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太阳能聚热发电德国的镜子照沙漠电力供全球

日期:2006-11-28    来源:新华网  作者:新华网

国际电力网

2006
11/28
06:03
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关键词: 太阳能 聚热 发电 德国 镜子 电力 供全球

CSP的原理是利用镜子将太阳光线聚焦在一个装有某些气体或液体的管道或容器,将气体或液体加热到400摄氏度,然后带动传统的汽轮机发电。图为一个建在荒漠地带的“太阳能农场”。

利用沙漠的太阳光就能够解决全球能源危机,这是日前两位德国科学家在提交给德国政府的两份科学报告中提出的。科学家指出,利用一种叫太阳能聚热发电的技术,只要将放大镜覆盖地球上沙漠地带的0.5%面积就能满足全球的电力需要,而且能够同时给沙漠地区提供丰富的淡化水,让沙漠附近城市享受舒服的空调。

而这种技术就像小孩子在物理课上用放大镜令太阳聚焦在纸上烧一个洞那么简单。

受雇于德国政府的科学家杰拉德·科奈斯博士和弗兰茨·特里布博士在日前提交的两份报告中指出,欧洲、中东和北非应当共同合作,使用太阳能聚热发电(CSP)技术在北非沙漠地带建设占地广阔的太阳能农场。

太阳能聚热发电优势大

太阳能聚热发电(CSP)并不是一个新技术。早在15年前,在美国加利福尼亚州的莫哈韦沙漠就建立了9个太阳能聚热发电站。此后,美国内华达沙漠、西班牙南部、澳大利亚甚至是瑞士都充分利用丰富的太阳能建立了类似的发电站。

CSP有各种不同的形式,但是有一点是共通的,那就是利用镜子将太阳光线聚焦在一个装有某些气体或液体的管道或容器,将气体或液体加热到400摄氏度,然后带动传统的汽轮机发电。经历的过程都是收集太阳能并转变成热能,再转换热能变成电能。

巨大的镜面造成的阴影区,可以用来搞园艺,灌溉用水是发电站产生的冷却淡化脱盐水。这些冷水还可以用于空气调节。这就意味着,建一个发电站,不仅能够提供电力,还能提供淡水和空调。

这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能所无法比拟的优势,即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中,在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。

两位科学家在提交德国政府的报告中估算了CSP发电的成本。CSP每覆盖1平方公里每年可以产出相当于150万桶石油的生产量。按目前的技术,建一个发电站的成本相当于每桶50美元的石油价格。

有淡化水及空调的功能

不过,当巨型镜子的生产能够达到工业化程度时,成本可能降到相当于每桶20美元的石油价格。跟如今的石油每桶60美元的价格相比,太阳能聚热发电还是很有竞争力的。而且太阳能是取之不尽的洁净能源。

科奈斯博士说,单纯从发电方面,太阳能聚热发电还无法跟天然气竞争,但是加上淡化水以及空调的功能,CSP比天然气要便宜,而如果再加上减少二氧化碳排放量的功能,那么绝对跟天然气有得一比。

困难

推广不容乐观

目前,在欧洲、中东和北非三个地区的一批科学家已经建立了一个组织——“跨地中海再生能源合作”组织。

“跨地中海再生能源合作”组织的科学家们希望德国总理默克尔能够利用明年德国做欧盟轮值国主席和八国峰会东道国的机会劝说欧盟达成建立欧盟直流电网的协议,并推广CSP项目。

但是前景并不容乐观,因为大国的领导人对CSP的潜力毫无所知。上周,欧洲超过30个国家同意花费70亿英镑在法国建立实验型的聚变反应堆。批评者认为在未来50年内,这个聚变反应堆都不会产生任何电力。而科学家指出,如果把这部分资金投入建设CSP,那么这种简单的技术就可以立即带来回报,不用等到2056年。

“核电目前占了全球3.1%的能源供应,短期内很难提高供应量。但是CSP可以提供30%甚至300%的未来能源需要,而且更简单,安全,成本更低。”专家说。

配套设施

高压直流电网输送替代能源

两位科学家还建议,欧洲应当建立一个新的高压直流电网,轻松、高效地收集各种替代能源一起输送到欧洲各地。除了北非的太阳能农场发电外,英国的风力发电、挪威的水能发电以及中欧的生物量(biomass)发电和地热发电所产生的电力都可以被收拢在这一个电网中。即便欧洲不用任何煤、石油、天然气和核电,到2050年,这一电网提供的电力也足以满足整个欧洲的需要。而在此期间,可以将发电所产生的二氧化碳排放量降低70%。

