近日,思瀚產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布《中國光熱發(fā)電行業(yè)市場態(tài)勢及投資策略咨詢報告》。報告指出,全球各國政府通過設(shè)定可再生能源發(fā)電目標(biāo)、延長可再生能源項目投資稅收抵免等措施,為光熱發(fā)電行業(yè)的發(fā)展提供了有力的政策支持。預(yù)計未來,中國、中東、南美和北非等新興市場將成為全球光熱發(fā)電市場的主要增長引擎。
從累計裝機容量來看,全球光熱發(fā)電市場規(guī)模呈逐步上升趨勢,從2020年的6,690MW增長至2024年的7,900MW,年復(fù)合增長率為4.2%;預(yù)計到2030年市場規(guī)模將達(dá)到37,610MW,2025年至2030年復(fù)合年增長率為30.3%;到2035年進(jìn)一步擴(kuò)大到184,586MW,2031年至2035年的復(fù)合年增長率為38.6%。全球市場的增長主要來源于中國市場的大幅增長,伴隨技術(shù)進(jìn)步帶來的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和各項利好政策的逐步落地,中國光熱發(fā)電裝機規(guī)模未來將得到大幅上漲,推動全球市場的快速增長。
全球光熱發(fā)電市場未來發(fā)展趨勢
光熱發(fā)電將在未來能源市場中發(fā)揮重要作用:可再生能源是指從自然資源中獲得的能源,其補充率高于消耗率,包括風(fēng)能、太陽能、水電、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Q竽艿确腔茉础P履茉词侵競鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式,包括風(fēng)能、太陽能、海洋能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能和氫能。盡管在范圍上有所重疊,但兩個概念定義不同。
根據(jù)國際可再生能源署(IRENA)預(yù)計,到2050年,可再生能源發(fā)電在全球總發(fā)電量中的占比將達(dá)到91%,年新增可再生能源發(fā)電裝機容量將達(dá)到1,066GW/年,可再生能源發(fā)電投資需求將達(dá)到13,800億美元/年,電網(wǎng)及靈活性投資需求將達(dá)到8,000億美元/年。
光熱發(fā)電對新能源的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要,將作為未來能源結(jié)構(gòu)的一部分,在能源市場中占據(jù)重要位置.光熱發(fā)電可以與化石能源和其他能源互補,從而提供穩(wěn)定可靠、清潔低碳、靈活高效的可調(diào)度電力。預(yù)計未來全球可再生能源的快速發(fā)展將為光熱發(fā)電提供良好市場環(huán)境與投資基礎(chǔ)。
光熱發(fā)電將為全球碳減排作出重要貢獻(xiàn):伴隨全球光熱發(fā)電裝機規(guī)模的持續(xù)上漲,未來光熱發(fā)電將在全球碳減排中發(fā)揮愈加重要的作用.根據(jù)國際能源署(IEA)預(yù)測,在高可再生能源場景下,光熱發(fā)電有望減少2.1Gt碳排放量。在國際能源署的基線情景中,全球能源部門的年碳排放量將從2011年的13.0Gt增加至2050年的22.0Gt;高可再生能源途徑可以將總排放量減少到約為1.0Gt。由于IEA預(yù)測數(shù)據(jù)保留整數(shù),這意味著潛在的減少量為22.0Gt,其中光熱發(fā)電約占總減排量的9.0%—僅次于太陽能光伏和陸上風(fēng)電。光熱發(fā)電全生命周期度電碳排放遠(yuǎn)低于光伏發(fā)電,同樣低于風(fēng)力發(fā)電。
