光热发电行业专题报告：“光”彩夺目，炙手可“热”

（报告出品方/作者：西部证券，李华丰）

一、双碳背景下，新能源蓬勃发展

2020年，我国提出力争在2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳 中和目标，“双碳”目标的提出新一轮能源革命。据网易研究局数据显示，2020年全年中国共排放103.76亿吨二氧化碳。从行业大类看，工业领域排放量51.6亿吨， 占比49.75%；电力领域位列第二，排放36.66亿吨二氧化碳，占比35.33%作为占据 碳排放量三分之一的电力行业，其完成“脱碳”将为“双碳”目标的实现提供巨大助力。

电力系统深度脱碳的方式之一即更多依赖以太阳能、风力等可再生能源2021年，我国 发电装机总容量量达到23.77亿千瓦，其中清洁能源占比45.4%；新增发电装机容量1.76亿千瓦，新增清洁能源装机容量占比70.58%。国家能源局局长章建华表示，2025年可再 生能源发电装机占比将超50％，未来风电和太阳能发电将成为电力行业发展的重要方向。

二、长时储能必不可少，光热发电未来可期

2.1同属太阳能发电，光伏发展先于光热

太阳能发电规模持续高增。2021 年，我国太阳能发电装机总容量达到 3.07 亿千瓦，同比 增长 20.9%；近年来太阳能发电快速发展，太阳能发电装机量占清洁能源装机量的比重持 续提升，2021 年已经达到 28.41%。在清洁能源装机量占总量比持续上升的大势下， 2009-2021 年太阳能发电装机量占清洁能源比仍持续走高。

太阳能发电分为光热发电与光伏发电两种。光伏发电是利用光伏电池板将光能直接转变为 电能的发电方式（光能电能）。光热发电也称聚光型太阳能热发电，是利用大量反射镜以聚焦的方式将太阳光聚集起来，加热工质，先将太阳能转化为热能，并将热能储存起来， 在需要发电时，再利用高温工质产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮发电机组发电（光能热 能机械能电能）。而正因为光热发电特有的光热转换过程，也使光热发电自带储能本 领。我国正加速构建“以新能源为主体的新型电力系统”，光热发电集发电与储能为一身， 将在有效解决新能源发电波动性问题上扮演重要的角色。

光热发电和光伏发电对比来看： 1）在应用方式上，目前光伏发电多应用于分布式发电，而光热发电多用于集中式发电。 光伏发电产生的是直流电，而光热发电产生的是和传统的火电一样的交流电，所以与传统 发电方式及现有电网能够更好契合，可直接上网。 2）在储能方式上，光热发电由于自带储能而具备调峰的功能，对于弥补太阳能发电的间 歇性有着非常重要的意义。而光伏发电由于直接由光能直接转换为电能，而发电会受气象 条件制约，因此发电功率具有间歇性、波动性和随机性。

国内累计光伏装机容量远大于光热装机容量。截至 2021 年底，我国光伏累计装机容量 3.06 亿千瓦，而光热累计装机容量为 589 兆瓦，光伏装机容量远大于光热。两者差距悬殊主要 系目前光伏发电成本远低于光热发电，无论是从占地面积还是光电效率，光热发电都没有 太大优势，难以在市场化条件下实现大规模独立发展。

国内光热项目集中在 2018-2019 年投运，随后发展进度有所放缓。截止目前，我国共有 10 个大型光热项目投运，合计装机规模达到 560MW（部分小于 10MW 的项目披露信息 较少，未计入统计）。我国早的光热项目（青海中控太阳能德令哈 10MW 塔式光热电站）于 2013 年 7 月成功并网，是亚洲首先投入商业运行的光热项目、全球第六座实现商 业化运营的塔式光热电站。2016 年 9 月 14 日，国家能源局发布首批 20 个太阳能热发 电示范项目名单，包括 9 个塔式电站，7 个槽式电站和 4 个菲涅尔电站，总装机 134.9 万 千瓦。在首批项目中，有 8 个项目已经顺利投运，而部分项目由于资金短缺陷入停滞，后 续随着新的投资注入，有望重启工程进度。

