閱讀提示:在歐洲與非洲合作的“Desertec計(jì)劃”完成之前,即將于2011年建成的加州莫哈韋沙漠太陽(yáng)能發(fā)電站短時(shí)間內(nèi)將成為全球最大的太陽(yáng)能發(fā)電站之一。
這是美國(guó)加利福尼亞州一處太陽(yáng)能發(fā)電站的壯觀場(chǎng)面。在歐洲與非洲合作的“Desertec計(jì)劃”完成之前,即將于2011年建成的加州莫哈韋沙漠太陽(yáng)能發(fā)電站短時(shí)間內(nèi)將成為全球最大的太陽(yáng)能發(fā)電站之一。該發(fā)電站投入運(yùn)行后的太陽(yáng)能發(fā)電量將介于500兆瓦與850兆瓦之間。
撒哈拉沙漠檔案
堪稱(chēng)“世界最大沙漠”,阿拉伯語(yǔ)“撒哈拉”意為“大荒漠”。
位于阿特拉斯山脈和地中海以南,西起大西洋海岸,東到紅海之濱。橫貫非洲大陸北部,東西長(zhǎng)達(dá)5600公里,南北寬約1600公里,面積約960萬(wàn)平方公里,約占非洲總面積32%。
分布在西撒哈拉、毛里塔尼亞、馬里、阿爾及利亞、尼日爾、突尼斯、利比亞、乍得、埃及、蘇丹等十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
干旱少雨,黃沙漫天,驕陽(yáng)似火。
西起西撒哈拉,東至波斯灣地區(qū),常年如此。
情形在惡化:全球變暖加劇,降雨量持續(xù)減少,石油資源枯竭。
其實(shí),沙漠中的民眾可以絕處逢生,前提是充分利用撒哈拉沙漠的太陽(yáng)能。
未來(lái)可以出現(xiàn)這樣的場(chǎng)景:綿延數(shù)公里的銀色太陽(yáng)能反射板,收集陽(yáng)光用于發(fā)電,多余熱量被用來(lái)加熱海水,將其變成可供飲用的淡水。
此外,在太陽(yáng)能反射板下的陰涼處,可以種植農(nóng)作物。
現(xiàn)實(shí)和夢(mèng)想的距離,可能沒(méi)有想象中的那么遙遠(yuǎn)。
上月月末,多家歐洲企業(yè)達(dá)成了一項(xiàng)在北非撒哈拉地區(qū)建造太陽(yáng)能發(fā)電工程的計(jì)劃(簡(jiǎn)稱(chēng)“Desertec計(jì)劃”)。
該計(jì)劃為歐洲提供清潔能源,預(yù)計(jì)2050年完成。屆時(shí),全球最大的太陽(yáng)能發(fā)電站將滿(mǎn)足15%的歐洲能源需求。
不過(guò),作為人類(lèi)迄今規(guī)模最龐大的清潔能源計(jì)劃,“Desertec計(jì)劃”仍面臨政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)層面的挑戰(zhàn)。占有地利優(yōu)勢(shì)的非洲是否能因此受益,尚不可知。
成立基金會(huì)啟動(dòng)電力計(jì)劃
經(jīng)過(guò)兩年的前期調(diào)研,由12家歐洲企業(yè)組成的沙漠技術(shù)工業(yè)倡議基金會(huì)(Desertec)于10月30日正式成立,這意味著撒哈拉沙漠巨型太陽(yáng)能電力計(jì)劃拉開(kāi)序幕。
相關(guān)資料顯示,該項(xiàng)目旨在2050年之前在撒哈拉沙漠建設(shè)巨型的太陽(yáng)能發(fā)電站,通過(guò)穿越沙漠及地中海的輸電線向歐洲提供每年所需15%的電能。若一切順利,項(xiàng)目最早將從2015年開(kāi)始將部分電力輸送到歐洲,同時(shí)也可向北非地區(qū)供電。
荷蘭人保羅凡宋擔(dān)任沙漠技術(shù)工業(yè)倡議基金會(huì)的首席執(zhí)行官(CEO)。他說(shuō):“我們相信,Desertec將成為中東、北非和歐洲能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。”
在其看來(lái),“現(xiàn)在已經(jīng)到了將夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)的時(shí)候。這意味著各方需要進(jìn)行有力的合作,為投資清潔能源技術(shù)和電力網(wǎng)絡(luò)打造堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”
北非太陽(yáng)輻射強(qiáng)度“更強(qiáng)”
“Desertec計(jì)劃”的市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人邁克爾斯特拉布通過(guò)電子郵件介紹說(shuō),讓撒哈拉沙漠為未來(lái)歐洲提供電力并非突發(fā)奇想,而是經(jīng)過(guò)多方長(zhǎng)期研究得出的結(jié)論。
斯特拉布的電子郵件援引德國(guó)宇航中心的一份研究報(bào)告表明,40年后,沙漠地區(qū)的太陽(yáng)能發(fā)電站將有能力滿(mǎn)足歐洲、中東和北非地區(qū)用電需求總和的一半。
為何選擇在北非、中東地帶建造創(chuàng)紀(jì)錄規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電站?