塔式光熱發(fā)電裝機容量持續(xù)增長:槽式光熱發(fā)電最早實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,尤其是在歐洲和美國,目前仍占全球光熱發(fā)電總裝機容量的多數(shù)。截至2024年底,槽式光熱電站仍占全球裝機容量的約73.8%(主要分布在歐洲和北美),而塔式光熱電站占比約為21.6%。然而,由于塔式技術(shù)較低的平準(zhǔn)化電力成本、更靈活的布局設(shè)計以及更強的環(huán)境適應(yīng)性正在成為新建項目的首選。在中國,2022年至2024年已中標(biāo)的光熱發(fā)電項目中,塔式系統(tǒng)占比高達(dá)83.7%。自2016年之后,塔式系統(tǒng)已逐步成為全球新建光熱發(fā)電項目的主流技術(shù)路線。
中國光熱發(fā)電市場概覽
第一階段:2016–2020年,首批示范項目的產(chǎn)業(yè)化探索
2016年,國家能源局推動啟動光熱發(fā)電示范項目建設(shè),以1.15元/千瓦時的固定電價政策,支持國內(nèi)光熱發(fā)電規(guī)模化應(yīng)用。這批項目實際運行表現(xiàn)不一,但成功驗證了在西北地區(qū)建設(shè)光熱電站的可行性,初步形成產(chǎn)業(yè)鏈,推動相關(guān)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)建立,基本實現(xiàn)了示范目標(biāo)。2020年1月,中國發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》(財建〔2020〕4號),明確全面停止新能源補貼政策,新增光熱項目不再納入中央財政補貼范圍,尚未成熟的光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)直接進(jìn)入無補貼時代,發(fā)展隨之陷入停滯。
第二階段:2021–2024年,風(fēng)光熱儲協(xié)同發(fā)展
2021年后,在“雙碳”目標(biāo)推動下,風(fēng)光大基地項目建設(shè)進(jìn)程加快,系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足成為新能源發(fā)展的瓶頸,光熱發(fā)電的調(diào)峰價值重新受到重視。在國家與地方政策支持下,“光熱+”多能互補模式興起,為光熱行業(yè)帶來新機遇。隨著多個項目開工,技術(shù)創(chuàng)新加快,產(chǎn)業(yè)鏈日益成熟,主要設(shè)備基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,我國在光熱國際標(biāo)準(zhǔn)制定中也發(fā)揮主導(dǎo)作用。
光熱發(fā)電平準(zhǔn)化成本顯著下降,從示范階段的1.15元/千瓦時降至0.8–0.9元/千瓦時。然而,當(dāng)前“光熱+”項目中光熱裝機占比普遍偏低,對高比例新能源的支撐仍有限,還會增加電網(wǎng)調(diào)峰壓力。在風(fēng)電、光伏電價持續(xù)走低的背景下,“光熱+”模式尤其是與光伏互補的項目,仍面臨較大的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。
第三階段:2024年至今,形成“青海模式”
面對“光熱+”模式的發(fā)展挑戰(zhàn),從國家主管部門到市場主體均在積極探索可行路徑。2024年,青海省優(yōu)選了3座350兆瓦獨立光熱電站,全部采用調(diào)峰模式運行:日間低負(fù)荷運行為新能源消納讓路,早晚高峰滿發(fā),既緩解省內(nèi)高峰時段外購電壓力,也有助于解決“日盈夜虧”“夏豐冬枯”的電力結(jié)構(gòu)性矛盾。
同年12月,青海省發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于青海省光熱發(fā)電上網(wǎng)電價政策的通知》(青發(fā)改價格〔2024〕778號),明確獨立光熱示范項目上網(wǎng)電價為0.55元/千瓦時?!扒嗪DJ健蓖ㄟ^科學(xué)優(yōu)選機制,推動企業(yè)對標(biāo)先進(jìn)、提升電站性能、優(yōu)化技術(shù)方案,最終形成具備行業(yè)示范價值的電站配置體系。