2.2承储能之风，光热迎来新生机

2.2.1储能发展，势在必行

电力市场发展至今，长时储能必不可少。风力发电、光伏发电等新能源发电虽较传统化石 燃料发电在资源丰富程度、环保性、地域性等方面具有显著优势，但在实际应用中，依然 面临挑战：光伏发电功率受阳光强度、角度影响，随机性强；风力发电则受风速影响，同 时，风力发电具有逆调峰特性，即风力发电功率大的时刻为用电负荷低的时段。新能源发 电的季节性、间歇性、波动性等特征成为抑制其被效率高使用的主要因素。

因此，长时储能系统发展势在必行。只有大力发展长时储能系统，充分发挥其对新能源电 力的调节作用，才能实现对风电、太阳能电的合理运用，从而达到大限度延长并网供电 时间的目的。国内一般将可实现大于 4 小时或者数天、数月充放电循环的储能系统统称为长时储能。 2011 年 9 月，美国能源部率先启动“长时储能攻关”计划，将电化学储能、机械储能、储热、 化学储能等纳入考虑，将满足电网灵活性所需的持续时间和成本目标的任何储能技术组合。 长时储能系统（LDES）目前无明确定义，美国能源部将其定义为“至少连续运行（放电） 10 小时，使用寿命在 15-20 年的电力储备系统”。

全球长时储能市场欣欣向荣。据长时储能委员会与麦肯锡联合发布的报告，截至 2021 年 11 月，全球已部署或投入运营的长时储能系统已超过 5GW（对应储能容量约 65GWh） （不包括氢储能、锂电池和抽水蓄能）。据麦肯锡预计：随着可再生能源占比持续提升， 至 2025 年长时储能全球累计装机量将达 30-40GW（对应储能容量约 1TWh），累计投资 额约 500 亿美元；至 2030 年，全球可再生能源渗透率将超过 60%，长时储能全球累计装 机量将达 150-400GW（对应储能容量约 5-10TWh），累计投资额约 2000-5000 亿美元。 至 2040 年，长时储能全球累计装机量将达 1.5-2.5TW（对应储能容量约 85-140TWh）， 累计投资额约 1.5-3.0 万亿美元。

我国积极推进储能和可再生能源协同发展。2021 年 8 月 10 日发改委与能源局联合印发的 《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》中明确提出： 随着我国可再生能源的迅猛发展，电力系统灵活性不足、调节能力不够等短板和问题突出， 制约更高比例和更大规模可再生能源发展。实现碳达峰关键在促进可再生能源发展，促进 可再生能源发展关键在于消纳，保障可再生能源消纳关键在于电网接入、调峰和储能。同 时，该文件鼓励多渠道增加调峰资源。承担可再生能源消纳对应的调峰资源，包括抽水蓄 能电站、化学储能等新型储能、气电、光热电站、灵活性制造改造的煤电。

各地积极推行储能支持政策，截至 2022 年 7 月底，已有 28 省区发布十四五清洁能源发 展目标，其中 26 省市提出装机规模 10~25%的储能配比要求。此外，新疆发改委在《服 务推进自治区大型风电光伏基地建设操作指引(1.0 版)》中特别指出，对建设 4 小时以上 时长储能项目的企业，允许配建储能规模 4 倍的风电光伏发电项目；鼓励光伏与储热型光 热发电以 9∶1 规模配建。

2.2.2储能形式，百家争鸣

储能技术路线百家争鸣，各有所长。根据能源存储形式不同，可基本分为机械式、电化学、 电磁储能、热储能、化学类储能几大类。现阶段，电化学储能商用化进展更快，且相对于太阳能、风能，电化学储能并不是效率高的 储能方式。而热储能系统在冷、热、电综合能源利用方面效率高，在储热容量、规模化建 设及运营成本、运行寿命、发电功率等方面具有突出优势，特别是对消纳间歇性 新能源（风电、光伏等）装机出力，在构建以新能源为主体的新型电力系统、保障电力系统稳定运行等方面发挥重要作用，具有广阔的发展前景。

