聚达能源1MW太阳能碟式斯特林热发电项目可行性工商管理研究

本文是一篇工商管理论文，本文认为，碟式斯特林太阳能电站的建设符合国家关于能源建设的发展方向，属于国家大力支持的可再生能源产业。碟式斯特林太阳能热发电技术适宜在贫瘠或荒漠化土地上进行大规模并网发电应用。

第 1 章 绪论

1.1 论文选题背景
1.1.1 选题背景
能源是与人类生存发展息息相关的资源。随着化石资源的日益紧缺，能源对经济发展的制约作用也更加突出，且石油、天然气等化石燃料作为不可再生资源，已然呈现严重消耗的情况。据统计，按照目前全世界对化石燃料的开采速度计算，石油还可供人类使用 40 年，天然气还可以供使用 65 年，煤炭还可供使用 162 年。同时，化石燃料的钻探、开采、提炼、运输和使用过程中，会排放如 CO2、氯氟化物等污染物，会导致大气温室效应、厄尔尼诺现象增强、极端性天气加剧等一系列灾难性后果。
作为一种零排放的清洁可再生能源，太阳能正越来越受到人们的重视。现代世界太阳能利用的起步阶段是第二次世界大战结束之后的 20 年里，许多国家都投入大量人力、物力和财力进行太阳能利用的研究，并制订了全国性的近、中、远期规划，例如日本“阳光计划”、联合国《里约热内卢环境与发展宣言》、《气候变化框架公约》等一系列重要文件等。而世界环境与发展大会之后，中国也开始强调太阳能等新能源和可再生能源的发展。
目前较普遍的太阳能利用方式是太阳能光伏发电，其主流技术是晶体硅太阳能电池技术，随着其产业规模的不断扩大，发电成本也在持续下降，但随之产生的例如多晶硅生产过程的高能耗、技术不过关、易造成环境污染等现象，使得太阳能光伏发电技术的发展受到了一定程度的限制，也让太阳能光热技术有了从幕后走到台前的机会。
本项目的承接单位杭州聚达能源科技有限公司（以下简称“聚达能源”）创立于 2009年，以碟式斯特林太阳能光热发电设备研发、制造、销售及服务为主业。经过数年发展，已完成高精反光镜面聚光系统、调光系统、双轴太阳跟踪系统、斯特林发动机等碟式太阳能斯特林发电系统相关组件和总成的试制与测试工作，先后开展 3KW、10KW、25KW等数个机型研制，目前已实现机体、热头、回热器、冷却器、活塞、镜面等核心零件的国产化工作。2015 年 10 月，企业研制的 25KW 太阳能斯特林发动机一次并网成功，光电转换效率达到 32%，并进行 CE 认证。企业现拥有太阳能光热发电设备相关的国家发明专利 7 项，软件著作权 1 项。
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1.2 国内外研究现状分析
碟式太阳能光热发电，简称碟式（dish）发电，又称为蝶式、盘式发电，是人类最早开发的太阳能热发电技术之一。碟式发电系统利用聚光器集中太阳热能，利用吸收的能量驱动发动机并产生电力，它所采用的是聚光效率很高的旋转抛物面聚光器，集热温度多在 850℃以上，属于高温太阳能热发电。碟式太阳能热发电技术在太阳能热发电中拥有最高的光热转换效率，所以在沧海孤岛、冰源荒野等空间范围受限的场合，碟式太阳能热发电技术都是首选，由于斯特林机的高效率和外燃机特性，成为碟式太阳能热发电的首选热机，其发电系统称为碟式斯特林太阳能光热发电系统。
1.2.1 国外研究现状
碟式斯特林热发电技术的核心是斯特林发动机，由英国牧师罗伯特·斯特林于 1816年发明，这是一种外部供热（或燃烧）的活塞式发动机，以气体为工质，按闭式回热循环的方式进行工作。20 世纪 70 年代，石油危机的出现迫使欧美国家开始重视可再生能源的利用，并加强斯特林技术领域的研究。瑞典 kockums 公司、美国福特公司、麦道公司、南加州爱迪生公司、美国能源部、STM 公司、Infinia 公司等，先后着手研究碟式斯特林热发电技术，在政府的支持下研制了 3~25KW 不等功率级别的斯特林发动机，以及相应的碟式太阳能热发电系统，并进行中试，技术应用趋于成熟。其中，比较具有代表性的是 SES 公司、瑞典 Cleanergy 公司（原德国 Solo 公司）和美国 Infinia 公司。
SES 公司的斯特林发动机是一种四缸双作用式的斯特林发动机，是对菲利普公司和瑞典 Kockums 公司研究成果的拓展和演变[8]。其单台斯特林发动机的最大输出轴功率达25~29KW，热效率达 38%~42%，曾一度被认为是世界上最具发展前景的斯特林发动机。它的硬件和技术来源于美国 MDAC 在 1984 年开发的 8 套碟式斯特林热发电系统，并经过不断的改进。2008 年 1 月 31 日，SES 公司与美国桑迪亚国家实验室合作，对“Serial#3”斯特林太阳能热发电系统进行测试，在测试平台上测得太阳能并网转换效率（光电转换效率）达 31.25%，实验中用 85.6KW 的光热功率产出 26.75KW 的电功率，刷新了该公司在 1984 年创下的光电转换效率 29.4%的记录，创造了全世界在太阳能发电技术领域新的光电转换效率纪录。2010 年 1 月，SES 公司在美国亚利桑那州建成了一座由60 套 25KW 碟式热发电系统组成的 1.5MW 太阳能热发电示范电站，成为世界上该项技术的第一个商业应用案例。
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第 2 章 项目概述

