自1950年原蘇聯(lián)設計世界上第一座太陽能塔式電站并建造一個小型試驗裝置開始，光熱發(fā)電在全球范圍內已有近七十年的發(fā)展歷史，截至目前全球光熱發(fā)電總裝機約6GW。

由于技術、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兩個傳統(tǒng)光熱發(fā)電市場。但隨著可再生能源不可逆轉的發(fā)展趨勢和光熱發(fā)電技術的不斷成熟，摩洛哥、中國、南非、阿聯(lián)酋、以色列及沙特等新興光熱發(fā)電市場正在快速崛起。

但是，從成本角度來看，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、中國在內的多個國家還在積極開展相關研究并嘗試將其進一步推向商業(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前可再生能源發(fā)展大勢。以我國首座并網(wǎng)投運的大型商業(yè)化槽式光熱電站——中廣核德令哈50MW槽式電站為例，該項目投運后每年可節(jié)約近6萬噸標準煤，減少二氧化碳排放約10萬噸，環(huán)保效益相當于造林4200畝。

除了節(jié)能減排，光熱電站對于生態(tài)保護、減少水土流失也有積極作用。我國科研人員曾對大規(guī)模光熱電站的建設運行可能對中國西北部干旱和半干旱地區(qū)環(huán)境造成的影響開展過研究，結果發(fā)現(xiàn)，一旦光熱電站投入使用后，會對當?shù)丨h(huán)境產生一系列積極的作用，比如減少水土流失等。通過計算機模擬研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將光熱反射鏡場當作防風林使用的話，可以大大減緩風速，減少風沙的流動，能夠起到保護土壤免受侵蝕的作用。

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

北京兆陽光熱技術有限公司(簡稱兆陽光熱)自主研發(fā)的HLIACS聚光集熱系統(tǒng)就進行了類似設計，通過鏡場土地改良，同時開展種植、養(yǎng)殖業(yè)。兆陽光熱經(jīng)過多年種植實驗證明，鏡場土地綜合利用在土地環(huán)境改良、種植養(yǎng)殖領域具備巨大潛力。

圖：兆陽光熱技術體系區(qū)域土地綜合利用圖

從兆陽光熱技術體系區(qū)域土地綜合利用圖中可以看出，HLIACS鏡場區(qū)域中的相當部分面積能夠建設溫室大棚。通過試驗發(fā)現(xiàn)，鏡面遮光對溫室大棚內的普通作物生長影響不大，還能夠省去傳統(tǒng)溫室的遮陽裝置，并且大幅降低管路、電路、信息、監(jiān)控系統(tǒng)的建設成本，更適合發(fā)展高水平設施農業(yè)。

可使沙漠變綠洲的黑科技?

一些海外光熱企業(yè)則在嘗試利用光熱發(fā)電技術來改造沙漠，并已取得了顯著效果。

2016年10月，由丹麥Aalborg CSP公司負責開發(fā)的全球首個專為沙漠農場供給清潔能源的商業(yè)化光熱發(fā)電項目在南澳大利亞正式投運，該項目可為沙漠農場持續(xù)不斷供應再生光熱能源和海水淡化水，確保這座占地面積約20萬平方米的Sundrop農場每年可生產約1700萬公斤溫室番茄，幾乎占據(jù)澳大利亞全國西紅柿產能的15%。

2018年5月，由克蘭菲爾德大學(Cranfield University)牽頭建設的多用途光熱發(fā)電站項目在埃及投運。該項目總投資2200萬，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)設施與1000余名居民提供穩(wěn)定的水電供應，其有效結合了先進的光熱發(fā)電技術與脫鹽工藝及冷卻裝置設備，使得在沙漠地區(qū)發(fā)電與生產淡水成為可能。

調峰和承擔基礎電力負荷的能力

光熱發(fā)電尤其是儲熱型光熱電站所具備的調峰功能和承擔基礎電力負荷的潛力同樣極具價值。相比風電、光伏等間歇性清潔能源發(fā)電形式，光熱發(fā)電可以通過高性價比儲熱系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定電力輸出，與電網(wǎng)更加和諧。

近年來，隨著西班牙Gemasolar熔鹽塔式電站、美國Solana槽式光熱電站、美國CrescentDunes新月沙丘塔式熔鹽電站等一批儲熱型光熱電站的成功投運，使全球光熱發(fā)電市場迎來又一次發(fā)展高峰，光熱發(fā)電的清潔性和高性價比調峰優(yōu)勢也開始愈發(fā)受到相關國家的重視，相關技術研發(fā)和商業(yè)化部署步伐也開始逐步加快。

據(jù)CSPPLAZA統(tǒng)計，2018年全球光熱發(fā)電建成裝機容量新增936MW，其中包括中國新投運的中廣核德令哈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兆陽張家口15MW創(chuàng)新型類菲涅爾固態(tài)儲熱太陽能熱發(fā)電站在內的80%以上的新增項目均配置了儲熱系統(tǒng)。2019年，全球光熱發(fā)電市場預計將再次實現(xiàn)新增裝機規(guī)模的大幅增長，而大部分在建的海外光熱項目以及中國有望年內投運的7個、總裝機400MW的光熱項目也均會配置儲熱系統(tǒng)。

我國2020年底前要在全國范圍基本建立電力輔助服務市場機制。在此背景下，可控電源的優(yōu)勢將進一步凸顯。根據(jù)國際經(jīng)驗，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成本就越高。當前我國電力輔助服務總費用占總電費比重較歐美等電力市場還有很大差距。這意味著未來的市場空間還非常大。

光熱發(fā)電作為一種優(yōu)質的可控電源，因當前裝機規(guī)模過小，尚未引起政策層面的重視。但從電力輔助服務市場的需求本質來看，可控電源的價值必將凸顯。有業(yè)內人士認為，未來光伏配合儲能，或與火電等可控電源進行合作，或將成為一種新常態(tài)。在光伏風電等不可控電源被納入電力輔助服務市場范疇的趨勢下，光熱發(fā)電發(fā)揮其可控優(yōu)勢，提供調峰等電力輔助服務，或將為光熱發(fā)電帶來新的市場空間。

良好的社會效益和經(jīng)濟效益

投資額巨大的光熱電站也會為項目所在地帶來較大的社會效益和經(jīng)濟效益。

一方面，光熱項目建設將對鋼鐵、建材、水泥、化工、原材料等市場起到積極的拉動效應，而在整體經(jīng)濟下行的當下大量的鋼材和建筑材料需求也將極大消化對應產業(yè)的過剩產能。

另一方面，光熱項目開發(fā)也將為項目所在地創(chuàng)造大量的就業(yè)崗位。一座裝機50MW的商業(yè)化光熱項目施工高峰期需要現(xiàn)場施工人員可高達800-1000人，項目投運后則可以提供50個左右的長期就業(yè)崗位。

發(fā)展旅游和影視經(jīng)濟，打造獨特新景觀

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

已投運的中國首個百兆瓦級光熱電站——首航節(jié)能敦煌100MW塔式熔鹽光熱電站已經(jīng)被列為共青團甘肅省委頒發(fā)的實習見習基地，首航節(jié)能敦煌一二期項目當前正在籌建觀光塔并積極推進AAA級景區(qū)的申報，未來將用嶄新的智能+光熱發(fā)電技術迎接更多國內外游客。

光熱電站作為具有顛覆性意義的太陽能電站，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景。光熱電站更是出現(xiàn)在《紅海行動》、《撒哈拉奇兵》、《銀翼殺手2049》、《千鈞一發(fā)》等經(jīng)典影片中。