中國電力系統(tǒng)目前正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)模式向新型電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)模式以煤電為主導(dǎo),采用“源隨荷動”模式,缺乏長期可持續(xù)性;而新型電力系統(tǒng)更強調(diào)“新能源為主體”,實現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同互動。
大規(guī)模風(fēng)光并網(wǎng)帶來電力保供、電力支撐和靈活調(diào)峰三方面的挑戰(zhàn):
電力保供難度增加:目前中國的主要電量來源由高碳排放的火電(主要是煤電)提供。隨著國家雙碳戰(zhàn)略的實施,中國火電建設(shè)空間將進(jìn)一步壓縮,而系統(tǒng)負(fù)荷仍在穩(wěn)步增長,根據(jù)《中國2030年能源電力發(fā)展規(guī)劃研究及2060年展望》統(tǒng)計,2030年、2060年中國電力系統(tǒng)最大負(fù)荷將分別達(dá)到18.2億千瓦、27.4億千瓦。
由于光伏、風(fēng)電具有隨機性、波動性、間歇性特征,隨著光伏、風(fēng)電裝機滲透率的快速提高,電源側(cè)不確定性增加,電力保障難度增大,特別是極端氣候條件下的供電難度更大。為穩(wěn)步構(gòu)建以高比例可再生能源為特征的新型電力系統(tǒng),迫切需要具有高可靠穩(wěn)定供電的清潔低碳的靈活電源,保障電網(wǎng)的供電充裕度。
電力支撐風(fēng)險增大:隨著光伏、風(fēng)電裝機滲透率逐步提高,新型電力系統(tǒng)面臨一系列安全性挑戰(zhàn):(1)光伏、風(fēng)電大規(guī)模接入后,系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量降低,導(dǎo)致頻率變化加快,越限風(fēng)險增加;(2)光伏、風(fēng)電機組動態(tài)無功支撐能力較常規(guī)電源弱,隨著光伏、風(fēng)電占比快速提高,系統(tǒng)動態(tài)無功儲備及支撐能力急劇下降,系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題突出。
低碳、靈活調(diào)峰電源需求凸顯:由于光伏、風(fēng)電的出力曲線與用電負(fù)荷曲線并不匹配,隨著光伏、風(fēng)電發(fā)電量占比逐步提升,中國電力系統(tǒng)對于調(diào)峰電源需求日益突出。但受限于中國“富煤缺油少氣”的資源稟賦,目前中國主要依賴煤電機組作為風(fēng)電和光伏發(fā)電的調(diào)節(jié)支撐性電源。在新能源大基地項目中,可再生能源與煤電的裝機容量比約為3:1,其中煤電發(fā)電量占并網(wǎng)總電量的50%。但煤電作為不可再生化石燃料,減排成本高且工藝復(fù)雜,無法滿足低碳排放要求,且煤電調(diào)峰深度及調(diào)峰速度方面存在局限性,靈活性調(diào)節(jié)能力有限。
基于上述背景,中國新型電力系統(tǒng)對于低碳、靈活調(diào)峰電源需求較其他國家更為迫切。光熱發(fā)電是唯一的兼具新能源發(fā)電與儲能的成熟技術(shù)路線,天然具有電力輸出穩(wěn)定、可靠、調(diào)節(jié)靈活的特性。此外,光熱發(fā)電采用交流同步發(fā)電機來發(fā)電,涉網(wǎng)性能優(yōu)越,在高比例可再生能源的新型電力系統(tǒng)中有著極強的優(yōu)勢。
出力連續(xù)穩(wěn)定,提供電力供應(yīng)保障:由于光熱電站配置了大容量、低成本的熔鹽儲能,可實現(xiàn)24小時連續(xù)發(fā)電。以中廣核新能源德令哈光熱電站為例,該項目配置了9小時儲能,實現(xiàn)了230天連續(xù)穩(wěn)定運行。此外,光熱電站裝備與傳統(tǒng)煤電一致的汽輪發(fā)電機組,可與化石燃料或生物質(zhì)燃料配合,增加應(yīng)急燃?xì)鉅t或生物質(zhì)爐,提高光熱電站的保證出力。在極端天氣下,光熱發(fā)電以極低的新增投資即可成為可信電源,出力特性優(yōu)于燃煤發(fā)電,平穩(wěn)可控,從而可實現(xiàn)更優(yōu)的性能、更低的排放替代燃煤發(fā)電裝機容量,還能保證發(fā)電量中絕大部分仍是可再生能源,電力品質(zhì)更優(yōu)。
