自1950年原蘇聯(lián)設(shè)計(jì)世界上第一座太陽(yáng)能塔式電站并建造一個(gè)小型試驗(yàn)裝置開(kāi)始，光熱發(fā)電在全球范圍內(nèi)已有近七十年的發(fā)展歷史，截至目前全球光熱發(fā)電總裝機(jī)約6GW。

由于技術(shù)、成本、資源條件等多方面原因，光熱發(fā)電目前仍尚未在全球范圍內(nèi)大規(guī)模部署，上述已建成的光熱電站大部分位于西班牙和美國(guó)兩個(gè)傳統(tǒng)光熱發(fā)電市場(chǎng)。但隨著可再生能源不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)和光熱發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，摩洛哥、中國(guó)、南非、阿聯(lián)酋、以色列及沙特等新興光熱發(fā)電市場(chǎng)正在快速崛起。

但是，從成本角度來(lái)看，目前光熱發(fā)電的成本相比傳統(tǒng)化石能源和其它可再生能源發(fā)電形式要高得多，那么為何包括美國(guó)、中國(guó)在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家還在積極開(kāi)展相關(guān)研究并嘗試將其進(jìn)一步推向商業(yè)化呢?

高度清潔，環(huán)保效益顯著

首先，光熱發(fā)電的綠色清潔能源屬性符合當(dāng)前可再生能源發(fā)展大勢(shì)。以我國(guó)首座并網(wǎng)投運(yùn)的大型商業(yè)化槽式光熱電站——中廣核德令哈50MW槽式電站為例，該項(xiàng)目投運(yùn)后每年可節(jié)約近6萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放約10萬(wàn)噸，環(huán)保效益相當(dāng)于造林4200畝。

除了節(jié)能減排，光熱電站對(duì)于生態(tài)保護(hù)、減少水土流失也有積極作用。我國(guó)科研人員曾對(duì)大規(guī)模光熱電站的建設(shè)運(yùn)行可能對(duì)中國(guó)西北部干旱和半干旱地區(qū)環(huán)境造成的影響開(kāi)展過(guò)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一旦光熱電站投入使用后，會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生一系列積極的作用，比如減少水土流失等。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將光熱反射鏡場(chǎng)當(dāng)作防風(fēng)林使用的話，可以大大減緩風(fēng)速，減少風(fēng)沙的流動(dòng)，能夠起到保護(hù)土壤免受侵蝕的作用。

此外，太陽(yáng)能熱發(fā)電鏡場(chǎng)可以吸收及遮擋太陽(yáng)光線，可降低地表的水分蒸發(fā)，有利于植物成活和生長(zhǎng)。同時(shí)聚光鏡的沖洗用水漏入地面后，也可為植物的成長(zhǎng)提供一定的水分。

北京兆陽(yáng)光熱技術(shù)有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)兆陽(yáng)光熱)自主研發(fā)的HLIACS聚光集熱系統(tǒng)就進(jìn)行了類(lèi)似設(shè)計(jì)，通過(guò)鏡場(chǎng)土地改良，同時(shí)開(kāi)展種植、養(yǎng)殖業(yè)。兆陽(yáng)光熱經(jīng)過(guò)多年種植實(shí)驗(yàn)證明，鏡場(chǎng)土地綜合利用在土地環(huán)境改良、種植養(yǎng)殖領(lǐng)域具備巨大潛力。

圖：兆陽(yáng)光熱技術(shù)體系區(qū)域土地綜合利用圖

從兆陽(yáng)光熱技術(shù)體系區(qū)域土地綜合利用圖中可以看出，HLIACS鏡場(chǎng)區(qū)域中的相當(dāng)部分面積能夠建設(shè)溫室大棚。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鏡面遮光對(duì)溫室大棚內(nèi)的普通作物生長(zhǎng)影響不大，還能夠省去傳統(tǒng)溫室的遮陽(yáng)裝置，并且大幅降低管路、電路、信息、監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)成本，更適合發(fā)展高水平設(shè)施農(nóng)業(yè)。

可使沙漠變綠洲的黑科技?

