密山全球太陽能供暖和工農業(yè)供熱發(fā)展現狀

為促進太陽能集熱技術的廣泛應用，在推進北方地區(qū)冬季清潔供暖工程中發(fā)揮更大作用，在由國家太陽能光熱產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟、中國工程熱物理學會、中國可再生能源學會，中國電機工程學會共同舉辦，國家太陽能光熱產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟、浙江中控太陽能技術有限公司共同承辦的2019第五屆中國太陽能熱發(fā)電大會上，特別設置太陽能供熱技術論壇。

在太陽能供熱技術論壇上，國家發(fā)改委能源研究所副研究員胡潤青應邀作了題為“全球太陽能供暖和工農業(yè)供熱發(fā)展現狀”的主旨報告。她總結了太陽能集熱技術在供暖、工農業(yè)領域的應用現狀，并介紹了一種太陽能光伏熱水器PVT的技術情況和發(fā)展現狀。其報告全文如下，以供參考。 

一、全球太陽能熱利用市場總體情況

表1：全球太陽能熱利用市場規(guī)模

根據IEA和REN21的報告，全球太陽能熱利用市場保持穩(wěn)定增長，2018年保有集熱面積達到480GWth（6.86億m2）。但是，全球市場增長增速放緩，2014年以來全球太陽能熱利用運行保有量的年增長速度均低于光伏發(fā)電和風電，2018年僅為2%，遠低于光伏發(fā)電（25%）和風電（10%）。

1、中國的地位和貢獻顯著

2、全球市場分布和發(fā)展

表3：2017年全球新增集熱面積 

從人均太陽能熱利用密度來看的話，中國僅排在全球第8位，有7個國家的人均集熱器面積比中國要高，普及率比中國要大。普及率高的國家既包括巴巴多斯、塞浦路斯等太陽資源特別好的小國家，也有奧地利、以色列、希臘等發(fā)達國家。 

2018年發(fā)展Z快的10個國家是波蘭、丹麥、印度、塞浦路斯、墨西哥、希臘、澳大利亞、西班牙、南非、法國。波蘭和丹麥的發(fā)展速度分別是179%和128%，印度有17%的年增長率，是全球發(fā)展的標桿，也給全球太陽能熱利用市場帶來新的機遇。但是進入前10的國家有4個國家的增速僅有2%，也顯示全球市場的疲軟。

3、2018年發(fā)展趨勢

（1）商業(yè)和工業(yè)企業(yè)的關注度在提升，特別是新興市場國家； 

（2）大氣污染治理政策帶來新的商機主要有：中國、波蘭等國家；

（3）民用熱水需求的增長（中東、東非、中非）帶動制造能力的提升（特別是南歐企業(yè)）； 

（4）能源合同管理模式的增長；

（5）更多國家提供財政支持政策：要求高比例可再生能源供熱。

二、太陽能供暖

1、概況

從全球太陽能供暖應用看，小型系統(tǒng)應用Z廣泛的，市場占比達到90%以上。大型系統(tǒng)處于規(guī)?；l(fā)展的初期，在丹麥及北歐國家處于快速發(fā)展階段，主要應用于當地大的供熱管網或者是區(qū)域供熱網。

從市場推廣情況看，有更多國家開始做大型太陽能供熱項目，主要分布在歐洲。 

2018年，全球有15個大型太陽能供熱項目投運， 2018年新增情況并不理想。比2017年有所下降。實際上2016年的大型太陽能供暖項目，特別是丹麥的區(qū)域供熱項目有非常大的增長。

超大型太陽能供熱項目多為季節(jié)性儲熱項目。截止2018年底，全球Z大的4個太陽能供熱項目都是季節(jié)性儲熱項目，而且太陽能保證率都在50%以上，即：2009年建成的Gram項目，集熱面積達44836m2；2011年建成的Vojens項目，50MWth(69991m2) ；2014年建成的Dronninglud項目，集熱面積37500m2；2016年建成的Silkeborg項目，110MWth。

2、國家區(qū)域特點

從技術的角度，太陽能供熱系統(tǒng)即可供熱水也可建筑供暖。從全球太陽能區(qū)域供熱市場來看，各個國家有不同的特點。我國熱水系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)是分開的。丹麥等歐洲國家熱水和供暖是一體的，是一套系統(tǒng)。

根據IEA的評估，中國的市場規(guī)模巨大，但系統(tǒng)技術水平尚有待提高；奧地利、德國、丹麥、瑞典等歐洲國家是全球技術引領者，也有一定的市場規(guī)模。俄羅斯、烏克蘭等國則是沉睡的巨人，太陽能供熱市場巨大，但有待開發(fā)。

