第1章 绪论
1.1 太阳能热发电背景及意义
21世纪，全人类都面临着同样的能源问题。一方面，经济、社会的可持续发展与环境可承载能力之间存在巨大矛盾，经济、社会的发展离不开能源，而燃烧常规化石燃料会产生大量的二氧化碳，二氧化碳是主要的温室气体类型。观测资料表明，在过去的100年里，全球平均气温上升了0.3～0.6℃，全球海平面平均上升了10～25cm，这就是温室效应。目前，经济和社会正在迅速发展，但环境的可承载力已接近极限。另一方面，常规能源的日趋匮乏与能源需求的急剧增加是当今社会亟须解决的主要矛盾。据《2013—2020年中国煤炭行业市场研究与投资前景评估报告》显示，2012年年底，世界石油可采储量为16689亿桶，储采比为52.9；天然气为187.3万亿m3，储采比为55.7；煤炭为8609亿t，储采比为109。从煤炭、石油、天然气储量情况看，煤炭储量最为丰富，储采比最长，石油、天然气储采比相当，均为50多年。当面临全球污染严重、常规能源近乎枯竭又急需大量能源的双重矛盾时，全人类达成了共识，即依靠科技进步，大规模地开发利用太阳能、风能、生物质能等可再生清洁能源。
近年来，太阳能热发电在欧美地区快速发展。目前，面向承担基础电力负荷的“大容量、高参数、长周期储热”是国际太阳能热发电的技术发展趋势。2015年，全球光热发电建成装机容量达到约4940.1MW，比2014年增长421.1MW，增幅为9.3%。目前，太阳能热发电的年平均效率超过12%，成本价格在0.2欧元/（kW·h），到2020年有望降低到0.05欧元/（kW·h）。
国际能源署发布的《能源技术展望2010》报告指出，到2050年，太阳能热发电装机容量将达到10.89亿kW，产生电力占总发电量的11.3%。因此太阳能热发电绝对称得上是朝阳产业，有非常广阔的发展空间。
就我国而言，我国正处于经济高速发展时期，能源的消耗量还要大大增加。但我国的能源储量并不容乐观，根据2012年的统计数据，煤炭储量为1145亿t，占世界储量的13.3%；石油储量为173亿桶，仅占世界储量的1%；天然气储量为3.1万亿m3，仅占世界储量的1.7%。人均能源可开采储量更是远低于世界平均水平。而且由于历史原因，我国的能源有效利用率非常低。从开采到利用，几乎都还停留在粗放型生产模式，这对环境造成的污染非常严重。我国是全球第二大二氧化碳排放国，也是第一大煤炭消费国，是世界上少有的几个能源结构以煤炭为主的国家。
我国的太阳能资源非常丰富，不仅拥有世界上太阳能资源最丰富的地区之一——西藏地区，而且陆地面积每年接受的太阳总辐射能相当于2.4×104亿t标准煤，约等于数万个三峡工程发电量的总和。如果将这些太阳能有效利用，对于缓解我国的能源问题、减少二氧化碳的排放量、保护生态环境、确保经济发展过程中的能源持续稳定供应等都将具有重大而深远的意义。
我国太阳能热发电技术研究起步较晚，目前几座商业运行太阳能热发电站正在建设中。“八五”以来，科技部就关键部件在技术研发方面给予了持续支持，“十一五”期间启动了1MW塔式太阳能热发电技术研究及系统示范。目前，大规模发电技术已有所突破，大部分关键器件已产业化。
更值得一提的是，太阳能发电已成为我国能源战略调整的重要方向，国家相继颁布了促进太阳能发电产业快速发展的若干文件和政策。
2005年2月，我国出台了《中华人民共和国可再生能源法》，国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域，通过鼓励利用可再生能源改善中国目前的能源结构，通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施推动可再生能源市场的建立和发展。该法2006年起开始实施。
2006年2月，国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》，太阳能热发电技术作为纲要中明确的重要内容，是我国太阳能利用及产业发展的重要方向之一。太阳能热发电技术作为优先发展方向，若干项目相继获得国家项目资金支持，如2006年“太阳能热发电技术及系统示范”列入国家863重点项目；2009年“高效规模化太阳能热发电的基础研究”获得国家科学技术部973项目立项。
2011年6月，《产业结构调整指导目录（2011年本）》开始正式施行。在指导目录鼓励类新增的新能源门类中，太阳能热发电被放在突出位置。
2012年5月，国家科学技术部发布《太阳能发电科技发展“十二五”专项规划》，明确将光热发电作为我国“十二五”太阳能发电科技的重点规划内容之一。
2012年9月，国家能源局印发《太阳能发电“十二五”规划》，明确太阳能发电的发展目标、开发利用布局和建设重点。按照规划，到2015年年底，太阳能发电装机容量达到2100万kW以上，年发电量250亿kW·h。该规划还要求，在“十二五”发展的基础上，继续推进太阳能发电产业规模化发展，到2020年太阳能发电总装机容量达到5000万kW，使我国太阳能发电产业达到国际先进水平。
2013年2月，国家发展和改革委员会同国务院有关部门对《产业结构调整指导目录（2011年本）》有关条目进行了调整，形成了《产业结构调整指导目录（2011年本）》（修正版）。在第一类鼓励类的新能源领域中，太阳能热发电集热系统、太阳能光伏发电系统集成技术开发应用、逆变控制系统开发制造被列在第一条。
2016年9月，国家能源局正式发布《关于建设太阳能热发电示范项目的通知》，共20个项目入选中国首批光热发电示范项目名单，总装机约1.35GW，包括9个塔式电站、7个槽式电站和4个菲涅尔电站。国家发展和改革委员会核定我国的太阳能热发电标杆上网电价为1.15元/（kW·h）。
太阳能资源丰富、社会发展面临的现状和国家政策支持为我国太阳能热发电技术的发展和进一步推广提供了良好的外部环境。