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沙漠太阳能发电的可行性探讨
时间:2012-10-18  来源:中国节能在线  
太阳能是未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源。若把地球表面0.1%的太阳能转化为电能,转变率5%,相当于目前世界上能耗的40倍。沙漠地区开发利用太阳能潜力巨大,只要利用撒哈拉沙漠太阳能的0.3%就可以满足整个欧洲的供电需求。
  
  大规模的开发利用太阳能等可再生能源,已成为未来各国能源战略的重要组成部分。从世界可再生能源的利用与发展趋势看,太阳能发展最快,前景最好。大规模开发利用含沙漠太阳能的太阳能资源,有可能将人类带出传统的燃火时代。
  
  积极开发利用太阳能是贯彻落实科学发展观、实现我国经济社会和能源的可持续发展、建设生态文明的必然要求。沙漠太阳能发电是我国的太阳能发展的重要环节,是开拓可再生能源的必由之路,对于应对全球气候变化,缓解我国的能源问题,发展地毯经济,具有重大而深远的意义。
  
  我国沙漠太阳能发电的主要障碍
  
  我国开发利用太阳能势头喜人,但沙漠太阳能目前还处于试验、示范阶段,远没有像传统能源那样推广普及。
  
  从目前技术水平来看,沙漠太阳能发电主要分为光伏电站和光热电站两种。太阳能光伏沙漠电站主要是利用太阳能光伏发电技术在沙漠地区建设大规模的电站,用以提供所需的能源,其基本装置是太阳电池。太阳能光热沙漠电站主要是利用太阳辐射所产生的热能进行发电。
  
  沙漠地区太阳能发电项目缺少像常规能源项目那样的固定资金渠道,缺少足够的经费支持。对于沙漠太阳能发电,缺乏系统、完善的经济激励政策。此外高成本以及缺乏开发利用沙漠太阳能发电的核心技术专业研究队伍和自主创新能力等也是发展沙漠太阳能发电的主要障碍。
  
  沙漠地区的环境具有干燥少雨、日照强烈、冷热剧变、风力强大等特征。沙漠地区的强大风力会带来沙埋,成为建设太阳能沙漠电站的主要危害。沙埋是沙漠太阳能电站的主要沙害形式:一是风沙流受阻导致沙埋。沙漠太阳能电站需要大面积太阳能发电系统设备,系统设备的大面积迎风而导致系统组件不同位置具有不同的风速,所以在风速较小的位置容易形成积沙,积沙长时间的堆积就很容易将太阳能发电系统组件掩埋;二是沙丘移动导致的沙埋。沙丘的高度一般从几米到几十米,甚至高达一百米以上,在一定条件下会被风推动缓缓前进。沙丘的前进并不是整体移动的,当风速达到5m/s的时候,沙丘迎面的沙粒就成批的随风移动,从沙丘的底部移到顶部,过了顶部,由于风速减弱,就在背风面的坡上落下。所以部分沙粒的移动虽然相当快,每天可以移动几米到几十米,可是整个沙丘波浪式的前进,移动速度并不快,每年不过5-10m。几个沙丘常常连在一起,成为沙丘链。沙丘移动虽然慢,但对太阳能沙漠电站造成毁灭性的破坏。
  
  太阳能沙漠电站需要大面积的系统组件,大面积的集热单元或光伏组件就像一张巨大的帆。沙漠土壤松散无黏着力,给太阳能沙漠电站的系统基础建设带来很大影响,这就要求太阳能电站的支架基础达到足够的机械强度,防止被大风吹倒。
  
  我国沙漠太阳能发电的可行性
  
  资源的可行性
  
  我国属太阳能资源丰富的国家,与同纬度的其他国家相比,除四川盆地和与其毗邻的地区外,绝大多数地区的太阳能资源都相当丰富,特别是青藏高原的西部和东南部的太阳能资源尤为丰富。据测算,我国沙漠地区每年每平方米可以得到的太阳能大约是5000-6000兆焦耳。在我国的40万平方公里沙漠面积上,每年得到的太阳能大约折合700亿吨标准煤,是我国21世纪初期煤的年消耗量的40倍。如果沙漠太阳能发电按每年运行2800小时来计算,1.5%荒漠面积的太阳能发电即可满足2020年全国的电力需求。
  
  政策的可行性
  
  1973年10月的中东战争,[FS:PAGE]引发了世界性的“能源危机”。许多国家都加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持,在世界上掀起了开发利用太阳能的热潮。1992年“世界环境与发展大会”之后,各国将利用太阳能与环保结合在一起。我国制定了《中国21世纪议程》,明确了太阳能为能源重点发展对象。2006年1月1日颁布实施的《中华人民共和国可再生能源法》为建设可再生能源并网发电项目提供了指导思想,提出国家鼓励各种所有制经济主体参与太阳能的开发利用。《中国可再生能源中长期发展规划》明确提出,在新疆等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地,建设太阳能发电示范项目。《国家十二五发展规划纲要》也提出要大力发展风能、太阳能等可再生能源。发展可再生能源是贯彻科学发展观的重要组成部分。胡锦涛总书记提出,可再生能源是解决人类环境和资源问题的必由之路,是解决人类可持续发展的必由之路。上述一系列政策为我国沙漠太阳能发电铺平了道路,提供了政策保证。
  
  经济可行性
  
  如果在戈壁沙漠地区的2平方公里内设置太阳能电池板,产生的能量为10万千瓦,发电成本每千瓦时约为0.5元,接近现在的一半发电成本价0.3/千瓦时。参考内蒙古沙漠地区并网发电,电成本仅为0.2-0.3元/度,按一个1Mw单元电厂测算,投资500万元,则年收入198万元,利润为118万/年,投资回收期4.7年,投资利润率23.6%,固定销售利润率59.6%,内部收益率27.37%。如果投资5个亿,建100个单元,每年可固定收入1.98亿,固定利润1.18亿。经济效益非常好。另外,太阳能发电占用土地少,是风力发电的8-10之一、是生物能发电的百分之一。我国沙漠太阳能发电在经济上是可行的。
  
  目前,我国已经掌握了沙漠太阳能热电站的聚光关键技术并能生产成套设备。中国第一个沙漠太阳能电站,于2008年年底在腾格里大沙漠建成发电。而且,我国已初步具备了生产、组装太阳能系统的能力。
  
  通过综上分析,可以明确的看出,我国沙漠太阳能发电切实可行,前景广阔。发展沙漠太阳能发电应以边远、欠发达地区为先导,力求稳步、因地制宜,推广使用技术比较成熟和实用的沙漠太阳能装置。在大力发展沙漠太阳能发电的同时,相关配套的技术服务、维修、管理、宣传等基础工作也必须同步进行。
  


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