在国家大力发展可再生能源战略和相关激励政策的引导下，我国风力发电和光伏发电得到了快速发展，截至2014年底，我国风电并网装机容量已达9637万千瓦，光伏发电并网装机容量已达2805万千瓦。但随着其在电网中所占比重的增大，电力系统的运行调节越加困难。由于风力发电和光伏发电具有间歇式的特性，发出的电力是随着条件的改变而随机变化的。在电力系统中缺少储能电站的情况下，为了保持电力系统发电出力与用电负荷的平衡，电力系统中其他的电源不仅要跟随用电负荷的变化进行调解，同时，要随着系统内间歇式电源出力的变化进行调解。因此，在间歇式发电容量占比较大的电力系统中，必须增大旋转备用容量，系统中燃煤机组的设备利用小时数大幅下降，机组的年平均煤耗率也因此而增高，导致发电成本增加。在电力系统中，装机容量是根据电网中的最大负荷确定的，由于风力发电和光伏发电的不确定性，它的装机容量不能参与系统的电力平衡，也就是说风力发电和光伏发电仅能替代燃煤机组的部分电量，而无法替代燃煤机组的装机容量。因此，在风力发电和光伏发电装机容量大幅增加的情况下，燃煤装机容量仍然不能减少。
太阳能热发电的原理是利用太阳的直接辐射，采用聚光技术将太阳光聚焦在吸热器上，加热吸热器中的传热介质，通过高温的传热介质在蒸发器和过热器中使水转变为高温、高压蒸汽，再通过汽轮发电机组进行发电。太阳能热发电厂通过配置储热系统，在没有太阳光照的情况下，照常可以发电，储热系统的容量足够的话，完全可以实现24小时连续发电。因此，太阳能热发电机组具有火电机组的特性，电力品质可以满足电网运行调节要求，完全可以替代燃煤机组承担电网基本负荷。太阳能热发电机组还可以根据电力系统中风力发电的出力变化，进行机组出力的有效调节，消除风力发电给系统带来的不稳定，实现真正的“风光互补”。下面从几个方面简要阐述我国建设太阳能热发电基地的可行性。
国际上太阳能热发电装机容量持续增加
太阳能热发电技术自1984年已开始在商业化电厂上应用。在30年的时间里，太阳能热发电技术得到了不断的进步和发展，商业化电厂的数量逐渐增多，装机容量不断地增长，尤其是2009年以后，其增长速度加快，年增长率达到截至2014年底，全球投入运行的太阳能热发电厂已超过100座，总装机容量已达4551兆瓦。其中槽式3806兆瓦，塔式595兆瓦，线性菲涅耳式150兆瓦。
位于西班牙格拉纳达省的Andasol电厂的3台50兆瓦槽式太阳能热发电机组，均配置了7.5小时的熔盐储热系统，分别于2008、2009、2011年投入商业化运行。随后，西班牙建设了40多台类似的机组。
位于美国加州的伊万帕塔式太阳能热发电厂，装设3台机组，机组容量别为126兆瓦、133兆瓦、133兆瓦，于2014年2月全部投入商业运行，这是迄今为止世界上装机容量最大的太阳能热发电厂。
位于美国内华的新月沙丘（Crescent Dunes）塔式太阳能热发电厂，装设1台110兆瓦机组，配置10小时的熔盐储热系统，于2014年完成建设，目前正在调试中，预计2015年3月投入商业运行。该项目25年PPA协议电价为0.135美元/千瓦时。
目前国际上投入运行的无储热槽式和塔式光热电站的初始投资成本在4500～7150美元/千瓦，带热储存的槽式和塔式光热电站初始投资成本在5000～10500美元/千瓦等机构对2020年太阳能热发电成本进行了预测，预测结果是：2020年，槽式发电电成本将下降到0.10～0.14美元/千瓦时；塔式发电成本将下降到0.08～0.09美元/千瓦时。
我国具备建设大规模太阳能热发电基地的条件
太阳法向直接辐射（DNI）对太阳能热发电成本有较大的影响。根据国际可再生能源署（IRENA）的相关研究结论，DNI每增加100kWh/m2/a，发电成本下降4.5%。我国拥有丰富的太阳法向直接辐射，主要分布在我国西部的辽阔土地上。其中西藏、青海、甘肃、内蒙西部、新疆东部地区的太阳法向直接辐射量达到1800～2000kWh/m2/a，有些地区超过了2000 kWh/m2/a。完全具备了建设大规模太阳能热发电基地的太阳能条件。
在我国太阳法向直接辐射丰富的地区，拥有辽阔的土地，并且大部分为戈壁、荒漠。粗略的估算，在上述地区，用10万平方千米的土地建设太阳能热发电厂，全年的发电量可达54000×108千瓦时，已超过了我国2013年全年的发电量，折合装机容量达13.5亿千瓦（储热系统容量大于10小时，机组设备利用小时可到4000小时以上）。据相关信息，仅青海省和内蒙西部就拥有37万平方千米的土地可用于建设太阳能发电项目。因此，我国具备建设大规模太阳能热发电基地的土地条件。
由于太阳能热发电机组的用水仅限于热力系统的补水，没有燃煤机组的灰渣、脱硫用水，其耗水量仅为燃煤发电空冷机组的一半。青海、西藏具有丰富的水，内蒙古西部可引黄河水作为太阳能热发电机组的补水。因此，我国具备建设大规模太阳能热发电基地的水条件。由于太阳能热发电减少了大地表面的太阳辐射量，从而减少了地表水分的蒸发量，有利于植物的生长，对于保护当地的生态环境是有利的。
