光热发电原理、发展历程、装机量及市场空间如何？

利用反射镜将阳光聚集发电，自带储能实现稳定电力输出。

1.自带储能的太阳能热电利用形式

太阳能热发电，也称聚光型太阳能热发电(ConcentratingSolarPower，简称CSP)或光热发电 (SolarThermalElectricity，简称STE)，是目前已实现商业化的两种太阳能发电技术之一。它利用大量反射镜以聚焦的方式将太阳直射光聚集起来，加热工质并进行储存，再利用 高温工质产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。由于大规模储热系统的存在，太阳能热发电可以实现连续、稳定、可调度的高品质电力输出，因而具备广阔的发展前景。

光热系统组成包括集热、储热、换热、发电，根据集热方式不同又划分四大类型。光热发电系统主要由太阳能集热器、储热系统、热交换系统、发电系统构成。根据集热形式不 同又可分为塔式、槽式、菲涅尔式、碟式四类，塔式系统是利用平面反射镜将太阳光反射到中心高塔顶部的吸热器上，即采用点聚焦方式；槽式系统和菲涅尔式系统都是线聚焦 方式，聚光反射镜将太阳光反射到细长线型的管状集热器上，碟式光热发电是利用旋转抛物面聚光镜将太阳光聚集在集热器上。

2.过去几十年光热历经波浪式发展，新能源时代或将加速产业化

近代人类对光热探索始于17世纪，多为个人发明。近现代世界范围内人类对太阳能热的利用可以追溯到1615年，当时法国工程师所罗门·德·考克斯发明世界上第一台太阳能驱动 的发动机，利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水；1860法国数学教授AugusteMouchout研制将太阳热能转换成机械能的装置来驱动汽车，当时人类对光热的探索多停留在 个人发明阶段。1913年，费城发明家FrankShuman在开罗郊区建造了世界第一座太阳能热电站，产生的蒸汽用来驱动功率为45KW的蒸汽马达进行农业灌概，但一战爆发和廉 价石油的发现打碎了Shuman大规模复制太阳能发电厂的梦想。

现代前苏联率先提出了塔式光热电站的设计思想，此后经历波浪式发展。1950苏联率先提出了塔式光热电站的设计思想，此后光热的发展主要包括四个阶段：第一阶段为 1970s-1990s，受到第一次石油危机影响，先进工业国为了寻找替代石油的新能源，不约而同地开展了利用太阳能的研究；第二阶段为21世纪初到2013年，此阶段全球政府对 气候变暖的关注度越来越高，尽管光热建设成本依然较高，但是部分国家加大了对光热项目的补贴；第三阶段为2014年-2020年，此阶段主要特征是新兴市场出现且表现活跃， 光热发电从集中市场转为多个区域市场；第四阶段为2021年至今，一方面光伏、风电等间歇能源装机比例不断升高，需要具备深度调峰能力的大型储能清洁能源形式，另一方面 光热经过十几年的商业化运行，日趋成熟，光热发展有望驶入快车道。

3.2022年全球光热累计装机量不足7GW，西班牙、美国、中国占比高

全球光热累计装机约7GW，西班牙和美国占据过半市场。2022年国内外各新增一个光热发电项目，国内玉门鑫能二次反射塔式光热发电示范项目，装机容量50MW，电站设计 储热时长9小时；国外为迪拜太阳能光热光伏混合项目中的槽式1号机组，装机容量200MW，储热时长13.5小时。截至2022年，全球光热累计装机量约7GW，其中西班牙占比 约34%，美国占比约27%，中国占比约9%。美国早在1982年就建立了当时最大的塔式光热电站SolarOne（10MW，后被改造为SolarTwo）；而西班牙2007年建成了世界上第 一个商业化运行的塔式太阳能光热发电站PS10，这两个国家已经掌握了光热发电大量的关键技术，是目前光热的主要市场。