2.2.3政策利好与自身优势双重加码，光热迎来新热潮

光热发电核心优势如下：

1）连续、稳定：太阳能热发电自带大容量、低成本的储能系统，可实现24小时连续、稳 定发电，也可按需求满足早晚高峰、尖峰时段及夜间用电，替代部分火电机组承担电力系 统的基础负荷。光热发电承担基础负荷的能力已在多个项目中得到验证：西班牙有18个 太阳能热发电站不间断运行达 3 周，其中 20MW、15h 储能的 Gemasolar 电站实现连续 36 天全天候运行；我国50MW中广核德令哈太阳能热发电站连续运行32天（2021年数据为 107 天）。

2）调节能力强：据《2021 年中国太阳能热发电行业蓝皮书》，我国 2018 年并网的 3 座 商业化太阳能热发电示范项目的太阳能热发电机组调峰深度大可达 80%，爬坡速度快， 升降负荷速率可达每分钟 3%～6%额定功率，冷态启动时间 1 小时左右、热态启动时间约 25 分钟，可 100%参与电力平衡，可部分替代化石类常规发电机组，对保障高比例可再生 能源电网的稳定运行具有重要价值。

因此，光热可与光伏发电、风力发电混合互补发电，保障电力的稳定输出，提高电力系统 中的可再生能源占比。在电力系统中光伏发电出力较高时，光热发电机组可将太阳能资源 以热能的形式储存在储罐中，机组降低出力运行，为光伏发电让出发电空间。晚高峰时段， 通过储热系统发电，满足电网晚高峰负荷需求。电网夜间进入低谷负荷期间，光热发电机 组可以停机，给风电让出发电空间。通过调峰运行，光热发电可增强电力系统消纳可再生能源电力的能力，减少弃风、弃光造成的电力损失。电力规划设计总院以目前新疆电网为 例进行过模拟计算，假定建设100万千瓦~500万千瓦不同规模的太阳能热发电机组，可 减少弃风弃光电量10.2%~37.6%。

3）安稳性高，适合大容量储能使用：储能安稳性是大容量储能的一个重要方面。目前， 国内单机容量大的首航高科塔式光热电站储电已达1.7GWh，全球达到了1000GWh。 自1982年4月美国 SOLARONE 以来，全球669万千瓦的太阳能热发电装机还未发生过 类似锂电爆炸等事故。

4）储热系统可双向连接电网，灵活调节电力：太阳能热发电的熔融盐储能系统，既可通 过太阳能集热系统给其充热、储热，也可通过电加热系统将网上的峰值电力转化为热能存 储发电。这样的使用方式非常有利于电力系统的电力平衡，也能很好地参与电力市场交易。 2021 年 9 月 23 日，吉林省白城市人民政府发布“吉西基地鲁固直流白城 140 万千瓦外送 项目入选推荐企业评优结果公示”，风电 800MW、光伏400MW、光热200MW。其中太 阳能热发电系统熔融盐储罐中带有可接纳可再生能源电力的电加热系统，太阳能热发电系 统对电网形成双向连接，达到灵活调节可再生能源电力的目的。

5）低碳、清洁、无污染：光热发电全生命周期度电碳排放仅为火电的 1/50、光伏发电的 1/6，具有良好的生态环境效益，可助力双碳目标的实现。

从光热的发展历程来看： 我国光热产业起步于“十二五”、快速发展于“十三五”，本土光热产业链基本形成。我 国光热项目起步于“十二五”，在“十三五”期间迎来了一次快速发展期，特别是依托 首批光热发电示范项目，我国已形成了初具规模的光热发电全产业链，设备和材料国产化 率达 90%以上，孕育出一批有国际竞争力的本土企业。但是从“十二五”和“十三五”规划指 标完成情况来看，光热的发展远远低于预期。

