光热集热管(20140703)

7、检测认证
行业内用户在选择集热管时，要求产品必须提供国际权威机构并 出具的检测报告，每次检测费用不菲，门槛较高： 德国DLR测试中心：实验室环境，测试周期一周左右，主要测试产品 性能指标 西班牙PSA测试中心：户外真实应用环境，一般要进行半年，主要测 试可靠性与耐久性 美国NREL实验室：实验室和户外测试均有，在北美是权威机构 另外，用户还要现场查看生产商的生产线及质量管理体系，评测 产能是否可以满足长期大量供货要求，这对于行业外用户的进入门槛较 高。
3、产业链与生产工艺

产业链上游：玻璃外管和镀膜所需高纯特型靶材需要向供货商定制，不 锈钢内管等其他配件大都是传统行业，可以在国内市场方便采购。 产业链下游：为光热电站的EPC或开发商，要达到其供货要求和采购指标 要求才能参加招投标，比如要有权威机构的评测报告和商业应用案例， 具备匹配的产能和严格的质量管理体系。 生产流程比较简单，容易实现规模化生产： 内管生产的工艺流程: 采购→检测光洁度→清洗→烘干→镀膜→检测→转入组装工序 外管的工艺流程: 清洗→烘干→熔封(短管与可伐环)→退火→检验→两个短管与长管 的玻璃焊接→接排气用的尾管→退火→清洗→转入组装工序 内外管组装工艺流程 准备好上面工序生产的内管与外管，将两个端部用波纹管联结； 真空预检漏→真空排气→整管电退火→成品检验→包装入库。
地点 青海德令哈 甘肃金塔 容量 50 50 投资方 EPC 政策与贷款支持 预计开工日期
中广核 中广核 华电 大唐 华电工程 内蒙设计院
亚开行低息长期贷款 2014年下半年 亚开行低息长期贷款 2015年上半年 世界银行低息贷款 2015年上半年 地方配套燃气资源 光热部分待定 已获路条 已获路条
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6、核心设备
镀膜工艺依赖于真空镀膜机完成，但只有 在掌握工艺后，才可以设计出符合要求的镀膜 机，两者是互相配合的整体。 真空镀膜机是集热管生产线的核心设备， 其性能品质决定了选择性吸收膜层的性能。设 备里面最为关键的是磁控溅射靶、气管以及它 们的相对位置的设计。 靶的设计：需要制作长5米左右的整根纯金属圆 柱靶，设计和制作难度较大，目前只能从内部 协作厂获得，是制约膜层工艺的重要因素。 气管结构的设计：要保证整根4米长的管子镀出 来的颜色及指标均匀，就要在长度方向上进气 和抽气同时均匀，属于行业难点之一。 国内能够生产大型真空镀膜设备的厂家寥寥 无几，熟悉光热集热管镀制工艺要求的厂家更是 凤毛麟角，通过签署排他性保密协议委托外协生 产，可以确保竞争优势。
光热发电负荷曲线

太阳能光热发电原理是：利用集热装置收集太阳热能加热介 质，通过换热装置提供蒸汽、驱动蒸汽轮机带动发电机发电。
2、应用对比
技术与产业 光伏 光热 全产业链技术已经达到世界领先水平，电 在我国发展时间较短，在太阳能聚光方法及设备、 站建设突飞猛进，但上游产业链多晶硅生 高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面， 产技术落后、成本较高，大量依赖进口， 已取得实质性进展，2011年启动特许权招标预示 中下游产能过剩。 着产业发展大门即将开启。 只能利用可见光，系统综合发电效率12～ 充分利用光辐射，热转化效率 70% ，发电效率 20% 15～26% 随着光伏发电设备和组件价格的持续走低， 建设投入大，对地区热值要求高，对设备、系统 运营商的投资回报率提高。国内成本目前 要求也很高。美国0.14～0.18美元，预计2015年 0.8～0.9元，预计2015年降至0.6元。 降至0.09～0.12美元，国内2011年大唐50MW项 目特许权中标价格0.94元，预计2013年开始建设。 发电过程没有污染，但生产过程是高能耗、 生产过程能耗和污染较小，发电过程对环境的影 高污染。 响很小，但需要解决用水问题。 安装灵活、简单快速，低维护 对环境要求低、广泛适用于多种场合发电 安装复杂，工期长，需专业运营维护 土地平整、日照强度高、投资规模大、需要水源
发电效率 度电成本
节能环保 建设维护 应用条件 主要用途 天气影响 电网友好性
布局较为灵活，既可以用于大型荒漠电站， 主要用于西部大型电站，也可用于中小型工业热 也可用于中、小型屋顶和移动设备。 水和蒸汽系统。 可控性强，移动浮云下稳定性高。 电力输出稳定，可调节，满足尖峰、中间或基础 负荷电力市场需求。 发电环节与火力发电相似，可以和火力和燃气电 站整合为联合电站。
塔式
碟式
5～25KW 12~25 科研 1.5 0.22美元 1.4元 （Cleanergy） 发电效率高，成 本最高，可分布 式，不能储热 8~10 科研 6.4
菲涅耳式
50～100MW
0.24美元 1.6元（皇明） 槽式的简化版，发电 效率低，受环境影响 大，但建设难度小
2.2元（亚开行测算） 理论发电效率高，近来发展 很快，但目前成本高于槽式 ，尚有技术难题有待解决
4、核心技术
吸收膜层的组份、结构和性能决定了集热管的 性能，是集热管的核心技术。对吸收膜层的主要要 求很高：
第四层
减反层
（1）低热损失率（高吸收率同时的低发射率）
（2）最高工作温度不低于400摄氏度 （3）长期温差循环的膜层性能及寿命（25年）

