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更廉价:太阳能辅助火力发电

2015-08-03 10:34
汉水狂客
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  都说太阳能最环保,但是造价是在太昂贵,在现有条件下,太阳能辅助火力发电才是兼具经济效益和节能减排的最佳方案,也是我们过渡到可再生能源之路的必经之路。

  虽然在可再生能源的发展方面我们已经取得了长足的进步,但是在实际使用和经济效益方面还有着不小的挑战。这其中有部分原因是现有的化石燃料基础设施难以完全替代。目前太阳热能是一种十分可行的可再生能源技术,可用来发热发电。配合经济高效的热存储策略,就可以通过现有的电网输送基载电力。不过看起来很美好,实际操作起来却很复杂,太阳热能发电需要大规模的安装量和数万兆瓦的发电能力,造价高昂,在经济上吸引力不足。

  针对这一问题,科学家想出了一个有趣解决方案——将太阳热能集成到现有的火力发电厂中,这是一种充分利用现有电力基础设施的可持续性减排方案。最新的分析研究表明,这种方法不仅经济效益高,而且对环境污染小。目前看来,想要完全取代现有已运行的能源设施是不太现实的,因而这种两者结合的策略为电力供应的渐进式转移提供了时间,同时也为工程师们对发电厂的技术升级提供了良好的契机。

  站在工程师的角度来看,这些改变将对发电厂的能源和材料流动产生深刻的影响。分析中表明太阳能辅助火力发电的光电转化效率更高,但是并没有把其他太阳能技术通常会遇到的问题考虑进去。重要的是,这种方案可以减少一半的化石燃料用量。

  分析中发现,根据物理学上的兰金循环定律,在使用特定类型的热力发动机的情况下,通过太阳能将传热流体升温到400℃可以抵消28%~57%的化石燃烧。这些热量转换成机械能,从而产生电能。用这种方式减少化石燃料的使用至于要对现有的火力发电厂进行微小的改造即可。

  将太阳热能集成到现有的火力发电厂可以通过减少化石燃料的燃烧大大降低温室气体的排放。为了达到这一目标,发电厂应该开启「能源节约」模式,用存储的热能来弥补太阳能强度不足的时刻。日落之后的电力需求高峰期也可以用该模式保证电能的持续供应。

  比起现有的碳捕捉和存储技术,用这种模式改造发电厂是一种更加行之有效的降低温室气体排放的方式。将太阳热能集成到现有的火力发电厂的技术造价更低,也省去了加压贮藏二氧化碳的场所。

  这种集成化发电厂已经在一些地方进行试点工作,更加模块化的太阳热能技术也在稳步发展中。此外,这种方案对于场地的要求不高,可以适应各种土地条件,很多土地规模有限的地方也可以部署使用。最后,模块化的解决方案更具弹性,且经济效益更好,因而获得了更多小型发电站的青睐。

  太阳热能与发电厂相结合的方式为我们提供了一种向可再生能源过渡的战略性方案。太阳能辅助火力发电厂已经被证明比单纯的太阳能发电更具经济价值。不过,到目前为止,真正在建的太阳能辅助火力发电厂却少之又少,还不到全世界所有太阳热能发电装机总容量的十分之一。

  站在美国当地的立法角度来看,相比于单纯太阳能发电厂,太阳能辅助火力发电厂从政府部门拿到的补贴奖励微乎其微。虽然如此,运营太阳能辅助火力发电厂的好处仍然显而易见,如果政策制定者可以承认并重视现实情况,相信这种模式一定可以取得长足的发展,也能为我们的环境保护作出更多贡献。

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