“十四五”期间，多能互补大势所趋，光热发电迎来新一波发展热潮。随着我国新能源发 电装机规模快速增长，储能的重要性日益突出，而光热发电能够承担“基荷电源+调节电 源+同步电源”多重角色，能够与光伏、风电起到较好的协同、互补作用，因而“风光热 储”、“光热储能+”等一体化项目成为未来重要的发展趋势。2022 年 3 月 22 日，国家 发展改革委、国家能源局联合印发《“十四五”现代能源体系规划》，阐明了我国能源发展 方针、主要目标和任务举措，是“十四五”时期加快构建现代能源体系、推动能源高质量 发展的总体蓝图和行动纲领。规划表明，十四五将推动光热发电与风电光伏融合发展、联 合运行，因地制宜发展储热型太阳能热发电。

三、光热系统庞大、产业链长，多行业有望受益

3.1塔式光热发电为目前主流技术形式

光热发电需通过“光能－热能－机械能－电能”的转化过程。光热发电的原理是：通过反射 镜、聚光镜等聚热器将采集的太阳辐射热能汇聚到集热装置，用来加热集热装置内导热油 或熔盐等传热介质，传热介质经过换热装置将水加热到高温高压蒸汽，蒸汽驱动汽轮机带 动发电机发电。

按照聚能方式及其结构进行分类，光热发电可分为塔式、槽式、碟式、菲涅尔式四类技术。

1）塔式发电：塔式发电利用大规模自动跟踪太阳的定日镜场阵列，将太阳热辐射能反射到置于高塔顶部的集热器，投射到集热器的阳光被吸收转变成热能并加热中间介 质。在各种形式的光热发电技术中，塔式熔盐储能光热发电因其较高的系统效率，成 为目前我国主流的光热发电技术路线，其缺点主要是造价昂贵，随着未来的技术发 展有较大的下降空间。

2）槽式发电：槽式发电利用大面积槽式抛面镜反射太阳热辐射能，连续加热位于焦线位置集热器内介质，将热能转化为电能。全球首座槽式太阳能热发电商业电站 SEGSI 于 1984 年投运，于 2015 年底正式退役，作为全球光热电站的尝试，虽然当时的技 术并不成熟，但仍然平稳运行 30 年，这也从侧面印证了光热电站具有较长的生命周 期，意味着光热电站带来的全寿命周期售电收益有更大的想象空间。

3）碟式发电（又称盘式电站）：由许多抛物面反射镜组构成集热系统，接收器位于抛物 面焦点上，收集太阳辐射能量，将接收器内的传热介质加热到 750℃左右，驱动斯特 林发动机进行发电。蝶式光热电站单个规模较小，通常用于空间太阳能电站。

4）菲涅尔发电：采用多个平面或微弯曲的光学镜组成的菲涅尔结构聚光镜来替代抛面镜， 众多平放的单轴转动的反射镜组成的矩形镜场自动跟踪太阳，将太阳光反射聚集到具 有二次曲面的二级反射镜和线性集热器上，集热器将太阳能转化为热能，进而转化为 电能。成本相对来说低廉，但效率也相应降低。由于聚光倍数只有数十倍，因此加热 的水蒸气质量不高，使整个系统的年发电效率仅能达到 10%左右。

塔式和槽式两种类型应用较多，槽式技术较为成熟，塔式技术更具发展潜力。在我国已建 成的光热发电系统中，塔式占比高，塔式/槽式/菲涅尔式的占比分别为 60%/28%/12%；在全球主要国家和地区已建成的光热发电系统中，槽式占比高，槽式/塔式/菲涅尔式的 占比分别为 76%/20%/4%。具体来对比塔式和槽式，槽式技术较为成熟，在国际上已经 有丰富的应用经验，但系统效率低于塔式，并且成本下降空间有限；塔式技术效率高，虽 然目前塔式电站的投入成本较为高昂，但随着未来技术发展有望下降，未来具有较好的发 展前景。