我国太阳能热发电产业已经初具规模
我国已有多个科研机构、高等院校对太阳能热发电技术从理论到科学实验上经过了十多年的研究和试验，掌握了它的技术特性，在国际期刊杂志上，发表的相关论文数量已经名列前茅。这为工程应用奠定了良好理论基础。
我国已有多个太阳开发了具有自主知识产权的专有技术和关键产品，并已建成多个太阳能热发电关键产品和回路的试验装置。
2014年6月，受国家能源局委托，电规总院与相关单位共同对国内太阳能热发电所需的设备和材料情况进行了调研，调研的结论是： 太阳能热发电所需的设备和材料国产化率可达90%以上；国内生产的关键设备和材料的技术水平，与国际水平没有大的差别，国内设备和材料的生产能力完全可以满足工程需要。
由中科院电工所负责建设的我国第一座塔式太阳能实验电站于2012年8月投入运行。负责建设的我国第一座太阳能热发电商业电站——浙江中控青海项目，已经于2013年7月并网发电。目前，国内已经有十多个太阳能热发电项目正在开展前期工作，初步测算的上网电价在1.2元/千瓦时左右。随着国内工程项目的增多，会有效带动产业的快速发展，设备和材料的技术水平会得到提高，设备和材料价格也会逐渐下降，上网电价也会越来越具有竞争力。
太阳能热发电基地建设需规划引领策激励
太阳能热发电与光伏发电虽然都是利用太阳能发电，但在发电原理上和工程应用上有着本质的区别，在电力发展规划中要根据他们各自的优势，做好统筹布局。
光伏发电的优点是利用太阳光的全辐射，不受地域的限制；系统简单、运行维护容易，可实现与建筑物的一体化；不需要水，易于分散设置。
光伏发电的缺点是发电功率、电压都随着光照强度改变而随机变化，尤其是电网的最大负荷均在晚高峰，一般在晚上20～21时，此时，由于没有光照，光伏发电站已经没有功率输出了。如果要使光伏发电站能够保证稳定的电力输出，并在没有光照的条件下仍然可以连续发电，则必须同步配套建设电池储能系统，致使工程造价和上网电价会成倍增长。目前阶段，光伏电站的造价约为8600元/千瓦，铁锂电池组的造价约4500元/千瓦，若同步配套储能5小时的储能系统，则光伏电站总造价高达31100元/千瓦，是没有储能电站造价的3倍多，而且，铁锂电池的寿命只有8年，这样光伏发电的成本将增加4倍以上，显然这是社会无法接受的。另一个解决方案是通过在电网中建设抽水蓄能电站的方式，调节系统中由于光伏发电造成的出力与负荷的不平衡，但抽水蓄能电站的发电成本叠加到光伏发电成本上，要远高于太阳能热发电的成本。况且，在部分太阳能丰富地区，基本上不具备建设抽水蓄能电站的条件。因此，根据光伏发电的特点和优势，光伏发电更适合于在范围内，利用建筑物屋顶、墙面、闲置的场地和水面，建设分布式光伏发电项目。
如前所述，由于太阳能热发电机组可通过配置储热系统，实现连续24小时发电，并可根据电网的需要进行一次调频和二次调频。完全可以作为电力系统的主力机组使用，可以实现太阳能发电的稳定外送，并且可替代燃煤机组调节系统中风电场发电出力波动，大幅度提高系统中可再生能源发电的比重。我国西部地区，有着丰富的太阳能直接辐射，绝大部分土地为戈壁、荒漠，具备建设大型太阳能热发电基地的自然条件。做好西部地区的太阳能热发电的发展规划，对减少我国的化石能源比重，有效降低温室气体排放，作用重大，影响深远。
目前阶段，由于国家没有出台太阳能热发电的上网电价政策，使投资方在投资收益上存在不确定性，影响了太阳能热发电的投资积极性。很多工程项目已经得到的了地方政府的核准，但由于确定上网电价的权限在国家发改委价格司，地方政府无权对投资方作出任何承诺，致使一些项目停滞不前。
由于国内太阳能热发电工程进展迟缓，致使我国相关的设备制造企业无法取得工程业绩，不具备资格参与国际上太阳能热发电工程项目的投标，丧失了利用设备的成本优势抢占国际市场的机会。因此，尽快出台太阳能热发电的上网电价政策，是当前发展太阳能热发电的关键。
由于太阳能热发电项目的发电成本与项目所在地的太阳法向直接辐射量、发电技术类别、储热时间、工程投资等多种因素有关，目前缺少实际工程的建设和运行经验，要出台具体的标杆电价是困难的。但应该出台上网电价的确定原则，如：明确按照还本付息加投资回报的原则分别确定各项目上网电价；明确投资方的资本金收益率为多少；明确审定上网电价的程序和时间等。
另一方面，要尽快启动一批示范工程的建设，通过示范工程达到以下的目的：
1.尝试不同的技术路线，寻找出适合中国地理环境和气象条件的最佳方案，积累建设和运行经验，为推广应用打下基础；
2.促进国内设备及材料的研发和批量生产，使产品走向国际市场；
3.摸清太阳能热发电的成本，为制定标杆电价提供依据。
（作者系电力规划设计总院副院长，原载2015年第7期《电力决策与舆情参考》）
