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近年來我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的如火如荼，但很多人會(huì)混淆光伏發(fā)電與光熱發(fā)電這兩種形式，其實(shí)二者區(qū)別很大。

光熱發(fā)電是一種可以集中太陽(yáng)能，直接將太陽(yáng)能光子存儲(chǔ)為熱量，利用熱能發(fā)電的形式，這種“聚光型太陽(yáng)能熱發(fā)電”的方法簡(jiǎn)稱CSP。

一、光熱和光伏有什么區(qū)別

工作原理不同

光伏發(fā)電是將光子轉(zhuǎn)化成電子 ，再轉(zhuǎn)化成化學(xué)電池，然后從直流電轉(zhuǎn)化成交流電，才能為房子和電網(wǎng)供電。過程中每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)損失掉很多能量，而這僅僅家庭小規(guī)模范圍，如果達(dá)到公用事業(yè)規(guī)模，可想而知，損失的能量更多。

光熱發(fā)電經(jīng)過“光能-熱能-機(jī)械能-電能”的轉(zhuǎn)化過程實(shí)現(xiàn)發(fā)電。它利用反射鏡、聚光鏡等聚熱器將采集的太陽(yáng)輻射熱能匯聚到集熱裝置，加熱裝置內(nèi)導(dǎo)熱油或熔鹽等傳熱介質(zhì)，再經(jīng)過換熱裝置將水加熱到高溫高壓蒸汽，蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

光熱發(fā)電前端所用的熱源和光伏一樣，后端技術(shù)設(shè)備和火力發(fā)電的原理基本相同，綜合了兩者的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到清潔、穩(wěn)定供電的目的。

應(yīng)用場(chǎng)景不同‍

2光伏除了集中式發(fā)電還可以做成分布式，如你家屋頂上建造的太陽(yáng)能設(shè)施，將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電子，將電力供家庭使用或著分配到公共電網(wǎng)。

而光熱發(fā)電目前只能是集中式的，尤為適合在地勢(shì)遼闊、光照時(shí)間長(zhǎng)的地區(qū)建設(shè)。


3光伏發(fā)電受天氣影響大、供電不穩(wěn)定，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)太陽(yáng)能的方式是使用鋰電池，價(jià)格昂貴，而且還可能存在安全問題。

光熱發(fā)電可將平時(shí)多余的熱能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能容器中，在晚間或陰雨天釋放，能保證24小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，相比之下儲(chǔ)能成本較低且清潔環(huán)保。

二、國(guó)內(nèi)光熱市場(chǎng)現(xiàn)狀

按照IEA預(yù)測(cè)，中國(guó)光熱發(fā)電市場(chǎng)到2030年將達(dá)到29GW裝機(jī)，到2040年翻至88GW裝機(jī)，到2050年將達(dá)到118GW裝機(jī)，成為全球繼美國(guó)、中東、印度、非洲之后的第四大市場(chǎng)，照此看來，光熱發(fā)電萬億級(jí)市場(chǎng)才剛剛拉開帷幕。

而現(xiàn)實(shí)情況是，截至2021年底，國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電裝機(jī)容量約為59萬千瓦，共12個(gè)項(xiàng)目，主要分布在甘肅（21萬千瓦）、青海（21萬千瓦）、內(nèi)蒙古（10萬千瓦）和新疆（5萬千瓦），另有2萬千瓦分布在其他省。從技術(shù)來看，以塔式技術(shù)較為常見，占比超過一半。相較于光伏2021年裝機(jī)量的306GW，它還有很長(zhǎng)一段路要走。

如果光熱電站市場(chǎng)是一片藍(lán)海，那么個(gè)人可以投資建設(shè)嗎？就像光伏入戶那樣普及？答案顯然是否定的。讓我們了解一下國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的光熱電站。