3.1光热产业链企业众多，多个行业有望受益

3.1.1光热发电属技术和资金双密集型行业，对产业拉动力强

太阳能热发电是技术和资金双密集型行业，项目的投资受装机容量规模、储热时间影响较 大。从我国已投运的光热项目来看，50MW的光热项目，配置6~15小时的储热时长，初 始投资金额在10~18亿元不等；100MW 的光热项目则基本配置10小时以上的储热时长， 初始投资金额接近30亿元。一个塔式光热电站包含聚光系统、吸热系统、储换热系统和发电系统，其中聚光系统、吸 热系统和储换热系统的技术要求更高，而发电系统与常规火电系统类似，技术较为成熟。

塔式光热电站的投资成本中，聚光系统、储换热系统合计占比近 70%。据可胜技术测算， 一个塔式光热发电站的聚光系统/吸热系统/储换热系统/热力系统成本占比分别为 51.4%/7.73%/17.88%/7.12%；而一个12h储热时长100MW的塔式光热电站的总投资一 般在25~30亿元之间，按照30亿元计算，聚光系统/吸热系统/储换热系统/热力系统的成 本分别达到15.42/2.32/5.36/2.14亿元。

光热电站的建设产业链长，对产业有较强的拉动力。光热发电的发展一方面能促进高端装 备、自动化、软件等产业的发展，另一方面还可消化大量水泥、钢材、玻璃、化工、机械 等行业的过剩产能。通过首批光热发电示范项目建设，我国光热发电装备制造产业链已经 基本形成，在国家首批光热发电示范项目中，设备、材料国产化率超过 90%，在部分项目 中（如青海中控德令哈 5 万千瓦塔式光热发电项目），设备和材料国产化率已达到 95% 以上。据太阳能光热产业技术创新战略联盟不完全统计，2021 年，我国从事太阳能热发 电相关产业链产品和服务的企事业单位数量近 550 家；其中，太阳能热发电行业特有的聚 光、吸热、传储热系统相关从业企业数量约 320 家，约占目前太阳能热发电行业相关企业 总数的 60%，其中聚光领域从业企业数量多，约170家。

3.1.2保温材料——受益于光热发展细分行业之一

光热电站保温范围广，对保温材料质量要求高。一方面，光热电站系统运行温度普遍较高， 并且需要大量的介质输送管道和相关换热设备。尤其是目前光热电站普遍配置有熔盐储热系统，但常用的二元盐凝固点在 220 摄氏度左右，因此保温的要求十分严格，否则一旦 熔盐凝固，对电站将造成破坏性损失。为尽量减少热量损失和熔盐等介质凝固引发运行事 故，选用质量可靠的保温材料和保温方案对电站的经济性、运行稳定性极为重要。 另一方面，目前光热电站高运行温度可达近 600℃，与周围环境温差巨大，并且首批光 热示范项目多集中于气候条件恶劣、高寒且昼夜温差较大的西北地区，这些因素对保温材 料和方案也提出了更高要求。

在当下主流的塔式和槽式光热项目中，保温材料主要应用于其聚光集热系统、换热系统、 储热装置和汽轮发电装置四部分。目前光热发电系统中使用的保温材料主要包括陶瓷纤维 制品、岩棉保温毡、硅酸铝板、硅酸镁板、气凝胶等。 以一个装机 50MW 配置 7 小时储热系统的槽式光热项目为例，其所需保温材料的用量约 为 2 万立方，投资成本约为 4000 万元（包括安装和施工费用），约占光热电站总投资成 本的 2%左右。