一些海外光熱企業(yè)則在嘗試?yán)霉鉄岚l(fā)電技術(shù)來(lái)改造沙漠，并已取得了顯著效果。

2016年10月，由丹麥Aalborg CSP公司負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)的全球首個(gè)專(zhuān)為沙漠農(nóng)場(chǎng)供給清潔能源的商業(yè)化光熱發(fā)電項(xiàng)目在南澳大利亞正式投運(yùn)，該項(xiàng)目可為沙漠農(nóng)場(chǎng)持續(xù)不斷供應(yīng)再生光熱能源和海水淡化水，確保這座占地面積約20萬(wàn)平方米的Sundrop農(nóng)場(chǎng)每年可生產(chǎn)約1700萬(wàn)公斤溫室番茄，幾乎占據(jù)澳大利亞全國(guó)西紅柿產(chǎn)能的15%。

2018年5月，由克蘭菲爾德大學(xué)(Cranfield University)牽頭建設(shè)的多用途光熱發(fā)電站項(xiàng)目在埃及投運(yùn)。該項(xiàng)目總投資2200萬(wàn)，旨在改造位于埃及Alexandria附近的半沙漠地區(qū)，并為該地區(qū)的工業(yè)工業(yè)設(shè)施與1000余名居民提供穩(wěn)定的水電供應(yīng)，其有效結(jié)合了先進(jìn)的光熱發(fā)電技術(shù)與脫鹽工藝及冷卻裝置設(shè)備，使得在沙漠地區(qū)發(fā)電與生產(chǎn)淡水成為可能。

調(diào)峰和承擔(dān)基礎(chǔ)電力負(fù)荷的能力

光熱發(fā)電尤其是儲(chǔ)熱型光熱電站所具備的調(diào)峰功能和承擔(dān)基礎(chǔ)電力負(fù)荷的潛力同樣極具價(jià)值。相比風(fēng)電、光伏等間歇性清潔能源發(fā)電形式，光熱發(fā)電可以通過(guò)高性?xún)r(jià)比儲(chǔ)熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電力輸出，與電網(wǎng)更加和諧。

近年來(lái)，隨著西班牙Gemasolar熔鹽塔式電站、美國(guó)Solana槽式光熱電站、美國(guó)CrescentDunes新月沙丘塔式熔鹽電站等一批儲(chǔ)熱型光熱電站的成功投運(yùn)，使全球光熱發(fā)電市場(chǎng)迎來(lái)又一次發(fā)展高峰，光熱發(fā)電的清潔性和高性?xún)r(jià)比調(diào)峰優(yōu)勢(shì)也開(kāi)始愈發(fā)受到相關(guān)國(guó)家的重視，相關(guān)技術(shù)研發(fā)和商業(yè)化部署步伐也開(kāi)始逐步加快。

據(jù)CSPPLAZA統(tǒng)計(jì)，2018年全球光熱發(fā)電建成裝機(jī)容量新增936MW，其中包括中國(guó)新投運(yùn)的中廣核德令哈50MW槽式光熱示范電站、首航節(jié)能敦煌100MW塔式示范光熱電站、中控德令哈50MW塔式光熱示范電站以及華強(qiáng)兆陽(yáng)張家口15MW創(chuàng)新型類(lèi)菲涅爾固態(tài)儲(chǔ)熱太陽(yáng)能熱發(fā)電站在內(nèi)的80%以上的新增項(xiàng)目均配置了儲(chǔ)熱系統(tǒng)。2019年，全球光熱發(fā)電市場(chǎng)預(yù)計(jì)將再次實(shí)現(xiàn)新增裝機(jī)規(guī)模的大幅增長(zhǎng)，而大部分在建的海外光熱項(xiàng)目以及中國(guó)有望年內(nèi)投運(yùn)的7個(gè)、總裝機(jī)400MW的光熱項(xiàng)目也均會(huì)配置儲(chǔ)熱系統(tǒng)。

