共污水处理、公共垃圾处理、沼气综合开发利用、节能减排技术改造等符合条件的项目所得，自项目取得第一笔生产经营收入所属纳税年度起，第1年至第3年免征企业所得税，第4年至第6年减半征收企业所得税。

8、对国家需要重点扶持的高新技术企业，拥有核心自主知识产权并符合条件的减按15％的税率征收企业所得税。

9、企业安置残疾人员的，在按照支付给残疾职工工资据实扣除的基础上，按照支付给残疾职工工资的100%加计扣除应纳税所得额。

10、企业以《资源综合利用企业所得税优惠目录》规定的资源作为主要原材料，生产非国家限制和禁止并符合国家和行业相关标准的产品取得的收入，减按90％计入收入总额，对纳税确有困难的装备制造企业，经申请报批，可给予定期减征或免征房产税和土地使用税。

3、人才政策

1、凡玉门市企、事业单位引进的急需的专业技术人才，如从事高新技术产业、重点工程、新兴学科的带头人（博士、硕士、副高以上职称）或者持有个人发明专利、技术成果愿在我市创业、合作的专业技术人员，能够带动一个产品、一个产业、一个乡镇发展的专业技术人才以及我市急需的各类专业人才，视其个人意愿，可考入，也可从各对口专业大学品学兼优的毕业生中聘用。

在玉门市工作期间，经市政府确认后，享受一定的政府特殊生活补贴。

2、由政府引进到高科技和高新技术企业工作的大学本科以上高校毕业生，实行财政补贴和政府、企业双重管理制度，每人每月补贴1000元以上，工作满三年考核合格表现突出的，在事业单位招聘人员时优先聘用。

对愿意来玉门市工作的博士、硕士、急需的高层次专业技术人才和注册人才，面向社会公开招聘，除了在工资报酬、子女入学等方面给予优惠外，市财政和用人单位在住房方面分别给予3万元、2万元、1万元的补助。

（三）收费及扶持政策

1、外商投资企业到玉门境内再投资的项目，外资比例达到25％（含25％）以上的，视同外商投资企业，享受相应的优惠政策。

2、新投资建设的政府鼓励类项目，征收国家和省、市规定的行政性规费时，按下限征收。

国家和省、市政府明令取消的收费项目，一律不准收取。

3、新建的科技含量高、附加值高、市场占有率高、有利于培植财源的项目，项目投产后所需流动资金贷款的，由市财政局、工业和信息化局审查确认后，联合逐级上报，争取上级有关部门的贴息补助。

4、对吸纳本地持有《就业失业登记证》人员达到现有职工总数30%以上的企业，给予200万元以内的小额担保贷款，在劳动合同期限内给予社会保险补贴和技能培训补贴。

对符合国家产业政策的节能、节水、节地、节材、资源综合利用等项目，金融机构给予优先贷款等信贷支持，并积极提供配套金融服务。

5、鼓励支持高新技术产品出口。

对高新技术产品研究开发项目，节能降耗，减少污染、促进环境保护的项目，提高产品质量和档次、增加品种规格、增强市场竞争力的项目，推动产品结构调整的项目等符合条件的企业，逐级申报争取国家对高新技术出口产品技改项目贷款给予贴息、对研发项目给予资金支持的扶持政策。

6、鼓励企业实施节能技术改造。

对符合条件的燃煤工业锅炉（窑炉）改造、余热余压利用、节约和替代石油、电机系统节能和能量系统优化等节能技术改造项目，逐级申报争取国家财政奖励支持，根据节能量按250元／吨标准煤奖励。

甘肃省电网销售电价表

电价类别

类别

电度电价（元/KWH）

基本电价

农村分类综合电价

不满1KV

1--10KV

35KV

元/KVA/月

居民生活用电

峰

0.7590

0.7440

平

0.51

0.50

0.51

谷

0.2610

0.2560

非居民生活用电

峰

1.2493

1.2343

平

0.8381

0.8281

0.8381

谷

0.4268

0.4218

一般工商业用电

峰

1.2038

1.1888

平

0.8077

0.7977

0.8077

谷

0.4116

0.4066

大工业用电

峰

0.7020

0.687

22

平

0.4732

0.4632

谷

0.2443

0.2393

农业生产用电

峰

0.6714

0.6564

平

0.4489

0.4389

0.6149

谷

0.2265

0.2215

农业排灌用电

0.2325

0.2275

0.4055