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太阳能聚热发电

信息来源:nooeoo.com  时间:2008-02-15  浏览次数:158

  专家认为,明智的能源投资是在光照丰富的沙漠地带,而不是铀矿或者石油钻井。
  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。

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