亞洲第一熔巖塔式光熱發(fā)電站，是在甘肅有一座投資了16億的現(xiàn)實(shí)版光棱塔，用2萬多塊反光鏡建造而成，占據(jù)20平方公里，總反射面積達(dá)到了140多萬平方米，當(dāng)太陽(yáng)升起的時(shí)候，一望無際的“鏡面向日葵”能精準(zhǔn)地調(diào)整角度，時(shí)刻將陽(yáng)光反射集中到吸熱塔頂部，將塔內(nèi)5800噸熔鹽加熱到560℃，場(chǎng)面尤為壯觀。

無獨(dú)有偶，新疆熔巖塔式光熱發(fā)電站，總投資16億，打造14500面巨蜥式定日鏡，181米高的聚光塔，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，每年提供發(fā)電量高達(dá)1.98億度。

今年，首航高科擬投資100億至110億，在酒泉投建“200MW光熱+800MW風(fēng)電+520MW光伏”的光熱(儲(chǔ))新能源多能互補(bǔ)一體化大基地項(xiàng)目。

今年公布的新疆第二批市場(chǎng)化并網(wǎng)新能源項(xiàng)目清單中，也提到光熱發(fā)電項(xiàng)目135千瓦時(shí)。

由此可見，目前國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電仍停留在示范項(xiàng)目階段。它對(duì)建設(shè)環(huán)境要求頗高，使得光熱發(fā)電站在大規(guī)模普及上無法與光伏電站競(jìng)爭(zhēng)。目前光伏平價(jià)上網(wǎng)低至0.4元/千瓦時(shí)，而光熱電站項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)高達(dá)1.15元/千瓦時(shí)，這著實(shí)很難吸引到投資者。

但不可否認(rèn)的是，光熱發(fā)電將會(huì)成為儲(chǔ)能的重要形式，光熱發(fā)電能很好的與風(fēng)電、光伏起到協(xié)同、混合互補(bǔ)發(fā)電的作用，保障電力穩(wěn)定輸出，提高電力系統(tǒng)中可再生能源占比，是妥妥的潛力股。這個(gè)新商機(jī)，唯有與時(shí)間一起見證，誰會(huì)在接下來的博弈中成為“光熱之王”。

三、補(bǔ)充知識(shí)‍

光熱發(fā)電廠的構(gòu)成

1大型光熱發(fā)電廠可以分為四個(gè)部分：集熱系統(tǒng)，熱傳輸系統(tǒng)，儲(chǔ)熱系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)。

集熱系統(tǒng)：集熱系統(tǒng)負(fù)責(zé)吸收太陽(yáng)輻射能，對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，為后續(xù)發(fā)電提供能量，是光熱發(fā)電系統(tǒng)最核心的組成部分。

集熱系統(tǒng)包含聚光裝置與接收器兩個(gè)核心組件，其中聚光裝置由中央控制系統(tǒng)操控，跟蹤太陽(yáng)位置收集并反射(重定向)最大量的陽(yáng)光，將輻射能集中至接收器上。接受器則利用收集到的能量加熱內(nèi)部介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)能量的吸收與儲(chǔ)運(yùn)。

熱傳輸系統(tǒng)：熱傳輸系統(tǒng)則是將集熱系統(tǒng)收集起來的熱能，利用導(dǎo)熱介質(zhì)，輸送給后續(xù)系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。目前最主流的工作流體是熔鹽，相較于早期使用的水和導(dǎo)熱油，熔鹽在熔融態(tài)下可保持較寬的工作溫度范圍，允許系統(tǒng)在低壓工況下吸收和儲(chǔ)存熱能，安全性能出色。

但由于高溫熔鹽對(duì)管道與儲(chǔ)熱罐內(nèi)部存在一定的腐蝕，所以對(duì)材料要求比較高。

儲(chǔ)熱系統(tǒng)：通過儲(chǔ)熱罐，光熱系統(tǒng)可以將被集熱器加熱過的介質(zhì)集中儲(chǔ)存，再泵出與水換熱，產(chǎn)生蒸汽來推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。之后冷卻的工作流體可再次流回集熱系統(tǒng)重新加熱。

