現(xiàn)在時間2010年。對于剛剛啟動的中國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)來說，也許要向后看10年，20年，方能看清楚，這個時間節(jié)點對于一個即將來臨的新時代究竟意味著什么。

　　這一年，技術先進、實力雄厚的國外公司紛紛在中國尋求自己的合作伙伴，搶灘世界上最大的發(fā)電市場；這一年，中國第一個1MW太陽能熱發(fā)電示范電站有望建成并網(wǎng)；這一年，醞釀中的行業(yè)標準或將出臺，來自政府的補貼政策也有望激勵投資者入場，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速。

　　在經(jīng)濟性上變得更具吸引力的太陽能熱發(fā)電有望成為未來電力市場上支柱性的能源形式之一。但是在起步階段，這一新興行業(yè)發(fā)展的規(guī)模和速度將首先取決于政府視其為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)而出臺的補貼政策，其次則要靠通過技術進步和規(guī)模發(fā)展提高持續(xù)降低成本的能力。
　
　　我的夢想——利用太陽能來照亮整個地球指日可待！

　　這是來自美國的eSolar公司創(chuàng)辦人Bill Gross喊出的雄心勃勃的口號。eSolar作為全球僅有的三家太陽能熱發(fā)電技術商業(yè)化運營商之一為國人所熟知，并非是因為這句激蕩人心的口號，而是其在今年1月9日與我國的蓬萊電力簽署了50億美元的2000 MW塔式太陽能熱發(fā)電合同。

　　在媒體的廣泛報道中，上述合作被視為“填補了中國太陽能熱發(fā)電技術空白”。

　　與此同時，我們才發(fā)現(xiàn)，中國尚沒有一座真正意義上的太陽能熱發(fā)電廠。目前在建預計將于2010年年底建成的最大太陽能熱發(fā)電示范電廠為1 MW。

　　中國太陽能熱發(fā)電的現(xiàn)狀投射出與國際先進水平之間真實的差距。在西班牙、美國等國太陽能發(fā)電企業(yè)已經(jīng)在謀求成為世界范圍內(nèi)的領軍者，紛紛搶灘中國市場時，中國尚未確立太陽能熱發(fā)電的戰(zhàn)略地位，補貼政策付諸闕如，技術研發(fā)投入滯后，這令不少業(yè)內(nèi)專家憂心如焚。

　　各國競逐太陽能熱發(fā)電

　　太陽能熱發(fā)電正成為世界范圍內(nèi)可再生能源領域的投資熱點。翻開世界太陽能熱發(fā)電版圖可以發(fā)現(xiàn)，目前太陽能熱發(fā)電站遍布美國，西班牙，德國，法國，阿聯(lián)酋，印度，埃及，摩洛哥，阿爾及利亞，澳大利亞等國家。

　　2009年7月，12家大型公司在德國慕尼黑簽署備忘錄，啟動“沙漠行動計劃”。通過在中東及北非地區(qū)建立一系列聯(lián)網(wǎng)的太陽能熱發(fā)電站，滿足歐洲15%的電力需求以及電站所在國家的部分電力需求。2009年10月30日，DII有限責任公司成立。公司股東包括ABB，德意志銀行，肖特和西門子等12家公司。

　　美國能源部太陽能辦公室計劃處主任Thomas Rueckert博士在2009
太陽能熱發(fā)電技術國際論壇上透露，美國能源部在太陽能熱發(fā)電研究與發(fā)展方面的投資在逐年增加，2009年預算為2431萬美元，2010年達到7842萬美元，其目標是到2020年熱發(fā)電承擔基礎負荷。

　　在接受《科學時報》記者采訪時，來自科技部“十一五”“863”重點項目“太陽能熱發(fā)電技術及系統(tǒng)示范”研究人員杜茜介紹說，目前國際上正在運行的太陽能熱發(fā)電裝機容量已超過660MW。

　　根據(jù)美國能源咨詢機構EER的研究報告《2009~2020年全球聚光型太陽能熱發(fā)電市場和戰(zhàn)略》，早在2009年4月全球正在建設的太陽能熱發(fā)電裝機已達1200MW。而2009年11月，西班牙發(fā)布政府公告，宣布2012年西班牙太陽能熱發(fā)電的裝機目標為1850 MW。此外，美國加州能源局正在審批的太陽能熱發(fā)電裝機容量則達4802MW。

