太阳能光热发电最优发展路径研究 ——以中国发展路径为例

作     者：董晓佳 

作者单位：天津师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张昕

授予年度：2022年

学科分类：02[经济学] 0202[经济学-应用经济学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：太阳能光热发电 学习曲线模型 技术创新扩散模型 动态规划 

摘      要：大力发展可再生能源,实现可持续发展,对于应对全球气候变化,减少对不可再生能源的依赖具有重要意义。作为一种重要的清洁能源发电形式,太阳能光热发电以其连续、稳定发电,对电网友好等优点而得到了快速发展。太阳能光热发电就是把太阳能转换成热能,然后利用热能做功,再转换成电能的过程,其发电原理和火电厂的发电原理基本是一样的。预计太阳能光热发电将与风电、太阳能光伏发电共同构成稳定、高比例的可再生能源发电系统,实现与常规能源的价格竞争。依据国家能源局、国际可再生能源机构等权威机构发布的报告中的数据,本文基于最小成本的动态规划方法,采用学习曲线模型和技术创新扩散模型作为约束条件,探索了到2050年我国太阳能光热发电的最优发展路径。其中,利用最小二乘法对学习曲线模型中的参数进行估计,得出学习率,进而对未来的成本进行预测;采用遗传算法对技术创新扩散模型中的参数进行估计,得出潜在市场规模以及每年的太阳能光热发电的扩散理论值;以最小成本为目标建立动态规划模型,结合相关影响因素,设置满足发展目标的约束条件,通过Lingo软件编程求解出各年的最优装机容量。最后,结合灵敏度分析和情境分析,对相关影响因素的参数值进行调整,讨论了国家经济运行情况、激励政策、技术进步、电网消纳能力、排放监管方案等因素对我国太阳能光热发电发展的影响。本文得出以下结论:（1）受疫情影响,在现有发展状况下,我国不能实现2050年太阳能光热发电的累计装机容量目标。考虑到相关因素的相互作用,即使在有利条件下,2050年的发展目标也难以实现。（2）激励政策与建设成本密切相关,是影响太阳能光热发电发展的关键因素。值得注意的是,在较高的投资比例下,可以实现2050年的发展目标,但太阳能光热发电行业在发展初期并没有形成良好的生态环境。（3）国家经济运行情况和学习率是影响后期发展路径的重要因素。（4）电网消纳能力和碳排放许可价格是影响建设成本的潜在因素,但对太阳能光热发电的发展影响有限。最后,针对研究结果,对我国太阳能光热发电的发展提出了一些建议。