對(duì)此,斯特拉布解釋說(shuō),這主要是因?yàn)檫@片地區(qū)擁有充足的太陽(yáng)能資源。
他認(rèn)為,即使同日照非常充足的歐洲南部相比,北非的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度還要高出整整一倍,而且這里不像歐洲那樣會(huì)受到季節(jié)的影響。
斯特拉布說(shuō),從非洲西北海岸到中東,可再生能源非常豐富,其中包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、低熱、水能以及潮汐能。不過(guò),很多能源的地域分布不均,而太陽(yáng)能則是例外。
斯特拉布算了“一筆賬”:中東和北非每平方公里的土地,每年吸收的太陽(yáng)能等于150萬(wàn)桶原油。假設(shè)在這里建造一個(gè)像埃及納賽爾湖同樣面積,即約4000平方公里的太陽(yáng)能發(fā)電站,那么每年生產(chǎn)的發(fā)電總量換算后將等同于中東地區(qū)每年的石油產(chǎn)量。
CSP技術(shù)應(yīng)用有先例
“Desertec計(jì)劃”史無(wú)前例,相關(guān)技術(shù)自然受關(guān)注。
該計(jì)劃核心技術(shù)被稱(chēng)為“集光型太陽(yáng)能發(fā)電(CSP)”,其原理是采用拋物面聚光鏡將太陽(yáng)光集中到裝有液體的容器中,被加熱的液體驅(qū)動(dòng)引擎,產(chǎn)生電能。
與傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板技術(shù)相比,CSP發(fā)電機(jī)能持續(xù)運(yùn)作,只要儲(chǔ)存了足夠多的加熱液體,它就能連續(xù)24小時(shí)不間斷發(fā)電。
當(dāng)長(zhǎng)期遭遇陰雨天氣,日照不足時(shí),CSP發(fā)電站則可以依靠備用的石油天然氣等燃料驅(qū)動(dòng),維持供電。通過(guò)使用CSP技術(shù),每平方公里的沙漠每年能“收獲”250百萬(wàn)千瓦小時(shí)的電能。
CSP技術(shù)的應(yīng)用有先例。
在美國(guó)西南部莫哈韋沙漠,此類(lèi)發(fā)電站已連續(xù)運(yùn)作超過(guò)20年。
它們經(jīng)受了風(fēng)暴、塵暴和龍卷風(fēng)的考驗(yàn),每年損壞率僅有0.4%。當(dāng)風(fēng)暴來(lái)臨時(shí),太陽(yáng)能反射板能夠改變角度,避免受到傷害。
由于電能充足且不受季節(jié)影響,長(zhǎng)期而言,它們將比歐洲本地太陽(yáng)能發(fā)電站提供的電更廉價(jià)、穩(wěn)定。
CSP發(fā)電站開(kāi)始運(yùn)作后,將采用高壓直流技術(shù)(HVDC)的輸電線將電能傳送到歐洲。HVDC技術(shù)傳輸?shù)碾娔苊?000公里的損耗約為3%。
到2050年,“Desertec計(jì)劃”在北非、中東地區(qū)建造年發(fā)電能力為100吉瓦(GW,1吉瓦=1000兆瓦)的太陽(yáng)能發(fā)電站,其發(fā)電能力將超過(guò)當(dāng)?shù)貒?guó)家本身的用電需求。
屆時(shí),北非、中東地區(qū)的太陽(yáng)能反射板總面積將達(dá)到2500平方公里。
建發(fā)電站滿(mǎn)足當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)
除了利用太陽(yáng)能發(fā)電,“Desertec計(jì)劃”的價(jià)值還在于制造綠色“副產(chǎn)品”。
發(fā)電機(jī)運(yùn)作時(shí),會(huì)產(chǎn)生多余熱量。它被用來(lái)加熱海水,進(jìn)行海水淡化,為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┣鍧嶏嬘盟。一?50兆瓦發(fā)電能力的太陽(yáng)能發(fā)電站每天能凈化10萬(wàn)立方米的海水。
太陽(yáng)能反射板若采用菲涅爾反射鏡,其下方也能通過(guò)少量陽(yáng)光,這樣就可以在下面的陰涼處種植農(nóng)作物。由此,沙漠中的發(fā)電站不僅能提供電能,還能生產(chǎn)寶貴的淡水資源,甚至新鮮的蔬菜水果。
“和開(kāi)發(fā)非洲的石油資源不同,太陽(yáng)能資源是取之不竭的。”斯特拉布在電子郵件中提到,“在北非和中東大規(guī)模建造太陽(yáng)能發(fā)電站將推動(dòng)當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)發(fā)展。”
到2050年,“Desertec計(jì)劃”覆蓋的非洲地區(qū)將用上和歐洲一樣的電能和飲用水,這也將滿(mǎn)足這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源需求。
同時(shí),大批太陽(yáng)能發(fā)電站的建造和維護(hù)工作需要雇用工人,解決當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)問(wèn)題。
資金投入需要政治穩(wěn)定
如此龐大的綠色計(jì)劃,目前已執(zhí)行到哪一個(gè)階段?