第三层 吸收层
常规膜层技术 目前行业内集热管膜层大都采取成熟的金属-陶瓷结 构（CERMAT）。典型的结构有Mo+AL2O3金属陶瓷混合物， 或以SiO2为主填充Mo或其它金属材料的涂层。
光热发电集热管行业研究
一、光热发电行业介绍
为什么发展光热发电？
原因：全国出现大范围、常态化、严重的雾霾天气、危害人民健康和社会安定 对策：国家加快能源结构调整，多种手段替代化石能源、治理大气污染 搜寻：国外已经大规模商业应用光热发电 手段：借鉴国外成熟经验、解决国内发展问题
1、基本概念
西班牙Andasol 1号电站
二、集热管行业介绍
1、组成结构
集热管是光热电站的核心部件，成本占电站的10％，性能指标、寿命和质 量直接影响电站运营。 低温 中温 高温 温度（℃） <100 100-300 >300 应用领域 太阳能热水器 太阳能工业蒸汽、海水淡化、空调制冷 太阳能光热发电
主要零部件： 玻璃外管 金属内管 封接件 波纹管组件 吸气剂材料

天瑞星
中试线产能为2000根/年，正在建设年产5万支生产线。采用自主技术和设备，已通过国际权 威认证。

皇明太阳能
技术上与澳大利亚悉尼大学教授张齐初、中科院电工所合作，镀膜采用金属+陶瓷结构，自 称投资建设7万根/年生产线，但据了解因资金紧张各项工作已停滞。

汇银
创始人长期从事集热管贸易，技术来源是以色列Solel、德国ISE。已建成中试线，预计产能 不到1万根/年，通过国际权威认证。
4、市场容量



截至2013年底，全球光热发电已投运装机容量达到约3320MW，项目总数 120个左右，当年新增约606MW。 中国潜在装机容量为16000GW，远远超过目前我国发电总装机容量（约 12300GW）。 可再生能源发展“十二五”规划2015年建成1GW，2020年建成3GW，之后 为大规模商业运作阶段，目前仅有少量试验项目，主要储备项目清单：
简述
6、槽式电站
槽式电站技术成熟，商业化装机容量最大，建设与发电成本较 低，适合优先在国内发展。主要由集热场（支架、集热管、聚光镜、 跟踪系统）、导热换热、蒸汽发电和储热等系统组成。
7、发电成本
据了解我国第一个示范项目中广核德令哈50MW槽式电站的建设成本 约2.2万元/KW，发电成本约为1.25元/度。根据测算，随着示范项目启 动，未来几年我国光热发电成本将会下降至1元以下，主要降低成本的 路径如下： 单站规模扩大和技术提升 作为系统工程光热电站规模越大单位成本越低。50MW的光热电站提高 到200MW后，则度电成本将下降20%左右。随着反射玻璃、集热管等核心部 件技术改进带来的发电效率的提升和储能时间的延长将带来 20%左右的成 本下降。 设备价格下降 随着行业快速发展、市场需求提升，以及设备国产化率逐步提高、规 模化生产、竞争日趋充分等因素，带来设备价格下降，从而降低发电成本。 贷款和税收优惠 财务费用和各种税费在发电成本中的占比较高，可以争取国家利率优 惠政策和税收优惠，这也将有效降低发电成本。

