這份市場增長分析報告是由為四個單位的專家共同撰寫的:AEE INTEC(奧地利)的Daniel Tschopp、挪威科技大學的田志勇、Solites(德國)的Magdalena Beribrich以及丹麥理工大學的Fan Jianhua、Bengt Perers和Simon Furbo。所有作者都是IEA SHC任務55的成員,該任務旨在將大型SHC系統集成到DHC網絡中,這給了他們一個機會來深入討論他們的工作。
作者說,盡管大型太陽能熱系統的容量仍然相對較小,即不到小規模太陽能熱系統總量的1%,但這些系統的重要性正在迅速上升。從2010年到2018年,這四個國家新安裝的大型太陽能熱系統的容量平均每年增長15.5%。這一市場的增長與同期全球太陽能熱容量平均每年下降2.8%形成鮮明對比。
關于丹麥、奧地利和德國,市場概況是利用現有數據編制的。然而,在中國,必須收集新的數據。因此,在多個中國機構的支持下,論文作者向中國主要供應商索取信息,并確定了總共55個大型太陽能熱系統。
丹麥 |
中國 |
德國 |
奧地利 |
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熱場數量 |
118 |
55 |
37 |
23 |
安裝容量 |
969兆瓦 |
212兆瓦 |
45兆瓦 |
27兆瓦 |
集熱面積 |
304,000 m2 |
65,000 m2 |
39,000 m2 |
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每個熱場平均集熱器面積 |
11,700 m2 |
5,500 m2 |
1,800 m2 |
1,700 m2 |
中國區域供熱的特例
區域供熱在中國是一個快速發展的行業。目前,它為約85億平方米的建筑面積提供熱量,這是該國DH容量的常用計量單位,自2005年以來,這一能力幾乎增加了兩倍。隨著城市化進程的繼續,中國預計到2050年,DH供暖面積將增加40%,即從目前的570億 m2增加到800億 m2以上。目前,中國北方80%以上的區域供熱來自燃煤鍋爐,只有1%由可再生能源提供。文章作者寫道,由于冬季空氣污染,中國迫切需要降低DH的環境足跡。他們提到,中國政府的目標是在今年年底之前利用可再生能源為35億 m2的建筑面積供暖,盡管到2016年底,可再生能源系統提供的熱量不足7億 m2。為了減少煤炭消耗,國家同時啟動了煤改氣和煤改電項目。
中國的區域供熱網的特殊設計與其他領先的SDH市場不同。通常,中國的供熱網僅提供空間供暖,且全年只有部分時間在供暖季節運行。例如,在北京,從11月15日至來年的3月15日,最多可運行4個月。
國家的成功因素
在本文的主要部分中,其作者分析了哪些國家特定因素導致在四個國家發展大型太陽能熱系統,并將它們分為5類。這些類別又分為子類別(在方括號中):
- 太陽能資源
- 供熱需求和供熱基礎設施(DH市場滲透率,太陽能供熱與DH負荷的兼容性,DH溫度水平)
- 競爭技術的能源價格(化石燃料的能源稅)
- 促進計劃(太陽能工藝用熱補貼,基于投資的補貼和基于市場的補貼)
- 商業模式和法規(非營利區域供熱網絡的份額)
灰輪上比較了9個子類別中國家特定的條件
上圖顯示,在安裝了多少個大型系統中,是否存在豐富的太陽能資源僅起到很小作用,因為四國中沒有一個具有很高的輻射水平。這也說明,丹麥擁有大量非營利的DH運營商(淺藍色區域),因此擁有適當的太陽能供熱基礎設施。
四個國家之間的最大區別在于其支持計劃的數量和類型。丹麥對化石燃料征稅,并為熱廠建立了排放交易系統。兩者都是論文作者所稱的基于市場的補貼。相比之下,其他三個國家使用了基于投資的激勵措施(淺橙色區域)。作者建議采用前一種方法,而不是后一種方法,因為基于市場的激勵措施“直接推動了建設最具成本效益的系統并最大化太陽能產量”。
在仔細研究了商業模式對市場成功的影響之后,研究人員得出結論:“風險最小化策略是解決高額初始投資成本的一個重要但常常被低估的成功因素”。他們建議,在分析太陽能行業的商業模型時應始終考慮風險最小化策略。降低風險的方法包括提高太陽能產量和熱負荷預測,制定績效保證,聘請總承包供應商或成立能源服務公司。另一個例子是建立一個能源合作社,這在德國的生物能源村很受歡迎,通過長期而不是短期利潤來關注廉價的價格來處理能源的生產和分配。
論文下載: large.scale_solar_thermal_systems_in_leading_countries _-_ paper_may_2020.pd