引言：自2016年啟動首批光熱發電示範項目以來，短短3年時間我國光熱發電行業便取得了豐碩的成果，圓滿達成了預期示範效果。
2019年對於光熱發電行業而言更是收穫的一年。截止到年底，中廣核德令哈50MW槽式光熱發電項目併網1年半（2018年6月30日併網），首航節能敦煌100MW塔式光熱發電項目（2018年12月28日併網）和中控德令哈50MW塔式光熱發電項目（2018年12月30日併網）也已經併網滿1年。2019年9月19日，中電建共和50MW塔式光熱發電項目、魯能海西格爾木多能互補示範工程50MW塔式光熱發電項目併網；12月29日中電工程哈密50MW塔式光熱發電項目併網；11月6日，蘭州大成敦煌熔鹽菲涅爾50MW光熱發電項目倒送電一次成功，並已開始化鹽工作；12月29日，中核龍騰烏拉特100MW槽式光熱發電項目送電一次成功。
光熱發電產業的發展對於我國能源供給側結構性改革具有重要意義，是推動能源改革和能源轉型的重要抓手。但是，作為一個新興行業，光熱發電還不為大眾所熟悉，且常常被誤認為光伏發電。近期，銀湖新能源戰略研究中心將陸續發表系列文章，介紹光熱發電產業及其發展的成就與面臨的挑戰。
文/李靜雲 韋福雷 中國（深圳）綜合開發研究院銀湖新能源戰略研究中心
太陽能取之不竭、用之不盡，是目前地球上可開發的、規模最大的清潔能源。太陽能主要有光熱和光伏兩種利用形式。儘管光熱與光伏從發電原理、技術路線、產業鏈到實際減排效果都截然不同。但是，人們還不熟悉光熱這一新興太陽能利用技術，常常將其與光伏混為一談。
由於被誤解太深，光熱是時候喊出自己的口號了：我就是我，不一樣的Power！
一、發電原理不一樣，“光—熱”VS.“光—電”
光熱發電的實質是“光—熱—功”轉化，光伏的發電的實質是“光—電”轉化，兩者發電的原理截然不同。
圖1 光熱與光伏發電原理對比圖
注：光熱發電聚光用的是定日鏡，光伏發電用的是太陽能電池組件。
光熱發電的實質是“光—熱—功”轉化。光熱發電站由集熱系統、儲熱系統和發電系統構成。光熱發電是利用大規模定日鏡組成的集熱系統收集太陽能加熱介質，高溫介質與水進行熱交換產生高溫高壓蒸汽，推動汽輪機等常規設備進行熱功轉化驅動發電機發電。
光伏發電的實質是“光—電”轉化。光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應將光能直接轉變為電能的技術。光伏發電的關鍵元件是太陽能電池，太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器、逆變器等部件就形成了光伏發電裝置。
二、穩定性不一樣，能否駕馭這隻“鴨子”
光熱發電配備儲能，具有良好的穩定性，完美地解決了光伏發電不穩定的問題，並且與光伏等電源組合能夠有效地促進消納。
光伏發電受太陽能自然屬性和儲電裝備技術滯後的雙重影響，具有隨機性、波動性等特點。光伏發電在中午達到高峰，傍晚隨著太陽落山而停止發電，但是晚上的電力需求卻急劇上升。光伏發電的大量應用會導致電網內其他發電方式（以火電為主）的供電量曲線急劇波動，該曲線由於形似鴨子而被稱為“鴨子曲線”。光伏發電的不穩定性對電網供電電壓、供電質量、繼電保護及電網調節能力造成較大沖擊。因此，光伏發電尚無法大規模接入電力系統，造成了嚴重的“棄光”問題。
圖2 “鴨子曲線”
光熱發電是穩定的電網友好型電源。光熱發電配置儲熱系統，能夠將一部分太陽能轉化成熱能儲存起來，在夜間或者白天陽光被雲層遮擋的時候可以用儲熱系統中的熱能發電，保持穩定的電力輸出。因此，採用成熟的儲熱技術後光熱發電可以實現全天24小時穩定持續供電。
圖3 光熱發電出力圖