我国基本掌握核心技术，光热发展大幕正在徐徐拉开。我国在光热领域的探索起步并不算晚，早在20世纪70年代中期，我国就在天津建造过一套功率为1kw的塔式太阳能光热发 电装置。2012年，八达岭1MW塔式光热实验电站于北京延庆调试发电，这是我国乃至亚洲首座兆瓦级塔式光热项目，并且其所有的技术、设备全部都是我国完全自主研发和制 造的，标志着我国具备独立建设大型光热电站能力。2016年国家能源局发布《关于建设太阳能热发电示范项目的通知》，确定第一批太阳能热发电示范项目共20个，总计装机 容量134.9万千瓦，正式拉开了我国光热高速发展的大幕。

4.国内首批20个光热示范项目并网8个，为后续光热发电技术大规模发展奠定基础

首批光热示范项目规划共20个，对于引导光热发电产业链建设、核心装备自主化发 展以及人才队伍培养发挥了重大作用。为推动我国太阳能热发电技术产业化发展， 2015年9月，国家能源局发布《关于组织太阳能热发电示范项目建设的通知》（国 能新能〔2015〕355号），决定组织一批太阳能热发电示范项目建设。《通知》提 出：通过示范项目建设，形成国内光热设备制造产业链，扩大太阳能热发电产业规 模；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。2016年9月，国家能源局印发《关于建设太阳能热发电示范项目的通知》 （国能新能〔2016〕223号），确定第一批太阳能热发电示范项目共20个，总计装 机容量134.9万千瓦，分别分布在青海省、甘肃省、河北省、内蒙古自治区、新疆自 治区。示范项目名单公布后，各项目投资企业根据实际情况，积极开展了不同程度 的示范项目建设工作，以期按要求建成投产，发挥项目应有的示范引领作用。

光伏、风电等间歇性能源装机比例迅速提高，重视具备深度调峰能力的光热价值

光伏、风电装机比例迅速提高。2015年末，我国发电设备累计装机量约15亿千瓦，其中风电占比不足9%；光伏占比不足3%。此后清洁能源在“十三五”期间快速发展，到 2020年末，我国发电设备累计装机量约22亿千瓦，其中风电占比约13%；光伏占比约12%。光伏、风电装机比例5年间合计提高了13个百分点。到了2022年末，我国发电设备 累计装机量约25.6亿千瓦，其中风电占比14%，光伏占比15%，风光合计占比已经接近30%。

新增光热项目持续增加，政策扶持力度加码

风光热互补大潮形成，2021年以来新规划光热项目持续增加。2021年至今，在风光热互补开发的大趋势下，历经首批示范后陷入沉寂的中国光热发电行业终于迎来新一波发展 热潮。在青海、甘肃、新疆、内蒙古、吉林等资源优质区域，发挥太阳能热发电储能调节能力和系统支撑能力，建设长时储热型太阳能热发电项目，推动太阳能热发电与风电、 光伏发电基地一体化建设运行，提升新能源发电的稳定性可靠性。根据CSPPLAZA的统计，2021年以来我国部分光热项目总数量已经超过40个，总装机超4000MW，全面超过 了2016年首批20个示范项目1349MW的规划量。

“推动光热发电规模化发展”指引下，光热市场空间有望快速增长

IEA预计2030年全球光热总装机量有望达到73GW。IEA预计2020-2030年光热装机量有望以每年28%左右的复合增速快速增长，2020-2050年则有望以每年15%左右的复合增 速增长，到2030年全球光热总装机量有望达到73GW，2040年有望超280GW，2050年突破400GW。按照IEA的指引，我们预测2023-2030年全球光热市场年均约1317亿元。

国内光热市场“十四五“期间每年新开工3GW，2023-2025年或迎装机热潮。根据国家能源局”十四五”期间每年新开工光热3GW的指引，由于2021、2022年国内新开工光 热合计仅约1GW，故2023-2025年有望保持年均4.5GW的开工规模。由此我们预计2023-2025年国内光热开工或将迎来热潮。预计我国2023-2030年光热市场年均约852亿元。