我國(guó)2020年底前要在全國(guó)范圍基本建立電力輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制。在此背景下，可控電源的優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步凸顯。根據(jù)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，通常間歇性能源占比越高、靈活性電源需求越多的電力系統(tǒng)，支付的電力輔助服務(wù)成本就越高。當(dāng)前我國(guó)電力輔助服務(wù)總費(fèi)用占總電費(fèi)比重較歐美等電力市場(chǎng)還有很大差距。這意味著未來(lái)的市場(chǎng)空間還非常大。

光熱發(fā)電作為一種優(yōu)質(zhì)的可控電源，因當(dāng)前裝機(jī)規(guī)模過(guò)小，尚未引起政策層面的重視。但從電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的需求本質(zhì)來(lái)看，可控電源的價(jià)值必將凸顯。有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來(lái)光伏配合儲(chǔ)能，或與火電等可控電源進(jìn)行合作，或?qū)⒊蔀橐环N新常態(tài)。在光伏風(fēng)電等不可控電源被納入電力輔助服務(wù)市場(chǎng)范疇的趨勢(shì)下，光熱發(fā)電發(fā)揮其可控優(yōu)勢(shì)，提供調(diào)峰等電力輔助服務(wù)，或?qū)楣鉄岚l(fā)電帶來(lái)新的市場(chǎng)空間。

良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

投資額巨大的光熱電站也會(huì)為項(xiàng)目所在地帶來(lái)較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

一方面，光熱項(xiàng)目建設(shè)將對(duì)鋼鐵、建材、水泥、化工、原材料等市場(chǎng)起到積極的拉動(dòng)效應(yīng)，而在整體經(jīng)濟(jì)下行的當(dāng)下大量的鋼材和建筑材料需求也將極大消化對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)的過(guò)剩產(chǎn)能。

另一方面，光熱項(xiàng)目開(kāi)發(fā)也將為項(xiàng)目所在地創(chuàng)造大量的就業(yè)崗位。一座裝機(jī)50MW的商業(yè)化光熱項(xiàng)目施工高峰期需要現(xiàn)場(chǎng)施工人員可高達(dá)800-1000人，項(xiàng)目投運(yùn)后則可以提供50個(gè)左右的長(zhǎng)期就業(yè)崗位。

發(fā)展旅游和影視經(jīng)濟(jì)，打造獨(dú)特新景觀

中國(guó)光熱電站多建于西北地區(qū)，電站場(chǎng)址多為荒漠或戈壁。項(xiàng)目建成以后，極具科技感的外型與荒漠戈壁結(jié)合將形成獨(dú)特的人文景觀，可為項(xiàng)目所在地提供一個(gè)很好的高科技環(huán)保主題旅游景點(diǎn)，對(duì)于傳播清潔能源環(huán)保理念和促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展也都將大有裨益。

已投運(yùn)的中國(guó)首個(gè)百兆瓦級(jí)光熱電站——首航節(jié)能敦煌100MW塔式熔鹽光熱電站已經(jīng)被列為共青團(tuán)甘肅省委頒發(fā)的實(shí)習(xí)見(jiàn)習(xí)基地，首航節(jié)能敦煌一二期項(xiàng)目當(dāng)前正在籌建觀光塔并積極推進(jìn)AAA級(jí)景區(qū)的申報(bào)，未來(lái)將用嶄新的智能+光熱發(fā)電技術(shù)迎接更多國(guó)內(nèi)外游客。

光熱電站作為具有顛覆性意義的太陽(yáng)能電站，因其科技感、科幻色彩等更被諸多影視劇、廣告片選為拍攝場(chǎng)景，如LouisVuitton、MercedesBenz、Ford和Sony的PlayStation等知名品牌都曾選擇西班牙的Gemasolar塔式電站作為廣告片拍攝場(chǎng)景。光熱電站更是出現(xiàn)在《紅海行動(dòng)》、《撒哈拉奇兵》、《銀翼殺手2049》、《千鈞一發(fā)》等經(jīng)典影片中。