光热电站建设带来的陶瓷纤维需求测算： 我国各省市在“十四五”期间清洁能源发展目标中明确提到的光热新增规模为 2590MW（内 蒙古 500MW、甘肃 840MW、青海 1000MW、新疆哈密 250MW），以 50MW 装机对应 4000 万元的保温材料成本计算，“十四五”期间将产生 20.72 亿元的保温材料新增需求， 并且保温材料的定期维护、更换还将带来持续的替换需求。

我们认为陶瓷纤维有望成为光热电站的首要选择保温材料，充分受益于光热发电行业的成长。 陶瓷纤维早在 2012 年已经成功应用于全球大的塔式光热电站 Ivanpah 光热发电项目， 也在我国首批示范项目中的多个项目有使用实绩，经验成熟、性能出色，有望成为光热发 电项目的首要选择保温材料。考虑到渗透率的问题，按 40%的渗透率进行保守测算，2021-2025 年有望带来 8.29 亿元的陶瓷纤维新增需求，平均每年增加 1.66 亿元的陶纤需求，相当于 当年国内市场总量的 3%左右。而随着光热发电技术的进一步成熟与产业化水平的提升， 未来还具备广阔的成长空间。

在此对光热电站领域 2021-2025 年的新增需求进行了汇总，根据行业建设规模，采用三种 不同情形的假设，我们测算得到该领域在悲观、中性、乐观假设下分别将直接新增陶瓷纤 维需求 8.29 亿元、12.43 亿元和 16.58 亿元，折算每年直接新增陶瓷纤维需求 1.66 亿元、 2.49 亿元和 3.31 亿元，相当于现有市场规模的 3%、5%和 7%。

四、企业分析

鲁阳节能

国内陶瓷纤维龙头，双轮驱动助力公司业绩增长。公司是亚洲大的陶瓷纤维制造基地， 产能 48 万吨，包括山东、内蒙古、新疆、贵州四大基地，占全国销量的 40%，市占率第 一。公司主营陶瓷纤维和玄武岩产品，核心产品陶纤利润率维持高增长，玄武岩产品持续 发力，公司产品结构持续优化。

下游存量与新增需求并存，双碳背景下行业迎来发展机遇。陶瓷纤维是效率高节能绝热保温 材料，下游应用广泛，其存量需求主要来源于石化、有色和钢铁领域。随着新能源市场蓬 勃发展，储能的重要性日益提升，光热发电凭借其自带储能的优势重启高速发展通道，“十 四五”期间计划新增装机规模2590MW。公司作为保温材料龙头，早在2015年就开始布 局光热发电市场，目前已拥有首航节能敦煌 10MW 熔盐塔式光热电站、深圳金钒阿克塞 800 米熔盐槽式试验回路、中广核德令哈 50MW 槽式光热等多个实际项目供货业绩，凭 借公司的产品优势、规模优势、生产基地优势，将在未来五年内充分受益于光热行业的新 一轮发展热潮。

低端市场有成本优势，高端市场有技术优势，扩产加速份额增长。产能方面，随 着公司未来内蒙古基地扩建产能的投产加之产线的持续技改，22 年末公司乐观产能可达 60 万吨。同时，公司注重产业链延伸，岩棉产品已进入行业首要梯队，除尘滤管在政策 推动下也有望迎来放量期。近年来公司 ROE 持续改善，自 2015 年 3.63%提升至 2021 年的 21.32%。

大股东完成邀约收购，收购价格 21.73 元/股，未来业务协同发展有较大空间。我们预计 22年净利润6.76亿，大股东邀约收购价格对应估值16.3倍，显示对公司内在价值的认可。 与要约收购完成的同步公司与当地南麻街道签订战略合作，将增加在当地的节能产业投资， 主要集中在排气控制、特种纤维、工业热管理等三个方面，显示了大股东持股比例上升对 于鲁阳未来发展的重视程度，大股东是全球陶纤双寡头之一，在汽车尾气处理等许多产品方面享有技术优势，未来"新鲁阳"的发展值得期待。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）