　　目前中國太陽能熱發(fā)電項目主要由科技部支持，進行自主技術的研發(fā)和示范電站建設。按照有關計劃路線圖，預計在2010年我國建成1MW實驗電站及研究基地，證實技術可行性后，逐步在2015年建設10～100MW示范電站，2020年建成荒漠地區(qū)100～1000MW的商業(yè)實用電站。如上述路線圖順利實施，預計2020年后可開始規(guī)?；ㄔO。

　　值得關注的是，在資本市場的推動下，近年來中外企業(yè)紛紛爭取在中國太陽能輻照資源優(yōu)勢地區(qū)上馬太陽能發(fā)電項目，意在跑馬圈地，以期在未來電力市場競爭中占據(jù)主動甚至主導地位。

　　在接受《科學時報》記者采訪時，eSolar的中國合作方之一的華電工程（集團）有限公司總工程師黃湘坦言，引進eSolar技術進入中國，他本人的態(tài)度“其實是非常猶豫的”，“這有一個自主知識產(chǎn)權的問題，恰恰是國外的太陽能熱發(fā)電發(fā)展比中國快，但是中國也起步了?，F(xiàn)在第一個應用國外的先進技術，可能會引導將來這種技術最能得到推廣，從而占據(jù)市場主導地位”。

　　“大家都在起跑線上，為什么中國不快跑一步呢？恰恰在研發(fā)階段投入中國是最吝嗇的到快成功了，中國投錢又是最大方的。為什么不在科研上多投入一些，發(fā)展有自己知識產(chǎn)權的太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)呢？”

　　據(jù)黃湘分析，對于太陽能熱發(fā)電能否作為未來支柱性能源形式，在美國本土也有不同的認識，eSolar之所以肯投入50億美元在中國發(fā)展太陽能熱發(fā)電技術，一方面是希望通過示范，提供實驗數(shù)據(jù)，以確定技術路線，同時還以此進軍中國市場，占領先機。

　　而據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，在上述撒哈拉太陽能熱發(fā)電項目的整體產(chǎn)業(yè)鏈分工布局中，一些歐洲企業(yè)已經(jīng)瞄準中國市場，與國內(nèi)企業(yè)合作，計劃為其撒哈拉項目提供成本低廉的產(chǎn)品，最終產(chǎn)生的電力將通過大規(guī)模電網(wǎng)源源不斷地送往歐洲各國。

　　在這一輪競爭中，中國會否淪為可再生能源領域又一個“制造大國”？

　　中國太陽能熱發(fā)電實驗示范破冰

　　全年日照2600小時以上的延慶，是北京地區(qū)太陽能資源最豐富的地區(qū)。當?shù)刈匀粭l件較為惡劣，適宜在不同氣候條件下進行太陽能熱發(fā)電實驗示范。落戶于此的科技部“863”計劃1MW級別的太陽能熱發(fā)電示范項目，據(jù)悉將于2010年底建成并網(wǎng)，最終其規(guī)模將發(fā)展到100MW發(fā)電級別。

　　在上述“863”項目的基礎之上，2009年，中國科學院電工研究所牽頭申請的“高效規(guī)?；柲軣岚l(fā)電的基礎研究”項目，獲得國家“973”計劃立項支持。

　　黃湘目前擔任該項目首席科學家。據(jù)了解，項目聚焦的三個關鍵科學問題為：太陽輻射能流聚集—吸收的時空協(xié)同輸運及轉換規(guī)律；極端條件下熱能傳輸蓄存機理及與材料組成結構的關聯(lián)機制；非穩(wěn)態(tài)太陽能光—熱—功能量系統(tǒng)集成理論。并結合延慶項目對新原理、新方法和新材料進行實證。

　　太陽能熱發(fā)電主要有槽式聚焦系統(tǒng)、塔式聚焦系統(tǒng)、碟式聚焦系統(tǒng)和反射菲涅爾聚焦系統(tǒng)等四種方式。目前已經(jīng)商業(yè)化運行的主要是槽式和塔式，如延慶項目就是塔式系統(tǒng)。在光電效率方面，除了碟式達到30%以上，其他3種基本為15%左右。

　　目前，制約太陽能熱發(fā)電發(fā)展的主要技術障礙是聚光成本較高，在不穩(wěn)定太陽輻照下的系統(tǒng)光學效率和熱功轉換效率低。美國目前熱發(fā)電的發(fā)電成本是13~16美分/度電（無蓄熱），美國能源部的目標是實現(xiàn)2015年8~11美分/度電（蓄熱6小時），2020年低于7美分/度電（蓄熱12~17小時）。

