現(xiàn)在時間2010年。對于剛剛啟動的中國太陽能熱發(fā)電產業(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；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，助力產業(yè)發(fā)展提速。

　　在經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)已經在謀求成為世界范圍內的領軍者，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)模化建設。

　　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。現(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)展有自己知識產權的太陽能熱發(fā)電產業(yè)呢？”

　　據黃湘分析，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，以確定技術路線，同時還以此進軍中國市場，占領先機。

　　而據業(yè)內人士分析，在上述撒哈拉太陽能熱發(fā)電項目的整體產業(yè)鏈分工布局中，一些歐洲企業(yè)已經瞄準中國市場，與國內企業(yè)合作，計劃為其撒哈拉項目提供成本低廉的產品，最終產生的電力將通過大規(guī)模電網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，據悉將于2010年底建成并網，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)模化太陽能熱發(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，但國內的熱發(fā)電市場很大，杜茜表示，包括eSolar在內，國內宣布將建的熱發(fā)電容量已經達到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、集熱管等元件國內都能生產，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，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多家單位已經聯(lián)合成立了太陽能光熱產業(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，生物質能雖具有2.8億千瓦的容量，但作為生物質能全部用于發(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“同網同價”的進程中，合理的補貼政策對吸引產業(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)模化發(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)模化應用。

　　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)電產業(yè)將會占用大量土地。據黃湘介紹，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。