頻率、電壓穩(wěn)定,天然具備電網(wǎng)友好性:未來可預(yù)計時間內(nèi),中國及全球電網(wǎng)仍將為交流同步電網(wǎng)。光熱電站后端汽輪發(fā)電系統(tǒng)和煤電一致,可為系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)動慣量和無功支撐,快速平抑系統(tǒng)中出現(xiàn)的大小擾動,對于維持新型電力系統(tǒng)的頻率、電壓、功角穩(wěn)定具有重要意義。
靈活調(diào)節(jié),雙向調(diào)峰,促進(jìn)可再生能源消納:光伏、風(fēng)力等可再生能源發(fā)電嚴(yán)重依賴自然條件,具有間歇性和波動性的特點,大規(guī)模接入時,會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定造成較大沖擊。光熱發(fā)電自帶大規(guī)模儲熱系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)靈活調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸出。
同時,光熱發(fā)電具備雙向調(diào)峰能力,既可在用電高峰時段釋放儲存的熱能進(jìn)行發(fā)電,填補光伏夜間發(fā)電空白,又可在光伏發(fā)電過剩的午間主動降負(fù)荷運行甚至停機,并通過增加電熱設(shè)備進(jìn)行儲能,有效減少棄風(fēng)棄光。因此,光熱發(fā)電不僅是可靠的清潔電源,更能為電網(wǎng)提供無功支撐和慣量支撐、頻率調(diào)節(jié)等關(guān)鍵輔助服務(wù),提升電網(wǎng)對高比例波動性可再生能源的接納能力。
目前,煤電是中國電力系統(tǒng)中事實上最主要的調(diào)節(jié)電源。展望未來,技術(shù)進(jìn)步將繼續(xù)提高效率并顯著降低成本,2035年平準(zhǔn)化度電成本有望達(dá)到0.38元/千瓦時,接近全國平均煤電水平,已經(jīng)低于東中部地區(qū)多數(shù)地區(qū)煤電水平,有望逐步替代煤電,提升可再生能源裝機在發(fā)電總裝機中的占比。
中國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈由上游的原材料及設(shè)備供應(yīng)商、中游的系統(tǒng)集成商與技術(shù)提供商,以及下游的電站運維單位和發(fā)電企業(yè)構(gòu)成。
從原材料價格來看,中國玻璃平均價格自2022年1月1日的25.06元/平方米下降至2025年6月30日的13.82元/平方米,呈顯著下行趨勢,主要受建筑和房地產(chǎn)需求疲弱的影響。盡管2025年上半年日熔量保持穩(wěn)定,生產(chǎn)企業(yè)庫存仍升至335萬噸,進(jìn)一步抑制了價格回升。中國鋼坯價格自2022年1月的4,270元╱噸下降至2025年6月的2,920元/噸,呈長期下行走勢,主要受建筑需求疲軟驅(qū)動。2022–2024年雖然供應(yīng)有所減少,但庫存仍然高位,限制了價格回升;進(jìn)入2025年初,價格在謹(jǐn)慎采購和市場情緒低迷的背景下徘徊在多年低位。
中國光熱發(fā)電運營模式主要分為獨立電源模式和一體化聯(lián)營模式兩種,當(dāng)前兩種模式并存,適用于不同的應(yīng)用場景。當(dāng)光熱電站在新能源大基地一體化聯(lián)營項目中用于儲能調(diào)峰時,投資方分別對光熱電站與光伏/風(fēng)力電站EPC承包方進(jìn)行招標(biāo),推進(jìn)項目實施。一體化聯(lián)營電站聯(lián)合調(diào)度,作為一個完整的系統(tǒng)對外供電,提供輔助服務(wù),整體計算收益。然而,新能源大基地一體化聯(lián)營項目中光熱裝機占比普遍偏低,對高比例新能源的支撐仍有限,還會增加電網(wǎng)調(diào)峰壓力。
