光热发电领域专利情况调查

光热发电领域专利情况调查光热发电领域专利情况调查太阳能光热发电是太阳能利用的重要新技术领域，同等装机规模下，无论是发电效率还是电源的稳定性都比较高。太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。一、行业背景太阳能光热发电是太阳能利用的重要新技术领域，同等装机规模下，无论是发电效率还是电源的稳定性都比较高。太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。1950年，原苏联设计了世界上第一座太阳能塔式电站，建造了一个小型试验装置。70年代，太阳电池价格昂贵，效率较低，相对而言，太阳热发电与光伏发电相比，效率较高，技术比较成熟，因此当时许多工业发达国家都将太阳热发电作为重点，投资兴建了一批试验性太阳能热发电站。从1981~1991年，全世界建造的太阳能热发电站(500kw以上)约有20余座，发电功率最大达80MW。按太阳能采集方式划分，太阳能热发电站主要有塔式、槽式、蝶式和菲涅尔式四类。这些电站基本上都是试验性的，例如，日本按照阳光计划建造的一座1MW塔式电站，一座1MW槽式电站，完成了试验工作后即停止运行。美国10MW太阳1号塔式电站，进行一段时间试验运行后及时进行技术总结，很快将它改建为太阳1号电站，并于1996年1月投入运行。80年代中期，人们对建成的太阳能热发电站进行技术总结后认为，虽然太阳能热发电在技术上可行，但投资过大(美国太阳1号电站投资为1.42亿美元)，且降低造价十分困难，所以各国都改变了原来的计划，使太阳能热发电站的建设逐渐冷落下来。正当人们怀疑太阳能热发电的时候，美国和以色列联合组成的路兹太阳能热发电国际有限公司，自1980年开始进行太阳热发电技术研究，主要开发槽式太阳能热发电系统，5年后奇迹般地进入商品化阶段。该公司满怀信心，计划到2000年，在加州建成装机容量达800MW槽式太阳能热发电站，发电成本降到5~6分/kwh。遗憾的是，1991年因路兹公司破产而使计划中断。路兹热电站的成功实践表明，不能简单地否定太阳能热发电技术，而应继续进行研究开发，不断完善，使其早日实现商业化。我国前期在太阳能热发电领域受经费和技术条件的限制，开展的工作比较少。在"六五"期间建立了一套功率为lkw的太阳能塔式热发电模拟装置和一套功率为lkw的平板式太阳能低热发电模拟装置。此外，我国还与美国合作设计并试制成功率为5kw的盘式太阳能发电装置样机。近期来看，自2009年底全球投运的光热电站装机容量为668.15MW，截至2010年，全球已投入运行的光热装机容量达988.65MW，其中，槽式占94.57%，塔式次之，占4.37%。从国内光热发电来看:近年来，光热发电在中国太阳能发电政策规划中的地位开始显著提升。伴随光热发电在中国能源结构中的战略地位的提升，光热发电行业有望获得更多政策倾斜，随之而来的是光热发电产业化进程加快。

二、光热发电领域专利信息分析在华专利申请趋势

4、国内专利申请重要申请人这部分我们把专利申请排名靠前的专利申请人进行排序，从中我们可以看出，本领域的行业参与者较多，同时单一参与者拥有的专利数量也很多，如江苏龙头企业-江苏太阳宝新能源有限公司、积极进行项目建设的中海阳能源集团股份有限公司等。在结构中，聚光、集热和储热是光热发电的关键环节，是技术核心和难点所在，这三部分约占总成本的60%。而国内企业从零部件开始切入光热产业链，聚光和集热虽有实验产品，需要进一步研发突破。

5、国外重点国家专利申请趋势全球光热市场经过了上世纪70年代的研发兴起，80年代的第一批建站建立之后，长期处于停滞阶段。直到2007年，市场开始逐渐复苏。2010~2012年，全球光热发电的装机量快速增长。在图5中我们选取了美国、欧洲、日本作为国外专利申请重点国家。从图5中我们可以看出，美国和欧洲是本领域的技术密集国家和地区，两个地区的技术快速发展期在2010年之前，因此对于上述两地区来说目前技术已经较为成熟。日本在本领域技术并不发达。截止2014年4月底，全球已投入运行的光热电站约4000MW,大多集中于西班牙（欧洲）与美国;在建约1600MW，主要分布在美国、西班牙、印度、伊朗、中国等国家。可见美国和欧洲在未来一段时间内仍将是本领域技术与产业发展的重要地区。6、光热发电的专利市场布局从图6中我们可以看出，目前本领域的专利市场密集地区是美国和欧洲，这也与前面提到的上述地区专利技术密集有一定关系，这些双密集地区不利于其他国家企业的产品出口，一方面是市场相对饱和，另一个原因是有很大的侵权风险。从产品角度来说聚光、集热和储热是光热发电的关键环节，是技术核心和难点所在，这三部分约占总成本的60%。根据测算，在2011~2020年，集热器潜在规模为174亿美元，供应商有以色列Solel和美国SCHOTT；聚光镜的规模为174亿美元，德国Alanod和美国3M技术较为领先；储热系统规模达到306亿美元，由美国Radco垄断，可见美国和欧洲的企业具有非常强的行业技术优势和市场优势，

7、国内专利技术热点分布图在这里我们具体看一下目前国内企业的专利技术研发方向，从图7中可以看出，集热器，真空管，储能装置，镜面反射装置是我国企业的热门研究方向，这也是前面提到了本领域的核心技术点，一方面说明我国企业技术呈现百花齐放的研究热态，而另一个角度也说明我国企业目前仍未掌握核心技术点，还以技术攻坚为主，与国外企业相比还有较大的技术差距。三、总结1）目前我国的光热发电技术处于快速发展阶段，前景较为乐观。2）我国的光热发电技术政策导向性较强，因此发展中受政策影响会出现波动较大的现象。3）目前国内的市场竞争海外参与者较少，目前竞争并不激烈，但不排除政策变化导致的海外参与者爆发式涌入的可能性。4）海外市场以美国和欧洲为主，同时上述两个地区的专利市场和专利技术布局都较为密集，