對(duì)此,斯特拉布透露說(shuō),沙漠技術(shù)工業(yè)倡議基金會(huì)的成立只是沙漠太樣能項(xiàng)目的第一步,目前,基金會(huì)已開(kāi)始同北非國(guó)家的政府、能源企業(yè)展開(kāi)磋商,現(xiàn)已得到非常積極的反饋。
不過(guò),他坦言,在實(shí)際開(kāi)建之前,撒哈拉沙漠太陽(yáng)能項(xiàng)目還需要解決政治爭(zhēng)議、法律規(guī)范、金融框架等問(wèn)題。
歐洲民間智庫(kù)“羅馬俱樂(lè)部”在近期的一項(xiàng)撒哈拉沙漠太陽(yáng)能項(xiàng)目研究中指出,“Desertec計(jì)劃”需要4000億歐元,其中3500億用于太陽(yáng)能發(fā)電站,500億歐元用于連接北非、中東和歐洲的輸電線。
“Desertec計(jì)劃”協(xié)調(diào)員托爾斯滕杰沃雷克表示,計(jì)劃最開(kāi)始的問(wèn)題是技術(shù)上是否可行,然而,這個(gè)問(wèn)題已得到解決。接下來(lái)的是資金,但足夠的資金投入則需要穩(wěn)定的政治背景,例如政治保證和電價(jià)上的保證。
杰沃雷克稱(chēng):“我們需要?dú)W洲和非洲取得廣泛的政治共識(shí)。如果能做到這一點(diǎn),讓私人企業(yè)出資就非常容易了。”
他說(shuō),默克爾政府公開(kāi)對(duì)項(xiàng)目表示支持,使得“Desertec計(jì)劃”前景更為明確,不過(guò),更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是吸引私人投資者和私募基金,而非依賴(lài)政府預(yù)算。
杰沃雷克預(yù)計(jì),在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi),將有20家到30家私人企業(yè)作為有投票權(quán)的股東參與項(xiàng)目,另外還有100個(gè)企業(yè)作為合作伙伴加入。
此外,Desertec董事會(huì)主席杰哈德尼斯還有自己的擔(dān)憂(yōu):沙漠每6個(gè)小時(shí)接受到的太陽(yáng)能,比全人類(lèi)全年消耗的能源更多,F(xiàn)在技術(shù)已不是問(wèn)題,投資方也表示出興趣,唯一的問(wèn)題是如何用最經(jīng)濟(jì)的方式把它們轉(zhuǎn)化成電能并輸送給消費(fèi)者。
德國(guó)非政府組織“Eurosolar”的主席、德國(guó)下議院議員赫爾曼施爾干脆看不上“Desertec計(jì)劃”。
赫爾曼施爾批評(píng)該項(xiàng)目當(dāng)前預(yù)測(cè)的開(kāi)支過(guò)低。他的潛臺(tái)詞是這個(gè)計(jì)劃最終耗費(fèi)的資金將是難以承受的。
相比在非洲沙漠建造大規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電站,他更傾向于在歐洲內(nèi)部解決清潔能源供應(yīng)問(wèn)題。
“當(dāng)?shù)卣疀Q定用電次序”
既然技術(shù)可行,資源充足,那么歐洲和非洲如何分享這些電能,是否會(huì)因此“沖突不斷”?