2.1 项目建设的背景和必要性
2.1.1项目建设的背景
（1）全球能源发展趋势
随着世界经济的高速发展，能源需求与能源供给的矛盾、经济发展与环境保护的矛盾日益突出，严重威胁到人类社会的可持续发展。为有效保护生态平衡，促进环境可持续发展，在对传统能源采取提高利用率等积极措施外，世界各国都陆续出台政策措施鼓励用清洁能源的使用，促使包括太阳能、生物质能、风能、水能等在内的可再生能源技术水平不断提高，产业规模在全球范围内逐渐扩大。
根据国际能源署的研究资料显示，在能源消费方面，预计到 2020 年，新的可再生能源（不包括传统生物质能和大水电）将占全球能源消费的 20%，可再生能源在能源消费中的总比例将达 30%。而在可再生能源发电占总发电量比重上，到 2020 年，美国、德国、英国和法国都将这一比重提高到 20%以上；到 2050 年，德国和法国的可再生能源发电将达到 50%。可再生能源已经日益成为促进全球能源结构多样化和确保可持续发展的重要能源形式。
（2）中国采用新能源的紧迫性
中国的矿产资源总体特点是：人均拥有量低，结构不合理；分布与经济区域不匹配；在部分用量大的支柱性矿产中，贫矿和难选矿多，开发利用难度大，且目前进入开采中后期的国有骨干矿山已过半数，而近 30 年来，中国经济获得了前所未有的持续的高速增长，能源消耗迅猛增长，据估计，未来 20 年，由于工业化和城市化的驱动，中国的电力需求将增长 200%，大约占到全球的 13%，相当于整个西欧在 2020 年的发电总量。中国在石油方面的需求已经占到了全球的 6.3%，到 2020 年需求量将达到 4.3 亿吨，占全球需求量的 8.5%。
2005 年《中国能源发展报告》指出，我国目前的能源结构是：电力为中心，煤炭是基础，石油、天然气为重点，核能为辅助。其中电力 70%左右是以煤炭为原料的火力发电。能源资源少、结构不合理、利用效率低，也导致环境污染严重，部分北方城市入冬后的浓重雾霾始终是无法回避的现状。要实现到 2020 年国内生产总值翻两番的目标，是现有的石化资源无法满足的，也是已经极为脆弱的环境无法承受的。
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2.2项目定位与建设内容
2.2.1项目定位
（1）提供太阳能光热发电技术应用示范案例
拟建的碟式斯特林热发电站项目将对25kW级太阳能光热发电设备的可靠性进行验证，在设计、产品技术和标准规范等方面起到重要的示范作用。项目建成发电后，可对碟式斯特林光热发电装备运行指标及发电质量、商业运行数据（包括发电量、设备达产率、输出指标、并网特性、电功补偿等一系列发电并网技术参数）等进行收集验证，为云南省大规模发展太阳能热发电产业提供技术支持，为太阳能热发电事业积累建设、运营和管理经验，为更多更好地建设太阳能光热并网电站打下扎实基础。
（2）与地方政府能源发展规划方向充分契合
《云南省能源发展规划 2016—2020 年）》提出：“十三五”期间，能源发展以深化电力体制改革为动力，以降低用电价格为手段，实现能源发展由“资源开发型”向“市场开拓型”转变、能源效益由“建设红利型”向“改革红利型”转变、能源产业由“单一型”向“综合型”转变，建成国家清洁能源基地、西电东送基地、跨区域油气通道枢纽和面向南亚东南亚的电力交易中心（“两基地一枢纽一中心”）的目标。“优化开发绿色能源，建成国家清洁能源基地”成为 8 项重点任务之一。因此，为了加快能源结构调整步伐，在楚雄地区开发太阳能光热发电项目，符合当地能源发展规划。
（3）提供确保地区电力稳定供应的全新方法
2016 年 2 月发布的《“十三五”云南电力供需形势研究》表明：云南省综合经济实力不断增强，从 1978 年到 2012 年，全省生产总值由 69 亿元增加到 10310 亿元，年均增长 10.1%；全省产业结构和区域布局不断优化，三次产业比例由 43:40:17 调整为16:43:41。至 2020 年云南省生产总值要达到 29000 亿元，2013~2020 年全省经济平均增长率为 10.8%（不变价）。