光熱發電站還可以根據電網用電負荷的需求，快速調整汽輪發電機組出力。光熱發電站15分鐘左右便可實現20-110%發電負荷的快速變化，調節性能優於燃煤發電，可參與電網一次調頻和二次調頻。將光熱發電作為調峰電源，與光伏發電形成互補，能夠駕馭“鴨子”曲線，有效解決“棄光”問題。
三、發電量不一樣，光熱≈光伏的2.5倍
光熱發電機組配置儲能系統能夠實現穩定供電，因此光熱發電的出力遠遠超過光伏發電。
光伏發電的應用時長為每年1200-1500小時，而光熱發電的應用時長可以達到每年3000-4000小時。據調查，5萬千瓦容量的光伏電站即使在光照條件較好的西北地區，其年發電量也僅為7000萬度；而同容量的光熱電站年發電量可達到約2億度。也就是說，相同容量的光熱發電機組的年發電量約是光伏發電的2.5倍。
光熱發電不需要電力系統額外配套儲能電站。但是，光伏要成為電網中可靠的電源，滿足晚高峰的電力需求，至少需要配置6小時的電池儲能電站。根據電力規劃設計總院的研究，要達到100MW光熱發電機組的年發電量，需要250MW光伏發電站配置100MW電池儲能電站；在年發電量相同的情況下，光伏發電+電池儲能電站的上網電價是光熱上網電價的1.18倍。
圖4 同等發電量光熱發電與光伏發電+儲能電站對比
資料來源：電力規劃設計總院原副院長孫銳在2019第六屆中國國際光熱大會上的發言《建設光熱發電基地有利於實現高比例新能源電力外送》
四、產業鏈不一樣，新興技術與傳統產業的完美結合
光熱和光伏發電的原理不同，兩者的產業鏈也截然不同。光熱發電產業與傳統火電的產業鏈高度相關，而光伏發電產業則與硅料的應用開發為核心。
雖然光熱發電是新興發電技術，但是整個發電系統所需的技術與火電站非常接近。光熱發電分為太陽島、儲熱島、常規島三部分。其中，常規島與燃煤火電廠技術路線基本相同，光熱電站創新設計基本集中在太陽島部分，對總體技術路線並無改變，不會帶來系統技術的風險。兩者之間的核心區別就是將儲煤廠和傳送帶變成了集熱廠，其它的汽輪機、冷卻系統、熱交換器等，都與火電一致。光熱發電產業鏈大多環節屬於傳統制造業，如鋼鐵、玻璃、水泥、礦料、化工、電力設備製造等行業。
圖5 光伏發電產業鏈
太陽能光伏產業鏈包括上游的晶體硅原料和硅棒、硅錠、硅片，中游的光伏電池、光伏組件，下游的光伏應用系統等環節。
圖6 光伏發電產業鏈
五、碳排放不一樣，光熱≈光伏的1/10
由於產業鏈不同，光熱發電和光伏發電對環境的汙染程度也不盡相同。
光伏發電產業鏈的上游是硅料加工，而硅料生產仍然是高耗能環節，並存在一定的汙染隱患。此外，為了彌補上網的波動性，目前光伏發電多采用火電調峰。1GW的光伏需要配套5-6GW的火電調峰，也在一定程度上抵消了其減排效果。
圖7 各類發電站全壽命週期碳排量對比
數據來源：德國環境自然資源和核能部，德國環境合作及發展報告
光熱發電過程基本採用物理手段進行光電能量轉換，幾乎沒有汙染。光熱發電站所有的組件、原材料均是安全、無汙染的，整個光熱發電產業鏈基本不存在高耗能、高汙染等問題，是真正綠色清潔環保的可再生能源。就二氧化碳排放而言，光熱發電站全生命週期每千瓦時二氧化碳排放量僅為12克，遠遠低於煤電的900克，低於光伏的110克（如圖7所示）。
六、原來，你是這樣的光熱！
不比不知道，原來光熱與光伏不僅有著本質的區別，而且性能遠遠優於光伏。更加穩定、高效、綠色，原來你是這樣的光熱！
不過，光熱發電還處於試點示範階段，不像光伏已經形成規模化發展的格局，進入平價上網階段。如果把光熱和光伏比作兩兄弟，顯然光伏是進入壯年的大哥，光熱還是處於成長期的小弟。但是，光熱的優越特質決定了其對我國電力結構調整有百利而無一害，發展光熱發電不僅是我國推進能源革命和能源轉型的重要戰略選擇，也是推動供給側改革和經濟高質量發展的重要抓手。
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