熱能被儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱罐中，可以在夜間或光照不足的情況下持續(xù)工作一段時(shí)間，進(jìn)而突破光照時(shí)長(zhǎng)的限制，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)發(fā)電時(shí)間。同時(shí)，儲(chǔ)能罐還具備調(diào)節(jié)輸出功率的能力，能夠根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠秒娯?fù)荷，適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度發(fā)電。相比于光伏發(fā)電，光熱發(fā)電自帶儲(chǔ)熱系統(tǒng)。

發(fā)電系統(tǒng)：光熱的發(fā)電系統(tǒng)和傳統(tǒng)電廠區(qū)別不大，仍是通過加熱水獲得高質(zhì)量的過熱蒸汽，推動(dòng)各式汽輪機(jī)發(fā)電。由于光熱電站所用導(dǎo)熱介質(zhì)是循環(huán)使用的，幾乎不產(chǎn)生排放，發(fā)電過程無疑更加環(huán)保。

光熱發(fā)電系統(tǒng)的類別

2按集熱聚能方式可以分為塔式、槽式、碟式、菲濕爾式四種，未來塔式是發(fā)展重點(diǎn)。

塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)：點(diǎn)式聚焦集熱系統(tǒng)，利用大規(guī)模自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的定日鏡場(chǎng)陣列，將太陽(yáng)熱輻射能精準(zhǔn)反射到置于高塔頂部的集熱器，投射到集熱器的陽(yáng)光被吸收轉(zhuǎn)變成熱能并加熱中間介質(zhì)，使其直接或間接產(chǎn)生 540℃ ～560℃ 蒸汽，其中一部分用來發(fā)電，另一部分熱量則被儲(chǔ)存，以備早晚或沒有陽(yáng)光時(shí)發(fā)電使用。

優(yōu)點(diǎn)：熱傳遞路程短、高溫蓄熱、綜合效率高等，其中熔鹽介質(zhì)原料產(chǎn)地就在西部地區(qū)，更容易構(gòu)建綠色低碳循環(huán)化工產(chǎn)業(yè)。

槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)：也稱槽式鏡像系統(tǒng)，是線式聚焦集熱系統(tǒng)。利用大面積槽式拋面鏡反射太陽(yáng)熱輻射能，連續(xù)加熱位于焦線位置集熱器內(nèi)介質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。槽式聚光器是一維跟蹤太陽(yáng)方式，屬于中高溫?zé)崃Πl(fā)電，串并聯(lián)集成后發(fā)電容量無限制。

優(yōu)點(diǎn)：占地面積比塔式、碟式系統(tǒng)要小30%～50%，已建成的光熱發(fā)電站有80%以上采用槽式技術(shù)。

碟式光熱發(fā)電系統(tǒng)：也稱為拋物面反射鏡斯特林系統(tǒng)，是點(diǎn)式聚焦集熱系統(tǒng)，是世界上最早出現(xiàn)的太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)。由許多拋物面反射鏡組構(gòu)成集熱系統(tǒng)，接收器位于拋物面焦點(diǎn)上，收集太陽(yáng)輻射能量，將接收器內(nèi)的傳熱介質(zhì)加熱到 750℃ 左右，驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

優(yōu)點(diǎn)：光學(xué)效率高，啟動(dòng)損失小，適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)獨(dú)立電站。

菲濕爾式光熱發(fā)電系統(tǒng)：工作原理類似槽式光熱發(fā)電，只是采用多個(gè)平面或微彎曲的光學(xué)鏡組成的菲涅爾結(jié)構(gòu)聚光鏡來替代拋面鏡，眾多平放的單軸轉(zhuǎn)動(dòng)的反射鏡組成的矩形鏡場(chǎng)自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)，將太陽(yáng)光反射聚集到具有二次曲面的二級(jí)反射鏡和線性集熱器上，集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能。

優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單、直接使用導(dǎo)熱介質(zhì)產(chǎn)生蒸汽，其建設(shè)和維護(hù)成本相對(duì)較低。

原標(biāo)題：光熱發(fā)電VS 光伏發(fā)電，你真的搞懂了嗎？