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目前南非正在建設全球第一個混合了光伏和光熱發電的大型太陽能園區，總裝機達到271MW。該園區由國際知名塔式熔鹽光熱發電項目開發商SolarReserve和沙特ACWA電力公司共同開發的南非裝機為100MW的塔式熔鹽光熱電站Redstone和有SolarReserve和其合作方已開發的75MW的Lesedi光伏電站和96MW的Jasper光伏電站組成，該項目集聚光太陽能與光伏太陽能于一體，以最低成本提供具備高產能系數的基礎負荷可再生能源，可完全取代燃煤發電。

圖：南非光伏光熱混合發電園區想象圖

無獨有偶，為了更好地滿足智利北部礦業生產的需要，同時降低市場風險，SolarReserve公司也設計了一種光熱光伏互補系統來實現整體系統的高效運營，該設計配置了一套裝機規模為100MW的光熱系統，同時其將伴有儲熱時長達14個小時的熔鹽儲熱系統，光伏裝機規模為75MW。按照該設計，光伏可以在每天合適的時間段提供成本比較低廉的電力，光熱系統將作為基礎負荷進行全天候運行，可以達到協議滿功率運行時間90%左右，幾乎可以完全使用太陽能作為能源來源來滿足采礦時的全部電力需要。

而正在建設目前全球規模最大槽塔混合光熱發電項目Noor的摩洛哥在今年也啟動了光伏光熱混合發電項目NoorMidelt的招標工作，擬建兩個集合光熱發電和光伏發電技術為一體的混合發電項目，其中每個項目的光熱裝機在150MW到190MW之間。據悉，摩洛哥政府之所以選擇開發光伏光熱混合電站，是希望能夠在白天提供最便宜的電能同時可以滿足夜晚的用電需求。雖然光伏發電成本目前更低，但光熱電站在配置長時間儲能系統及穩定供電方面則更具優勢。

目前，德國航空航天中心（DLR）正在開展一項研究，旨在分析光伏發電和光熱發電技術到2030年將呈現何種發展趨勢。而其先期研究結果表明，在現有條件下，光熱和光伏相結合是目前最具前景的太陽能發電技術路線。光伏發電廠直接向電網供電，在用電高峰期，比如夜間，光熱將在夜晚通過儲熱發揮其優勢。即使增加化石燃料補燃也將相對容易可行，成本不會過高。這個發現為光熱光伏混合發電技術的未來發展提供了新的支持。

聚光中溫熱利用或將成為奇兵

提起光熱利用，許多人首先想到的或許是自家屋頂的太陽能熱水器。的確，我國目前太陽能熱利用的應用領域多為低溫利用，我國也是全球最大的太陽能熱水器生產國和使用國。而本文主要說的光熱發電則屬于光熱高溫利用，是光熱利用范疇中一種相對高級的應用形式。

但光熱利用領域其實是非常廣的，家用熱水器和光熱發電都只是眾多光熱利用形式中的一種而已。具體來說，因集熱溫度的不同，太陽能熱利用應用于不同的領域。集熱和供應溫度在40-100℃的，稱為低溫熱利用，家用熱水器即屬此列；集熱和供應溫度在100-400℃的，稱為中溫熱利用。太陽能中低溫熱利用，主要用于供熱和制冷。集熱和供應溫度在400-800℃的，稱為高溫熱利用，主要用于太陽能熱發電。

下面我們主要聊一下聚光型中溫熱利用系統。

從工作原理來講，聚光型中溫熱利用與光熱發電系統一樣，可以用槽式、塔式、碟式和菲涅爾式，可以使用水、導熱油和熔鹽等介質，通過熱交換替代其他能源形式。

但從應用領域方面來講，聚光型中溫熱利用溫度區間更大，應用范圍更廣，也更貼近尋常百姓。可利用太陽能中溫系統提供工業熱源的領域主要包括：能源、建筑、食品加工、海水淡化、化學、造紙、木材加工、合成橡膠、紡織和煙草、制冷等，熱能利用方式為水蒸氣或熱空氣為主，主要應用溫度集中在120~180℃范圍。

隨著光熱發電行業逐步走向規模化，與其同宗同源的聚光型中溫熱利用行業必然將受到有益影響而獲得前所未有的發展良機，而龐大的聚光型中溫熱利用領域的發展又可能將帶動光熱發電行業成本的進一步下降。

數據顯示，我國工業能源消耗量占能源消費總量的70%以上，而工業用熱在整個工業用能中約占50%。近年來，在造紙、食品、煙草、木材、化工、醫藥、紡織和塑料八大行業中，工業熱水、蒸汽和干燥用能總量約在4.5億噸標準煤左右，約占工業用能的20%，如果10%的能源來自于太陽能，則需要3億-4億平方米的集熱器。而粗略計算來看，首批1.349GW光熱發電示范項目所需集熱面積僅為1400萬平方米而已。

此外，工業鍋爐的用能需求更大。據統計,我國目前在用燃煤工業燃煤鍋爐約47萬余臺,每年消耗標準煤約4億噸,約占我國煤炭消耗總量的1/4；排放二氧化碳約占全國排放總量的10%,占全國排放總量的21%。若全國鍋爐都能與太陽能相結合,一年節約原煤約4000萬噸,減排二氧化碳約8000萬噸。太陽能產業的市場總量超過萬億。

2015年11月，國家能源局、國家發改委、環保部等七部委聯合發布《燃煤鍋爐節能環保綜合提升工程實施方案》，規劃到2018年，推廣高效鍋爐50萬噸，淘汰落后燃煤鍋爐40萬噸，完成節能改造40萬噸，提高燃煤工業鍋爐運營效率6個百分點，計劃節約4000萬噸標準煤。

而通過利用太陽能鍋爐以淘汰燃煤鍋爐的思路有不少企業已經開始嘗試并取得了良好效果。例如山東禹城魯銀集團便投資96萬元建設了太陽能集熱系統以替代原有2臺燃煤鍋爐，每天可將48噸20攝氏度的水升溫到80攝氏度，每年可節約燃煤300噸以上，減少粉塵排放4.3噸，減少二氧化硫排放2.5噸。該項目每年可節約蒸汽費23萬元，取得了良好的社會效益和經濟效益。

國家發展和改革委員會能源研究所副研究員胡潤青曾表示，隨著太陽能熱利用技術的進步，特別是太陽能中高溫熱利用技術的進步，太陽能熱利用的應用領域不斷拓展，從傳統的民用熱水拓展到建筑供暖、工業熱水、制冷、發電等更多的領域。太陽能熱利用的應用觀念也在發生著轉變，從傳統的以太陽能為主的熱水系統，轉變為以太陽能作為常規能源系統的基礎能源和輔助能源。

總體說來，聚光中溫熱利用的應用領域和市場空間都相當驚人，與光熱發電一樣，目前成本應該是行業發展的最大障礙。但由于聚光系統組成相近，光熱發電行業啟動所帶來的規模化效益也勢必將對聚光中溫熱利用行業帶來一定利好，而這一巨大市場體量的行業一旦獲得發展，所帶來的規模化效益將更大，或將反過來帶動光熱發電行業的進一步發展，如此循環，一場光熱依靠自身不同利用形式互相促進的良性發展模式有望上演。