　　杜茜介紹道，目前熱發(fā)電技術發(fā)展的方向是高參數(shù)，長時間蓄熱，24小時發(fā)電，可承擔電力基礎負荷發(fā)展；以模塊化技術為基礎，形成大容量太陽能熱發(fā)電廠。

　　雖然自主技術尚不成熟，但國內(nèi)的熱發(fā)電市場很大，杜茜表示，包括eSolar在內(nèi)，國內(nèi)宣布將建的熱發(fā)電容量已經(jīng)達到4GW。在技術方面，有些準備和國外合作，有些則在等待中國自主知識產(chǎn)權的技術成熟。

　　“國外技術封鎖很嚴，有些電站甚至不允許參觀。目前我國自己的技術即將進入實驗示范階段，在熱發(fā)電方面，中國應該不會走完全引進國外技術的道路。”她說。

　　據(jù)記者了解，塔式熱發(fā)電系統(tǒng)所用到的定日鏡、吸熱器、集熱管等元件國內(nèi)都能生產(chǎn)，只是在高溫情況下的技術成熟度尚待考驗。

　　“目前我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國外存在的差距主要在于，太陽能熱發(fā)電站系統(tǒng)優(yōu)化設計技術及集成技術還未掌握，目前由于還沒有實際建成并運行的電站，因此一些具體技術還缺乏實用經(jīng)驗，一些基本的檢測手段也欠缺。”杜茜說。雖然元件都可以批量生產(chǎn)，但都沒有在實際系統(tǒng)中進行驗證，只有建成了電站才有檢測手段和平臺。

　　據(jù)介紹，延慶的實驗電站建成之后，也會搭建槽式和碟式的系統(tǒng)進行試驗，檢測各種方式的元件性能。通過這個試驗平臺為以后的商業(yè)化推廣作準備，打造完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　一個利好消息就是，由中科院電工所、中國華電集團公司、皇明太陽能集團有限公司等30多家單位已經(jīng)聯(lián)合成立了太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。

　　該聯(lián)盟的成立，將有助于推動我國太陽能熱發(fā)電技術和裝備制造業(yè)的發(fā)展，同時，在確立太陽能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展標準、規(guī)范行業(yè)發(fā)展方面有所建樹。目前該聯(lián)盟已提交術語標準。據(jù)杜茜透露，示范電站建成之后，行業(yè)標準有望出臺。

　　國家戰(zhàn)略支持值得期待

　　作為太陽能大規(guī)模發(fā)電的重要方式，太陽能熱發(fā)電具有一系列明顯優(yōu)點，首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根據(jù)國外研究僅有18g/kWh。另外，該技術在現(xiàn)有太陽能發(fā)電技術中成本最低，更易于迅速實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。此外，太陽能熱發(fā)電還具有非常強的與現(xiàn)有火電站及電網(wǎng)系統(tǒng)的相容性優(yōu)勢。

　　基于上述優(yōu)點，在黃湘看來，目前太陽能熱發(fā)電并未獲得與其發(fā)展?jié)摿ψ銐蛳喾Q的戰(zhàn)略地位以及相應程度的重視。

　　從發(fā)展可再生能源發(fā)電戰(zhàn)略角度，黃湘算了一筆賬。按照國家發(fā)改委2007年的“可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃”，我國風電和水電的等效裝機容量為3.4億和3.8億千瓦，生物質(zhì)能雖具有2.8億千瓦的容量，但作為生物質(zhì)能全部用于發(fā)電是不明智的。按照國家發(fā)改委能源研究所課題組以節(jié)能模型、低碳模型、強化低碳模型三種方式預測，2020年我國發(fā)電裝機容量分別為14億、13.3億、13.1億千瓦。

　　“可見，即使風電和水電全部轉化為電能，我國的低碳和無碳發(fā)電裝機容量為8.3億千瓦，占2020年全部電力需求的59%，因此，其余部分由哪一種可再生能源提供，最有基礎并且已經(jīng)規(guī)模發(fā)展的太陽能應用無疑是最誘人的形式。”黃湘分析。

　　在當前國際太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)競爭態(tài)勢下，戰(zhàn)略性機遇稍縱即逝。黃湘建議，國家應盡快確立太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位，這將是能夠在未來形成規(guī)模應用的最有效的能源形式。

