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雨后春筍!超大規(guī)模光伏電站在全世界崛起

核心提示:為了降低清潔電力的成本,世界各地的電力公司都在擴(kuò)大他們的太陽能發(fā)電廠。
   為了降低清潔電力的成本,世界各地的電力公司都在擴(kuò)大他們的太陽能發(fā)電廠。
  
  這一點(diǎn)在埃及南部表現(xiàn)得最為明顯,那里將是世界上最大的太陽能發(fā)電廠,500多萬光伏板目前正在建造成形。明年建成后,位于阿斯旺附近、耗資40億美元的Benban太陽能發(fā)電廠的占地面積將比紐約中央公園大10倍,發(fā)電量可達(dá)1.8億瓦。
  
  這大約是兩家核電站的總產(chǎn)出,幾乎是目前墨西哥科阿韋拉州(Coahuila)規(guī)模龐大的維拉努瓦核電站(Villanueva)計(jì)劃產(chǎn)能的兩倍??瓢㈨f拉州目前是美洲最大的核電站。(美國最大的太陽能發(fā)電廠是洛杉磯附近580兆瓦的太陽之星設(shè)施。)
  
  579兆瓦的“太陽之星”項(xiàng)目是加利福尼亞州克恩縣和洛杉磯縣的兩個(gè)太陽能裝置項(xiàng)目。
  
  但是Benban可能不會(huì)長久地保持這個(gè)頭銜。
  
  中國計(jì)劃在西北省份寧夏建設(shè)一個(gè)20億瓦的太陽能發(fā)電廠,印度西部的古吉拉特邦最近批準(zhǔn)了一個(gè)50億瓦的發(fā)電廠。日本甚至在研究在太空建立一個(gè)大規(guī)模的太陽能發(fā)電廠。
  
  越大越便宜
  
  位于蘇格蘭愛丁堡的能源咨詢公司W(wǎng)ood Mackenzie的太陽能分析師本杰明阿蒂亞(Benjamin Attia)表示:“大型項(xiàng)目可以節(jié)省大量成本。物流、運(yùn)輸、建筑和安裝都得益于規(guī)模經(jīng)濟(jì)。我們將開始看到更多10到20億瓦的太陽能發(fā)電公園,在未來甚至可能達(dá)百億瓦。”
  
  太陽能電池板價(jià)格暴跌是成本節(jié)約原因的一部分。美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(U.S. National Renewable Energy Laboratory) 2017年的一份報(bào)告發(fā)現(xiàn),從2010年到2017年,光伏系統(tǒng)的成本下降了5倍。即便是特朗普政府今年早些時(shí)候?qū)χ袊柲茈姵匕逭魇盏膽土P性關(guān)稅,也不太可能減緩大規(guī)模太陽能發(fā)電的蔓延。在美國,大規(guī)模太陽能發(fā)電的成本已經(jīng)比煤炭低,而且比煤炭清潔得多。
  
  “政府已經(jīng)清醒了,”Attia說。“他們只是想用最便宜、最快的方式增加新的電力供應(yīng)。對(duì)于核能,采購可能需要10年時(shí)間,對(duì)天然氣來說,最多得要4年,如果你要說太陽能,那進(jìn)展可順利了,你可以在18個(gè)月內(nèi)完成一個(gè)相當(dāng)大的項(xiàng)目。
  
  對(duì)發(fā)展中國家來說,太陽能現(xiàn)在是一個(gè)特別有吸引力的選擇。以前太陽能電池板還很貴的時(shí)候,只有富裕的國家才能負(fù)擔(dān)得起補(bǔ)貼和稅收減免,從而使太陽能發(fā)電廠在財(cái)政上辦的下去。但現(xiàn)在,世界上許多陽光充足的地區(qū),在沒有財(cái)政援助的情況下(美國和其他發(fā)達(dá)國家的部分地區(qū)也是如此),太陽能發(fā)電與其他能源相比依然具有競爭力。
  
