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中国太阳能发电崛起 或改变世界能源发展

2018-09-08 14:42:00 来源:网易科技

  目前中国是最大太阳能发电场的所在地,而相应技术似乎将改变全球的能源发展规划。

  当你乘坐飞机飞越中国北方的大同县,俯瞰大地时会发现两只大熊猫,其中一个正在朝你招手。它们是由成千上万块太阳能电池板组成的。

  连同其他相邻的面板,这些太阳能板组成了一个占地248英亩的100兆瓦太阳能发电场。按照中国的标准,它实际上只能算一个相对较小的太阳能电场。

  “它是按照中国国宝——大熊猫的形象设计和建造的,”建造这个发电场的熊猫绿色能源公司(pandaGreenEnergy)所发布的一份文件解释说。

  中国拥有的太阳能发电能力超过世界上任何其他国家,总装机容量高达130亿瓦。如果所有的电场都能同时发电,那么发电量将是整个英国所用电力的几倍。中国拥有许多规模庞大的太阳能发电场,比如位于青藏高原的龙羊峡大坝(LongyangxiaDam)发电场,总装机容量850兆瓦,共有400万块太阳能板。目前世界上最大的太阳能发电场位于中国的腾格里沙漠,发电量超过1500兆瓦。

  这些项目耗资数百万美元,其能否实现绿色能源目标?

  市场研究公司新能源财经(BloombergNewEnergyFinance)的伊冯娜.刘(YvonneLiu)指出,中国是全球最大的太阳能电池板技术制造商。“这个市场真的很大,”她说。根据国际能源署(IEA)的数据,全球60%以上的太阳能电池板是中国制造的。因此,确保对太阳能电池板的高需求对中国有着明确的经济利益。

  此外,增加可再生能源资源也是利国利民的目标。目前中国大约三分之二的电力仍来自燃煤发电。

  不难理解,中国北部和西北部阳光普照的广袤平原变成了巨大太阳能发电场的所在地。那里有很多空间来建造它们,而且太阳能资源相当丰富。太阳能发电站的建设也一直在以极快的速度进行。国际能源署指出,中国提前三年就实现了自己的2020年太阳能装机容量目标。

  此外在高原地区,一个非同寻常的项目是利用太阳能电池板为地网加热,地网的设计目的是融化永久冻土,这样树木就能在土地上生长。

  图示:青海的太阳能电场充分利用了青藏高原上空晴朗的天空和阳光。

  但在偏远地区修建大型太阳能发电场也有其不利之处。要理解为什么,我们需要再一次从地域分布上来看。1935年,地理学家胡焕永从中国东北到中南部绘制了著名的“胡线”。它把这个国家分成面积大致相等的两部分。但人口分布并不均衡。中国绝大多数人(94%)生活在东部。只有6%住在西部。

  香港中文大学的徐元(YuanXu,音译)表示:“中国风能和太阳能资源的分布完全相反。”

  因此,中国的许多太阳能发电场都距离需要它们的大城市都很远。其结果是产生一个低得惊人的容量系数——实际从任何给定资源中获取的电力比例。

  图示:位于龙羊峡的太阳能发电场,其是世界上最大的光伏发电场之一。

  徐引用中国电力委员会的数据指出,在2018年的前6个月,中国太阳能发电设备的容量系数只有14.7%。因此,尽管中国的太阳能发电场平均拥有200兆瓦的发电能力,但实际能够使用的平均发电量还不到这个数字的六分之一。

  低容量系数的原因可能包括我们无法控制的事情,比如天气。但中国的容量因素异常之低。徐指出,部分问题在于,连接偏远地区太阳能发电场和需要电力地方的巨大传输线(长达数公里)损耗了电力。这是徐所说的“严重不匹配”的情况。

  斯坦福大学(StanfordUniversity)斯蒂尔-泰勒能源政策与金融中心(Steyer-TaylorCentreforEnergyPolicyandFinance)的杰弗里.鲍尔(JeffreyBall)表示,中国一直试图通过开发更好的输电线技术来解决这个问题。其创新包括高容量直流电(DC)线路,但这些线路的建设速度没有一些人预期的那么快。

  此外,中国太阳能行业目前还面临着另一个大问题。今年5月份,中国取消了对大型太阳能项目的关键补贴,这意味着现在建造这些项目的成本要高得多。这种连锁反应非常剧烈。去年,中国太阳能发电场装机容量为5300万千瓦。今年,刘预计总装机容量将不超过3500万千瓦,降幅将超过30%。

  在这样的环境下,能源投资者正从巨大的、偏远的太阳能发电场转向其他机会,刘说。她解释说,对一些人来说,现在用太阳能板覆盖大城市的屋顶,直接向消费者出售电力是一个更有吸引力的市场。特别是现在大型太阳能发电设施补贴已经取消的情况下,随着这些项目的发展,可以预订客户,而且理论上现金流更好。

  但是很多业内专家都同意,在中国或世界其他地方,超大型太阳能发电场仍在不断建设当中。

  图示:鉴于远距离传输电力的效率低,屋顶太阳能电池板往往比位于偏远地区的太阳能发电场更有效。

  鲍尔指出,“我认为,重要的是要意识到,中国在这方面的影响力不仅体现在其在本国境内建设的大型太阳能项目上,也体现在中国境外建设的大型太阳能项目上。”

  在世界各地,目前有几个大型太阳能发电场正处于建设之中,其中许多在印度。由于接近完工,他们将争夺新的“世界上最大的太阳能发电场”的称号。以埃及的Benban太阳能电场为例,其中许多参与的公司都与中国都有着明确的联系。该项目占地37平方公里,计划发电能力在1600到2000兆瓦之间,规模令人惊叹。其中有一家中国公司也参与了建设项目。

  在其他地方,在大同建造熊猫造型太阳能板阵列的熊猫绿色能源公司计划在中国建造更多的太阳能发电场,它们看起来都像是黑白相间的熊猫。这就是该公司“熊猫100计划”的目标。设计者们甚至选择了两种不同的光伏电池板,暗的和亮的,从而看起来和熊猫造型更为相似。

  该公司还计划在其他国家建造引人注目的太阳能公园,包括在斐济建造“熊猫+橄榄球设计”发电场和在加拿大建造“熊猫+枫叶设计”发电场。

  刘指出,太阳能电池板会越来越便宜。因此,中国大幅削减补贴可能只需要几年时间就会变得无关紧要——太阳能的价格对于投资者来说实在是太便宜了。她说,要想在没有补贴的情况下建造太阳能发电场,仍需要三到五年的时间。

  但是,如果巨型太阳能电场继续建设下去,在未来几十年里,人们需要解决目前经常被忽视的问题:太阳能电池板的浪费。这些太阳能电池板只能使用30年左右,之后就必须被拆散。因为它们含有像硫酸这样的有害化学物质,也很难进行回收。预计从2040年左右起,中国太阳能电池板废料将会出现激增,目前还不清楚如何处理这些废料。

  也许,问题不像核废料那么严重,但在确保大规模太阳能真正成为一项“绿色”技术时,这是又一个需要克服的障碍。

  我们必须在某个阶段解决这个问题。正如鲍尔所解释的那样,无论是否有补贴,人们对太阳能发电价格较低的巨大兴趣,可能会导致未来几年出现巨大的太阳能发电场。他表示:“无论这些项目现在看起来有多么大,都会有更多的项目,而且规模还要更大。”

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