　　“當前尤其需要在政策層面上要予以大力度的支持。”黃湘表示。

　　在當前世界的每一個地區(qū)，對太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的政策補貼依然至關重要。在通向太陽能電力與傳統(tǒng)電力“同網(wǎng)同價”的進程中，合理的補貼政策對吸引產(chǎn)業(yè)發(fā)展必需的投資是不可或缺的。對于中國而言，政府及時出臺補貼政策對太陽能熱發(fā)電發(fā)展的影響尤為重要。

　　記者在采訪中了解到，總體來說，太陽能熱發(fā)電目前在我國的政府中認知度比較低，延慶示范電站一旦建成將對推動熱發(fā)電快速發(fā)展有一定作用。但行業(yè)內(nèi)最需要的還是政策支持。

　　中國科學院院士嚴陸光認為：“我國太陽能熱發(fā)電還剛剛起步，存在一些特殊困難，需要國家給予特別的扶持。”
目前，國內(nèi)很多公司找到中科院電工研究所希望進行合作開發(fā)，“但大家都在等國家的支持政策”，杜茜說。

　　據(jù)悉，國家發(fā)改委和財政部在不久前召開的可再生能源上網(wǎng)電價討論會上提出對太陽能熱發(fā)電將采取“一事一議”的政策。

　　技術創(chuàng)新的潛力也不容小覷。對于可再生能源領域，現(xiàn)在時間仿佛是一個躁動著新生命的前夜，革命性的技術突破隨時都有可能誕生。

　　具體到太陽能發(fā)電領域，目前，基于硅片的光伏技術、薄膜光伏技術和太陽能熱發(fā)電技術正在相互競爭，以獲得成本上的領先地位。

　　黃湘認為，太陽能熱發(fā)電和光伏發(fā)電各有優(yōu)勢，前者尤其適合于規(guī)模化發(fā)展，集中供電，而后者更適宜于分布式應用，適宜地區(qū)性、局部性發(fā)展。“兩者不可偏廢，越是規(guī)?；l(fā)展太陽能熱發(fā)電，越是需要分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，兩者能夠相互補充。”

　　飽受詬病的太陽能發(fā)電的高成本問題，在黃湘看來并不成其為問題，解決問題的途徑在于通過提高發(fā)電效率和規(guī)?；瘧谩?/p>

　　降低成本的途徑之一就是依靠技術進步。在太陽能熱發(fā)電材料研發(fā)領域存在著大量的提高效率的機會，尋找到合適的材料將有可能把熱發(fā)電效率從現(xiàn)在的百分之十幾提高至百分之二十。

　　目前黃湘主持的“973”項目的目標之一就是致力于材料領域的突破性研究，以提高太陽能利用效率，從而降低投資成本。另一方面，該項目也將在理論上試圖突破傳統(tǒng)熱功轉換的模型，并致力于尋找光—熱—功轉換過程中的提升效率的最佳點。

　　由于太陽能低密度的能量特性，決定了發(fā)展太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)將會占用大量土地。據(jù)黃湘介紹，相同規(guī)模的太陽能發(fā)電占地面積是火電的1000倍。但發(fā)電效率的提升將大幅降低對土地的需求。

　　黃湘舉例說，一臺效率是10%的30萬千瓦太陽能熱發(fā)電機組，占地可能達到10平方公里，如果效率提高至20%，占地面積立刻能夠降低一半，只有5平方公里，它的效益是非常可觀的。同時，與農(nóng)業(yè)、工業(yè)甚至公路交通等結合，實現(xiàn)土地的綜合利用，也可以解決部分太陽能發(fā)電占地問題。

　　黃湘曾撰文分析，美國建成的太陽能電站發(fā)電成本大致折合2萬元每千瓦，中國火電發(fā)電成本為5000元，加上排放物處理成本會達到1萬元。通過提高太陽能熱發(fā)電效率，其發(fā)電成本有望低于每千瓦造價1萬元，這時候用火電和太陽能熱發(fā)電經(jīng)濟上是一樣的。

　　黃湘篤信，“太陽能熱發(fā)電和化石能源發(fā)電成本兩者相同，這一天可能會在10~20年后某一天到來”，屆時規(guī)模化發(fā)展就會實現(xiàn)。在化石能源因為日漸稀少將導致價格上漲的趨勢背景下，太陽能熱發(fā)電在經(jīng)濟性將變得更具吸引力。無疑，一個革命性的時代或將就此到來。