在風(fēng)電、光伏電價持續(xù)走低的背景下,該模式尤其是與光伏互補的項目,面臨較大的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。未來的主流模式將是獨立電源模式。在作為獨立電源時,光熱發(fā)電站可通過上網(wǎng)電價、調(diào)峰輔助服務(wù)和CCER(中國核證減排量)交易獲得收益。截至2024年底,為發(fā)揮光熱發(fā)電在能源保供和靈活調(diào)峰中的作用,青海省優(yōu)選了一批大容量獨立光熱發(fā)電項目,包括浙江可勝技術(shù)股份有限公司、中廣核風(fēng)電有限公司和浙江中光新能源科技有限公司等企業(yè)的項目入選。
中國光熱發(fā)電成本分析與未來趨勢預(yù)測
自首批光熱發(fā)電示范項目啟動以來,中國已累計建成838.2MW光熱發(fā)電裝機容量。截至2024年,中國光熱發(fā)電的平準(zhǔn)化度電成本已降至0.55元/千瓦時,較2016年首批示范項目的1.15元/千瓦時,下降了52.5%;在相同運營模式下測算,平準(zhǔn)化度電成本進(jìn)一步降至0.46元/千瓦時,降幅達(dá)60%,反映出行業(yè)積極健康的發(fā)展態(tài)勢。
展望未來,隨著光熱發(fā)電電站單機容量持續(xù)擴(kuò)大、規(guī)?;l(fā)展加速推進(jìn)、模塊化設(shè)計和建造更廣泛應(yīng)用、設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計不斷優(yōu)化以及運維能力持續(xù)提升,預(yù)計到2030年中國光熱發(fā)電的平準(zhǔn)化度電成本將降至0.45元.千瓦時。到2035年,隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用(如更高循環(huán)溫度發(fā)電系統(tǒng)、更寬溫域和更高工作溫度的儲熱材料等),平準(zhǔn)化度電成本有望進(jìn)一步降至0.38元.千瓦時。
隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和成本快速下降,光熱發(fā)電作為綠色經(jīng)濟(jì)可調(diào)度的能源形式,將在大型能源基地中逐步大比例替代燃煤發(fā)電。這一轉(zhuǎn)變將有效提升基地綠電占比,并預(yù)計將帶動項目開發(fā)熱潮。中國光熱發(fā)電市場累計裝機容量已從2020年的538MW增長至2024年的838MW,年復(fù)合增長率達(dá)11.7%;預(yù)計到2030年將上漲至17,713MW,2025年至2030年年復(fù)合增長率達(dá)52.6%,到2035年將達(dá)到104,650MW,2031年至2035年間年復(fù)合增長率將達(dá)43.3%。
2025年至2030年,隨著風(fēng)光大基地項目集中并網(wǎng),疊加青海、內(nèi)蒙等省份政策的引領(lǐng)帶動作用,光熱發(fā)電市場將迎來一批裝機潮。2030年后隨著光熱發(fā)電度電成本下降,光熱電站項目經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢凸顯,項目裝機規(guī)模將保持高速增長。
中國光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展初期,受技術(shù)不成熟和產(chǎn)業(yè)鏈不完善等因素影響,項目投資成本較高。隨著光熱發(fā)電技術(shù)持續(xù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn),單位千瓦投資成本穩(wěn)步下降,市場投資和項目開發(fā)熱情持續(xù)升溫。從市場規(guī)模來看,中國光熱發(fā)電市場規(guī)模(按收入計)已從2022年的19億元增長至2024年的160億元,年復(fù)合增長率達(dá)102.7%。收入規(guī)模的增長主要受益于項目建設(shè)規(guī)模的大幅增長。預(yù)計未來隨著建設(shè)規(guī)模的爆發(fā),到2030年收入規(guī)模將達(dá)到775億元,2025–2030年間年復(fù)合增長率將達(dá)35.9%。