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第 3 章 项目选址与建设条件.....................14
3.1 项目选址基本情况........................ 14
3.2 项目选址的建设条件.................. 14
第 4 章 项目技术可行性分析....................16
4.1 太阳能光热发电技术与其它发电技术的比较...................... 16
4.1.1 太阳能光热发电技术及碟式斯特林太阳能热发电系统简介...................... 16
4.1.2 生物质能等发电技术及其发展制约因素................ 17
第 5 章 项目投融资分析.......................24
5.1 投资决策分析......................... 24
5.1.1 投资估算主要编制原理.......................... 24
5.1.2 项目投资估算.................. 24

第 9 章 可行性研究基本结论
碟式斯特林太阳能热发电技术对于确保可持续发展战略的实施具有重要的实际意义，也是在发展经济的同时有效保护环境的途径。云南省拥有丰富的太阳能资源，本文从可行性分析的理论角度，将定性分析与定量分析相结合，运用技术创新管理、投融资分析等理论，对企业实施云南楚雄 1MW 太阳能碟式斯特林热发电项目的可行性进行论证。
项目所在地云南省楚雄地区年平均气温 35~45℃，太阳能资源丰富，年日照小时达2300h，年平均辐射值均为 7.8kW/m2/天，属于我国二类太阳能资源地区，具备良好的太阳能光热发电项目工程的建设条件。项目的成功运营，可为云南省或类似地区规模化应用碟式斯特林太阳能光热发电技术提供示范案例，形成规模化效应后，预计具有大幅度降低单位造价的空间。
从财务数据来看，项目工程贷款偿还期为 4.7 年，机组投产后 6.1 年内可以还清贷款，确保各年收支平衡并有赢余，维持企业正常经营。年财务内部收益率 15%，项目投产后平均年销售收入 893.33 万元，项目计算期内发电利润总额为 192.42 万元。财务指标比较理想，财务评价可行。
碟式斯特林太阳能电站的建设符合国家关于能源建设的发展方向，属于国家大力支持的可再生能源产业。该电站总装机容量为 1MW，年发电量约为 200 多万度，按设计使用寿命 25 年计算，与同等规模的传统化石能源电站相比，可为国家节约标准煤约 1.55万吨，并有效减二氧化碳、粉尘等温室气体的排放，从而为改善大气环境质量、保护青山绿水做出贡献，项目在技术上先进，经济上有利。
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结论与展望
太阳能光热发电作为一种重要的可再生能源发电方式，它具有以下优点：不使用多晶硅材料，避免了光伏发电设备上游制造业所产生的污染，也降低了发电的成本；通过太阳热能制造蒸汽并带动发动机工作，不产生二次污染；发电输出电力稳定，并具有可调节性，最终产生交流电，可以直接上网，电网融合度较好；并能配合使用蓄热系统，使发电机持续运作；对于电站建设场地的要求不高，不需要占用大面积的土地资源。
本文通过对云南楚雄 1MW 太阳能碟式斯特林热发电项目进行可行性分析，阐述了项目建设基本情况、技术可行性、投融资分析、财务评价等方面内容，对项目在工程建设、环境保护、项目效益等方面进行了论证，最终得出结论认为该项目具备可行性。
《可再生能源发展“十三五”规划》指出：太阳能热发电先期发展以示范为主，通过首批太阳能热发电示范工程建设，促进技术进步和规模化发展，带动设备国产化，逐步培育形成产业集成能力。提高太阳能热发电设备技术水平和系统设计能力，提升系统集成能力和产业配套能力，形成我国自主化的太阳能热发电技术和产业体系。到 2020年，力争建成太阳能热发电项目 500 万千瓦。纵观太阳能光热发电技术的发展史，不难看出，太阳能光热发电属于技术密集型行业，涉及多种技术的应用，技术进步仍存在较大空间。随着经济的不断发展，因温室气体排放而引起的气候变化成为一个不可回避的课题，因此，以可再生能源代替传统的化石能源是发展的必然趋势，这对于太阳能光热发电来说，是一个很好的机遇。
碟式斯特林太阳能电站建设项目的可行性研究既有工程技术方面，又涉及到经济性，因此，在现有条件下，要顺利实施太阳能电站建设项目，既要确保技术上的先进性，也要在经济上有利，并且遵循适度超前的原则，考虑到长远的发展态势。
参考文献（略）