大型太陽能供暖項目采用的集熱器類型，Z多的是平板集熱器，槽式集熱器、真空管集熱器次之。

三、太陽能工業(yè)供熱

1、巨大的全球工業(yè)供熱需求

根據IEA的研究報告，全球工業(yè)供熱需求非常巨大。2014年全球終端能源消費量260EJ，工業(yè)終端能源消費量占到32%，工業(yè)用能里有74%是熱的需求。從目前供應狀況看， 90%以上都是化石能源，只有9%左右的可再生能源。從終端需求看，高溫熱力需求占到48%，中溫22%，低溫30%。低溫熱力（<150℃）的應用廣泛，可以用于洗滌、消毒、加熱、炊事等多個行業(yè)。中溫熱力（150-400℃），可用于蒸餾、硝酸鹽熔融、染色、加壓等工業(yè)用途；高溫熱力（400度以上），主要用于發(fā)電行業(yè)和相變過程。

3、分行業(yè)的工業(yè)熱力需求

各種集熱器的工作原理不同，能夠提供的熱力溫度也不同?？諝饧療崞?、真空管集熱器，平板集熱器的工作溫度都在150度以下，可提高低溫熱力。槽式集熱器和菲涅爾集熱器可提高中溫、甚至高溫的熱力。

從各行業(yè)的熱力市場需求看，化工行業(yè)的熱力需求量Z多的，食品加工、機械、采礦、紡織、林木等行業(yè)也有較大的熱力需求量。工業(yè)行業(yè)的熱力需求也有所不同，有的是作為一種能源，有的是一種生產工藝用能，不同熱力需求可通過不同的技術來提供熱力供應。

對于工業(yè)行業(yè)的熱力需求，太陽能熱力供應有3種方式，一是提供預熱，國內外都有廣泛的應用。二是用槽式或者菲涅爾直接提供蒸汽，直供蒸汽。三是生產工藝加熱，可以是和常規(guī)鍋爐一套系統(tǒng)來共同實施，當然這個工藝生產過程中可以是預熱那樣作為一套系統(tǒng)，也可以是獨立的兩套系統(tǒng)來實施生產工藝加熱。對于工業(yè)生產熱力來說還面臨非常大的挑戰(zhàn)，首先對工業(yè)企業(yè)來說，是其產品的質量，它的生產產品不是熱力系統(tǒng)產品，而是生產過程中產品質量非常重要，不允許能源供應系統(tǒng)影響到它生產的控制系統(tǒng)，或者影響產品質量，對于這套熱力系統(tǒng)品質要求非常高，對于安全性還有熱力溫度、流量、壓力等，都會有更多的要求，比生活用水要求高得多。

為了實現經濟性，如何和常規(guī)能源系統(tǒng)、或者其它可再生能源系統(tǒng)結合，對于太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)是至關重要的問題。如果企業(yè)有工業(yè)余熱，也要考慮，這樣才能更好降低工業(yè)熱力成本。 

4、2018年全球太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)供應商調查

根據2018年開展的全球太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)供應商調查，全球共有82家企業(yè)具備提供太陽能工業(yè)熱水系統(tǒng)的能力，包括5家中國公司，皇明、力諾、桑達、太陽雨、威克多。這些企業(yè)的處境艱難，93%的企業(yè)對經營情況不滿意，只有32家企業(yè)2018年獲得了工業(yè)熱力項目訂單。

2018年新增太陽能工業(yè)熱力項目主要采用真空管、槽式、平板三種集熱器，其市場份額分別為：真空管55%，槽式20%，平板19% 。

四、太陽能光伏熱水器PVT

太陽能光伏熱水器就是把太陽能光伏和熱水器兩種產品疊加在一個產品里，主要優(yōu)勢就是系統(tǒng)效率大幅度上漲，IEA報告其系統(tǒng)效率可達75%。其應用領域主要是空氣加熱/制冷系統(tǒng)。

2018年累計安裝量達到107萬m2集熱面積，主要生產國是以色列，57.5萬m2，產品出口至韓國、中國和德國。其次是法國44萬m2、德國10.9萬m22，意大利、荷蘭、瑞士等國家也在生產。 

從2018年全球PVT市場看，PVT產品中集成的太陽能集熱器品種中，57%產品是無蓋板的平板集熱器，41%是空氣集熱器，其余平板集熱器占到2%。如果從生產商角度來看的話，生產無蓋板平板集熱器企業(yè)占到48%，平板集熱器企業(yè)占到28%，真空管集熱器只有4%。也就是說，PVT多是依托平板集熱器和無蓋板平板集熱器。

PVT產品主要是空氣加熱/制冷系統(tǒng)，目前尚處于市場發(fā)展初期。我國擁有全球Z強的光伏電池和太陽能熱水制造業(yè)，產業(yè)基礎好，但尚沒有PVT生產制造商，有興趣的企業(yè)可考慮加入。