雨后春筍！超大規(guī)模太陽(yáng)能發(fā)電站在世界范圍內(nèi)崛起

: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(yáng)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(yáng)能發(fā)電廠，500多萬(wàn)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(yáng)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(guó)最大的太陽(yáng)能發(fā)電廠是洛杉磯附近580兆瓦的太陽(yáng)之星設(shè)施。)

579兆瓦的“太陽(yáng)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(yáng)能裝置項(xiàng)目。

但是Benban可能不會(huì)長(zhǎng)久地保持這個(gè)頭銜。

中國(guó)計(jì)劃在西北省份寧夏建設(shè)一個(gè)20億瓦的太陽(yáng)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(yáng)能發(fā)電廠。

越大越便宜

位于蘇格蘭愛(ài)丁堡的能源咨詢(xún)公司W(wǎng)ood Mackenzie的太陽(yáng)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(kāi)始看到更多10到20億瓦的太陽(yáng)能發(fā)電公園，在未來(lái)甚至可能達(dá)百億瓦。”

太陽(yáng)能電池板價(jià)格暴跌是成本節(jié)約原因的一部分。美國(guó)國(guó)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?guó)太陽(yáng)能電池板征收的懲罰性關(guān)稅，也不太可能減緩大規(guī)模太陽(yáng)能發(fā)電的蔓延。在美國(guó)，大規(guī)模太陽(yáng)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(shuō)。“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(gòu)可能需要10年時(shí)間，對(duì)天然氣來(lái)說(shuō)，最多得要4年，如果你要說(shuō)太陽(yáng)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(guó)家來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能現(xiàn)在是一個(gè)特別有吸引力的選擇。以前太陽(yáng)能電池板還很貴的時(shí)候，只有富裕的國(guó)家才能負(fù)擔(dān)得起補(bǔ)貼和稅收減免，從而使太陽(yáng)能發(fā)電廠在財(cái)政上辦的下去。但現(xiàn)在，世界上許多陽(yáng)光充足的地區(qū)，在沒(méi)有財(cái)政援助的情況下(美國(guó)和其他發(fā)達(dá)國(guó)家的部分地區(qū)也是如此)，太陽(yáng)能發(fā)電與其他能源相比依然具有競(jìng)爭(zhēng)力。

包括Benban在內(nèi)的一些最大的新太陽(yáng)能發(fā)電站被建立起來(lái)，這樣太陽(yáng)能板就不是由一家公用事業(yè)公司擁有和運(yùn)營(yíng)，而是由幾十家公司共享。Attia說(shuō)，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(yáng)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(yáng)能電池板的成本繼續(xù)下降，未來(lái)太陽(yáng)能發(fā)電廠的規(guī)模仍有上限。太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能或風(fēng)力發(fā)電廠周?chē)碾娋W(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(guó)，一直在努力解決基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題，過(guò)去新建的太陽(yáng)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(guó)、韓國(guó)、俄羅斯和日本的電網(wǎng)正在被提議出來(lái)，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(guó)家都能參加太陽(yáng)能革命。例如，擁擠、多云的日本既沒(méi)有開(kāi)放的空間，也沒(méi)有大型太陽(yáng)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(wèn)題的地方建造一個(gè)光伏電站：外太空。

日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)正致力研究將一個(gè)10億瓦的軌道太陽(yáng)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(kāi)始，太陽(yáng)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(wèn)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(kāi)太空太陽(yáng)能發(fā)電站不說(shuō)，在地球上，大型太陽(yáng)能發(fā)電廠的最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可能就是安裝在房屋頂部和后院的小型太陽(yáng)能電池板。

大型太陽(yáng)能發(fā)電廠占全球太陽(yáng)能電池板安裝總量的絕大部分是沒(méi)錯(cuò)，但在美國(guó)和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，家用太陽(yáng)能的比例也大致相當(dāng)。房主可以將電力賣(mài)回給電網(wǎng)，甚至可以使用最初為電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)的電池在家把電力儲(chǔ)存起來(lái)。太陽(yáng)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(guó)家中也越來(lái)越流行。

無(wú)論人類(lèi)如何利用太陽(yáng)能，好消息是太陽(yáng)能有很多。在兩小時(shí)內(nèi)到達(dá)地球表面的太陽(yáng)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(yáng)能發(fā)電廠就能滿(mǎn)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(lái)利用它的話(huà)。

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