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沙漠太阳能:光伏风电并入洲际能源行列

导读: 非洲与欧洲距离较近,并且存在统筹考虑北非太阳能发电基地送出通气候差异,负荷特性互补,联网经济道的建设,发挥北非太阳能发电基地效益明显,具有很好的联网条件。

  非洲与欧洲距离较近,并且存在统筹考虑北非太阳能发电基地送出通气候差异,负荷特性互补,联网经济道的建设,发挥北非太阳能发电基地效益明显,具有很好的联网条件。北的作用,更加有效地利用风能和太阳非地区可再生能源资源丰富,负荷规能等清洁能源,优化北非和欧洲的能模远小于欧洲,非洲和欧洲联网可以源结构。

  目前,北非太阳能发电基地建设及向欧洲输送清洁电力,已成立相关的开发机构——沙漠产业行动计划公司,并开展了详细的研究和策划。北非与欧洲电网互联问题,已有很多相关研究,如沙漠太阳能计划等。北非地区的摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯、利比亚、埃及等国的太阳能发电基地到欧洲电网南部的距离,从直布罗陀海峡通过仅为几十公里,最远的也不超过1500公里,跨洲电网互联的地理条件优越。

  2009年,欧洲与非洲有关企业和机构达成了在北非撒哈拉沙漠地区建设全球最大太阳能电站的沙漠太阳能计划。计划投资4000亿欧元,于2050年前建成,通过穿越沙漠及地中海的输电线路向欧洲提供每年所需电能的15%。这些机构共同成立了“沙漠产业行动计划公司”,旨在号召更多的公司及团体加入到沙漠太阳能计划项目当中。初期,参加该项目的企业包括德国能源巨头E.ON能源集团、RWE能源集团、德意志银行、慕尼黑再保险公司、ABB公司、西班牙AbengoaSolar公司、阿尔及利亚Cevital工业集团、沙漠太阳能计划基金会、德国北方银行、MANSolarMillennium公司、美斯威尔公司(M+WZander)、肖特太阳能以及西门子公司等,但也有一些企业和机构因各种原因退出。沙漠太阳能计划建设太阳能电站的主要地点是摩洛哥、突尼斯和阿尔及利亚。其中摩洛哥计划于2020年建设发电容量为200万千瓦的太阳能电站,突尼斯计划于2030年建立总容量为470万千瓦的太阳能电站,阿尔及利亚计划于2030年实现1000万千瓦的清洁电力出口。

  在撒哈拉沙漠地区发展太阳能发电,必须解决一个重要问题。太阳热能发电与常规火力发电一样,在蒸汽通过汽轮机后需要大量的冷却水使蒸汽凝结。每生产1兆瓦时的电能大约需要消耗3000公升水,而在沙漠地区要找到这么多水不是件容易的事。如果要在撒哈拉沙漠中建设一座这样的太阳热能发电厂,预计每年每平方公里面积能够生产约12万兆瓦时的电能,但也相当于需要3.5亿公升水。撒哈拉沙漠下有世界上最大的蓄水层,然而地下蓄水层的水源是在地质构造时形成的,属于非再生资源,无法通过雨水补给,而且利用这些水资源的成本十分高。缺水问题,是沙漠地区发展太阳热能发电的主要瓶颈。如果太阳热能发电厂采用空气冷却的方法,那么用水量就可以减少90%。但是,因为空气冷却的效率要远远低于水冷却,发电站就需要更大的面积和更多的镜子才能弥补资金和运营上的损失。使用空气冷却有可能使发电厂成本提高10%以上。

  此外,北非太阳能开发及电网互联的另一个问题是建设成本过高,大规模的太阳热能发电站在这方面显得更加突出。西班牙的太阳能热发电站每年生产1千度电能的成本是1670欧元,而在北非建设太阳能电站的安装成本使这一数字增加了一倍多,达到4000欧元。据测算,与火力发电相比,沙漠太阳能计划至少在20年内没有竞争力,而在这20年间,该计划就需200亿~500亿欧元的投入,与德国政府20年内在全国铺设光伏板的成本大致相同。经济性问题已成为北非太阳能开发的重要障碍。

  复杂的政治问题是沙漠太阳能计划又一需要关注的问题。北非电网互联及太阳能开发计划,涉及利用非洲国家甚至亚洲国家的土地为欧洲国家发电这一问题。沙漠太阳能计划中,北非地区和中东地区三分之二的太阳能资源位于阿尔及利亚、利比亚和沙特阿拉伯。欧洲国家像美国一样,都希望未来都能减少对遥远地区的能源依赖,因此想通过该计划减少从沙特、伊朗和伊拉克的石油进口。尼日利亚可再生能源公司已经建立了一个名为“Desertec-非洲”的组织,以促进利用非洲的太阳能为非洲国家自己造福,并计划在非洲国家间游说以确保非洲的太阳能资源能留在非洲。

  虽然沙漠太阳能计划面临着诸多技术上和政治上的障碍,但是如果该计划成功实施,那么效益将会是巨大的,它将促使化石燃料退出历史舞台,使可再生资源成为欧洲的主要能源。而这一计划实施过程中遇到的问题,对构建更大范围的能源互联网有着一定的借鉴意义。

  全球能源互联网作为一个复杂的国际合作项目,地缘政治、组织协调、商业模式、政策保障等都是其在推进过程中需要重点关注和解决的关键性问题。全球能源互联网的构建涉及到不同国家政治、外交、经济等方方面面,必须构建有效的国际合作机制,解决需要统筹协调的各方关系和各种问题。作为一个全新的理念,全球能源互联网不仅对各国配套的政治、经贸、监管等方面政策措施提出新的要求,需要出台配套相关政策措施为规划、建设和运行提供政策支撑;同时也对电网互联的商业模式和运行模式等提出了新的要求,既要把握国际合作的普遍规律,又要考虑电力的技术经济特性。全球能源互联网的推进需要相应的制度框架保障,这也是一切技术经济活动向前推进的前提。 

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