全球一知名非政府組織的可再生能源項(xiàng)目負(fù)責(zé)人塞文特斯克(SvenTesk)接受電話(huà)采訪時(shí)認(rèn)定,“Desertec計(jì)劃”的目標(biāo)可謂雄心勃勃,在技術(shù)層面理論上這是可行的。然而實(shí)際操作“Desertec計(jì)劃”時(shí)可能遭遇不少具體困難。
“Desertec提出在2050年向歐洲提供15%的電力,但歐洲是否愿意對(duì)多于一成的電力依賴(lài)進(jìn)口還是個(gè)問(wèn)題。通常出于能源安全的擔(dān)憂(yōu),一個(gè)國(guó)家不會(huì)讓進(jìn)口的電能超過(guò)10%。”這是特斯克提到的第一個(gè)具體困難。
第二個(gè)困難則是:非洲國(guó)家也有用電需求,他們都是發(fā)展中國(guó)家,這意味著以后的電力需求還要攀升,那么是首先滿(mǎn)足自己的需要,還是先把電賣(mài)給歐洲,這也可能成為問(wèn)題。
特斯克最后提到:在撒哈拉沙漠建造CSP發(fā)電站本身并不困難,然而由于“Desertec計(jì)劃”幾乎覆蓋了整個(gè)北非和中東,連接這些電站并把電輸?shù)綒W洲,再傳送給歐洲各國(guó)所需的電纜是一個(gè)非常艱巨的工程。
在特斯克看來(lái),對(duì)歐洲而言更現(xiàn)實(shí)的做法是向非洲出口CSP技術(shù),提供技術(shù)方面的援助,而不是急著從非洲進(jìn)口電能。
他認(rèn)為,應(yīng)當(dāng)先幫助非洲國(guó)家建立地區(qū)性的CSP發(fā)電網(wǎng)絡(luò),滿(mǎn)足當(dāng)?shù)啬茉葱枨,等到這一行業(yè)成規(guī)模后再考慮向歐洲賣(mài)電。
針對(duì)特斯克言及的第二個(gè)困難,“Desertec計(jì)劃”的市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人斯特拉布通過(guò)電子郵件表示,未來(lái)歐洲和非洲國(guó)家就怎樣分享來(lái)自沙漠的電能尚未確定方案。不過(guò),一旦撒哈拉沙漠的太陽(yáng)能發(fā)電站投入運(yùn)作后,屆時(shí)將完全由當(dāng)?shù)卣疀Q定是首先滿(mǎn)足自己的用電需要,還是出口到歐洲。
太陽(yáng)能發(fā)電成本可降低
除了擔(dān)心非洲相關(guān)地區(qū)的局勢(shì),不少有意參與項(xiàng)目的能源企業(yè)則關(guān)心生產(chǎn)的電是否有價(jià)格優(yōu)勢(shì)?
“Desertec計(jì)劃”協(xié)調(diào)員杰沃雷克坦言:“計(jì)劃建造太陽(yáng)能發(fā)電站的國(guó)家不止一個(gè),而是很多,因此,發(fā)電站必須建在沒(méi)有政治動(dòng)蕩或恐怖襲擊風(fēng)險(xiǎn)的國(guó)家。非洲和歐洲很不一樣。”
據(jù)介紹,“Desertec計(jì)劃”預(yù)計(jì)每生產(chǎn)一度電的成本在0.15歐元至0.25歐元之間,而現(xiàn)在歐洲民眾支付電價(jià)在0.2到0.22歐元之間,顯然來(lái)自非洲沙漠的電太貴了。不過(guò),太陽(yáng)能發(fā)電成本存在被壓縮的空間。
此外,未來(lái)數(shù)十年內(nèi),由于石化燃料儲(chǔ)備的減少,它們的價(jià)格必將持續(xù)攀升,客觀上使太陽(yáng)能發(fā)電更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
特斯克看好沙漠太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目的前景。他強(qiáng)調(diào),CSP太陽(yáng)發(fā)電是繼風(fēng)能和太陽(yáng)能面板技術(shù)之后的第三大清潔能源技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)有望每年減少47億噸二氧化碳的排量,也就是減少20%的溫室氣體排放。
特斯克建議,在這一行業(yè)起步階段,政府應(yīng)采用電價(jià)補(bǔ)貼政策,鼓勵(lì)清潔的太陽(yáng)能電力發(fā)展,直到其具有足夠的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。
(編輯:全球電池網(wǎng))