  包括Benban在內(nèi)的一些最大的新太陽能發(fā)電站被建立起來,這樣太陽能板就不是由一家公用事業(yè)公司擁有和運(yùn)營,而是由幾十家公司共享。Attia說,這種安排有助于減少與許可證和法規(guī)相關(guān)的繁文縟節(jié),甚至允許小型太陽能初創(chuàng)企業(yè)也能從規(guī)模經(jīng)濟(jì)中獲益。
  
  基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵作用
  
  但即使太陽能電池板的成本繼續(xù)下降,未來太陽能發(fā)電廠的規(guī)模仍有上限。太陽能發(fā)電廠只有在其產(chǎn)生的電力能夠到達(dá)需要它的地方才能有用,而通常需要電力的家庭和工廠都在數(shù)百英里外。此外新建的大型風(fēng)力和太陽能發(fā)電廠產(chǎn)生的間歇性電力,也將使得輸電網(wǎng)絡(luò)難以承受。
  
  西雅圖華盛頓大學(xué)(University of Washington)電氣工程教授丹尼爾科申恩(Daniel Kirschen)表示:“通常這些地點(diǎn)都非常偏遠(yuǎn),新的太陽能或風(fēng)力發(fā)電廠周圍的電網(wǎng)將不會(huì)非常強(qiáng)大,所以你需要加固電網(wǎng),而這一點(diǎn)可能會(huì)非常昂貴。”
  
  特別是中國,一直在努力解決基礎(chǔ)設(shè)施問題,過去新建的太陽能發(fā)電廠發(fā)的電最多只能利用到70%。一種潛在解決方案是建立所謂的超級(jí)電網(wǎng),可以將電力輸送到很遠(yuǎn)的地方,確保電力不會(huì)浪費(fèi)。
  
  一個(gè)連接中國、韓國、俄羅斯和日本的電網(wǎng)正在被提議出來,另外一個(gè)計(jì)劃中的歐洲超級(jí)電網(wǎng)可能在2020年代末就可以跨越歐洲大陸建成。
  
  日不落的地方
  
  當(dāng)然,并不是每個(gè)國家都能參加太陽能革命。例如,擁擠、多云的日本既沒有開放的空間,也沒有大型太陽能發(fā)電廠所需的可靠日照時(shí)間。因此,它希望在一個(gè)永遠(yuǎn)有光照,空間也不成問題的地方建造一個(gè)太陽能發(fā)電站:外太空。
  
  日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)正致力研究將一個(gè)10億瓦的軌道太陽能發(fā)電廠送入軌道,該發(fā)電廠可以24小時(shí)發(fā)電。從本世紀(jì)30年代開始,太陽能空間站將以微波的形式向一個(gè)覆蓋著數(shù)十億個(gè)天線的人造島嶼發(fā)射能量。盡管太空發(fā)電站的實(shí)用性和安全性問題仍然存在,該機(jī)構(gòu)已經(jīng)演示了一種能將能量輸送到幾百碼遠(yuǎn)的系統(tǒng)。
  
  撇開太空太陽能發(fā)電站不說,在地球上,大型太陽能發(fā)電廠的最大競爭對(duì)手可能就是安裝在房屋頂部和后院的小型太陽能電池板。
  
  大型太陽能發(fā)電廠占全球太陽能電池板安裝總量的絕大部分是沒錯(cuò),但在美國和德國等發(fā)達(dá)國家,家用太陽能的比例也大致相當(dāng)。房主可以將電力賣回給電網(wǎng),甚至可以使用最初為電動(dòng)汽車開發(fā)的電池在家把電力儲(chǔ)存起來。太陽能微電網(wǎng)在缺乏良好電力連接的農(nóng)村或容易發(fā)生極端天氣事件的發(fā)展中國家中也越來越流行。
  
  無論人類如何利用太陽能,好消息是太陽能有很多。在兩小時(shí)內(nèi)到達(dá)地球表面的太陽能比我們每年消耗的所有形式的能源都要多。僅僅覆蓋撒哈拉沙漠2%面積的太陽能發(fā)電廠就能滿足全球所有的能源需求——如果我們可以建立一個(gè)行星超級(jí)電網(wǎng)來利用它的話。

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