9、竞争格局

德国肖特公司
著名玻璃生产企业。 2005年在德国ISE帮助下开发成功中高温太阳能集热管，产品性能全 球最佳，产能20万支。

Biblioteka Baidu
西班牙阿本戈
阿本戈是最大的光热电站开发与EPC公司，收购的原西门子所属的以色列Solel公司，曾最 早推出中高温集热管，阿本戈正在对其进行整合与业务重组。
第二层吸收层
第一层
红外反射层

双陶瓷涂层技术 个别公司采用双陶瓷组分的结构，没有金属材料， 有效地避免了传统涂层在高温工作环境下，金属原子在 涂层内的迁移、聚集以及层-层之间的金属扩散，从而 保证了在更高温度下选择性吸收涂层的结构与性能的稳 定性。
基体(304不锈钢)
5、核心工艺
如何将组份各不相同的多个膜层镀制在不锈钢 内管外壁，具有足够的附着力，且达到性能要求， 是集热管的核心工艺。 工艺要求调节镀膜机腔体内部真空度、温度、 磁场、各种气体的组份和流量，并控制多个靶的电 压和频率，采用磁控溅射技术将多个靶材不同金属 与化合物沉积在不锈钢管外壁上按顺序形成多层膜 层。 工艺难点： （1）精确控制近几十组参数，确保各个膜层的 厚度与各组份比例； （2）要保证4米长的整管膜层均匀一致性； （3）每批次管子的性能一致性及多批次产品性 能的稳定性和重复性；
直接受控于天气状况 光伏发电受日光照射强度影响较大，间接 发电，上网后给电网带来较大压力 与其他发电 光伏发电形式独特，与传统电厂合并难度 方式结合度 大
3、产业特点
电站建设原材料主要是钢铁、水泥和玻璃，设备生产和发电过
程污染较小，是安全、清洁的新能源； 可以储能实现连续发电，适合大规模发电，成本接近火力发电， 可作为基础电力，降低化石能源消耗; 输出稳定、可控，调峰能力强，对电网冲击小，与燃气、光伏、 火电等发电形式相互补充、互相配合，实现能源结构平缓调整； 初始投资较大，安装建设相对复杂，对光照、水源和土地等条 件有特定要求，且运营维护专业性较强，行业竞争门槛较高； 目前国内技术及产业化水平较低，发电成本较高，需要经过一 段时间的示范才能进入快速发展期；
8、市场容量
每建设50MW电站大约需要2.5万支集热管，按照 5000元/支计算： 国内2015年前累计新增装机1000MW、需要集热管50万 支，市场容量为25亿元 国内2020年前累计新增装机3000MW，需要集热管150万 支，市场容量为75亿元。 国外2015年新增容量为2000MW，需要集热管100万支， 市场容量50亿元。 国外2020年新增容量为5000MW，需要集热管250万支， 市场容量125亿元。
内蒙鄂尔多斯 50 宁夏盐池 50
哈纳斯 华北设计院 国电 国投
国电西藏项目 50 军安察北项目 64
华能西藏项目 50
华能
已获路条
5、技术路线
指标
适合规模 年均发电效率% 全球商业化阶段 全球投运容量MW 国外发电成本KWh 国内发电成本KWh
槽式
100～200MW 11~16 大规模推广 1754.52 0.14美元 1.1元（亚开行 测算） 最成熟、成本 最低、商业化 项目最多 10～50MW 10~25 试验、示范 55.9 0.18美元

北京太阳能研究所 采用与肖特一样的镀膜技术，已经试制出样品，但还没有建成正式生产线。
投资建议
行业特点分析 可再生能源是朝阳产业，符合社会发展方向和国家发展战略 市场容量和规模较大，可长期快速发展 对专业技术和工艺设备依赖性强，要求团队具有核心技术的持续研发 能力和规模化生产管理能力。 作为制造业，无论是研发投入还是产能建设，资金投入的规模较大、 产出周期较长 一方面作为槽式电站核心设备，对电站收益率影响较大，另一方面进 入门槛较高、竞争激烈，龙头企业议价能力较强 投资建议 选择有长期核心技术积累的企业和团队，并选择资金雄厚的战略投资 人，可长期保持先发竞争优势，一旦市场开启，企业可以获得快速发 展。
2、工作原理
聚光反射槽采用单轴太阳追 踪系统保证将 80~100 倍汇聚 的太阳光准确反射到集热管上， 并将管路内流动的合成油加热 到 400℃的高温，高温热油被 输送到热交换器产生蒸汽驱动 蒸汽轮机和发电机产生电力。
主要功能： • 吸收阳光热能 • 加热导热油
主要指标： • 吸收率 • 发射率 • 热损失