欧洲目前主要的电力网是交流电网,对于长途运输电力不太合适,因为太多电力会在中途丢失,而利用直流电缆每1000公里电力才损失3%。

前景

新的能源出口来源

沙漠地带土地充足而且地价便宜,更重要的是,在酷热的沙漠地带,太阳光照是北欧的三倍。

特里布博士指出,将太阳能电力出口到欧洲将会成为最廉价的电力出口方式。北非国家阿尔及利亚已经通过输油管道将大量石油和天然气输送到欧洲,但是,阿尔及利亚潜在的太阳能资源可以令其成为更大的能源供应国。而那些担心替代能源会减少石油需求量的欧佩克的许多成员国地处幅员辽阔的沙漠地带,如果将太阳能充分利用,又可以成为一个能源出口创汇的新途径。

小资料

太阳能聚热发电

太阳能聚热发电(CSP)系统通常由两部分组成:收集太阳能并转变成热能,转换热能成电能。由于CSP利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,可以大大降低太阳能发电的成本。而且,这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势,即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中,在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。

上世纪70年代的石油危机触发了美国能源部在上世纪80年代中期组织了CSP技术研究,并由美国桑地亚国立实验室和国立可再生能源实验室联合组成SUNTN实验室负责CSP商业化示范太阳能电站的设计,首批在加州沙漠中建设成功九座抛物槽镜太阳能聚热发电站,总装机共354兆瓦(百万瓦特),之后CSP太阳能发电站在美国西南部各州以及西班牙、以色列、瑞士等国家迅速得到应用。

 

新闻链接:

 

德国企业抢滩全球太阳能产业市场

 

新华网柏林电(记者金晶)近年来,各国对太阳能相关产品的需求日益迫切,全球太阳能市场已经初具规模。在未来两到三年内,太阳能产业将从初期的生产阶段上升到大规模生产阶段,而德国企业本身,也正准备进行新一轮的转型和壮大。

据德新社报道,德国13家已经上市的太阳能发电企业都在最近公布了可观的盈利金额。其中,太阳能电池生产商Ersol称,该公司今年前9个月的营业额比去年同期上涨了122%。另外两家厂商Q-cells和Solarworld则分别上涨了95%和32%。

德国太阳能相关产品的企业之所以如此具有生机,与纷至沓来的“外国订单”不无关系。专家预计,到2010年,全球对太阳能模组的需求将从目前的1700兆瓦上升到5000兆瓦。

欧洲最大的太阳能集团、位于汉堡的Conergy股份公司首席执行官汉斯-马丁·罗伊特日前在接受德国《金融时报》采访时表示,今年前9个月,该公司的海外销售额上涨了4倍。不过他同时表示,太阳能企业应当抓住这个机会进行转型和壮大,为开拓新的市场创造条件。

该公司于上周宣布,将投资2500万欧元,将位于法兰克福的一家破产的芯片厂改造成全世界最大的太阳能模组生产厂。该公司将在一个面积为3万平方米的超大车间里建立一条从原料硅到成品太阳能模组的完整生产线。其他公司也采取各种措施积极拓展市场,特别是海外市场。

德国太阳能产业的兴盛是以法律的保护为基础的。据2000年出台的德国《可再生能源法》,德国的能源公司有义务收购太阳能或者风能发的电,并将其并入公共电网,尽管可再生能源发电目前的价格还比较昂贵。据悉,目前的风能发电每千瓦小时价格是6欧分,而太阳能发电每千瓦小时则要高达62欧分。

德国联邦统计局公布的最新数字显示,可再生能源发电量在德国发电总量中所占比例已由1991年的3.2%上升到去年的10.2%,预计到2020年将上升到20%。

德国联邦太阳能经济协会主席科尔尼希也于最近透露,过去3年中,德国太阳能相关产品的产量增加了5倍,增速比其他国家平均水平高1倍。值得一提的是,2005年,德国太阳能产品有25%用于出口。鉴于越来越多国家重视太阳能发电,这一行业的增长前景十分看好。科尔尼希预计,2006年,全球太阳能发电设备的产量将比去年增加25%。

在欧洲范围内,继德国之后,希腊、法国、意大利和西班牙也颁布了推动太阳能开发行业发展的相关法案。

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