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刘祖川:为什么超级水网才能大举翻盘可再生新能源?
2017-12-20
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    作者:刘祖川

    在世界化石能源日趋匮乏的紧迫关头,可再生清洁新能源已经成为各国能源战略的主攻方向,但距离新能源比例过半的目标还有较远路程,尤其是对于世界大国。

    面对世界化石能源的紧缺状况,世界各国均加大了新能源的投资力度。太阳能由于容量大、可再生、洁净而备受人们的宠爱。世界第一大产油国沙特,利用本国国土50%以上的广袤沙漠荒地,正在筹备建设太阳能中心,凭此成为世界“太阳能大国”。日本创世纪计划更加激动人心:利用地面上沙漠和海洋面积进行发电,并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网以便向全球供电。据测算,到2000年、2050年、2100年,即使全用太阳能发电供给全球能源,分别占地也不过为 65万平方公里、 186万平方公里、829万平方公里。而829万平方公里面仅占全部海洋面积的2.3%,或全部沙漠面积的 1/4,甚至只相当于撒哈拉大沙漠的面积。这一方案相当诱人,由此激发了世界各国对新能源大规模开发建设的壮志雄心。

    中国正处于工业化、城市化、现代化快速发展阶段,重化工业发展迅速,大规模基础设施建设不可能止步,化石能源的消耗还处于较高增长阶段。发达国家的煤炭在整个能源消费当中只占30%,而中国煤炭在能源结构中高达70%,到十二五末,煤炭消费将要达到40亿吨,届时中国煤炭的消费约占全球煤炭产量的50%,能源需求的快速增长短期内难以改变。面对中国“富煤、少气、贫油”的尴尬现状,新能源中的太阳能和风能,与其他国家一样也将是未来中国的能源发展方向。

    鉴于日益趋紧的能源状况可再生能源已经进入能源战略的规划之中,要求2050年中国50亿吨标准煤中的能源消费量中,非水可再生能源占15%。而太阳能和风能将是该项规划中的重中之重。日本核泄露事件所引发的世界性恐慌仍在发酵,核安全问题对新能源格局的未来走向再添问号。最为友好的太阳能风能即将迎来属于自己的光明时代。

    中国荒漠总面积约为262万平方公里,占全国总面积的27%,主要集中在大西北,是太阳能和风能资源最为丰富的地区,太阳能总辐射量相当于5500亿吨标准煤。在这些地区建立大型太阳能基地,以光电转化效率15%计,利用荒漠总面积的1/33,可以获取25亿吨标准煤的能源,相当于中国能源规划2050年50亿吨标准煤的一半,即太阳能和风能将在2050年能源结构中达到50%以上,成为所有能源中的绝对主力。

    太阳能是人类以目前技术水平和设备,立刻就可以利用的、唯一的、取之不尽、用之不绝、高安全性、可再生的清洁环保能源。早在2008年,中科院院士、著名电工学家严陆光就对中国西部“构建荒漠地区大规模综合能源基地”提出设想,只因成本问题至今未能实现。超级水网的横空出世为“构建荒漠地区大规模综合能源基地”创造理想条件。

    较之光伏发电,光热发电具有更好地发展前景,许多国家在未来能源规划中 将其定位为电力的基础负荷。光热发电可实现在没有太阳的时候仍可不间断发电,弥补了光伏、风电等新能源不稳定、不连续的缺陷。由于光伏晶硅电池的生产期间难以摆脱高污染与高能耗,尽管光伏发电适用范围广泛,应用普及方便,但光热发电站的建造与维护对环境破坏要小得多。另外,光热发电比光伏发电有着更好的现有火电站及电网系统的兼容性。

    但建立具有经济性的规模化太阳能热发电站,同时需要大片的土地及丰富的太阳能直射资源。国网能源研究院新能源研究所所长李琼慧认为,聚光型太阳能热发电占地面积较大,适合戈壁、沙漠、盐碱地、草原等地形,如中国西北是发展光热的好地方,但这些地方往往缺水,而太阳能热发电需要水来做冷循环,单位耗水大于常规火电发电机组和天然气联合循环,还需要水冷系统成为其发展一大障碍。另外,这些地区远离负荷中心,要大规模利用还需远距离输电。

    出海口的大步拉进和大量水源的调入完全可以弥补上述缺陷,加上大西北广袤荒漠廉价的土地成本、风力资源的匹配以及西部大开发的全面爆发,大西北不仅是发展光热的好地方还不缺水,而且还可将负荷中心置于方圆一千公里的范围之内,输电损失大为减少,光伏热电的成本障碍一举打破。大西北地区大规模综合新能源基地的建设条件骤然成熟,其大举建设成为可能。

    973国家重点基础研究发展计划太阳能热发电项目首席科学家、中国电气协会副理事长黄湘估算,到2020年,中国光热发电市场规模可达22.5万亿至30万亿元,热发电总量可占全年总发电量的30%~40%。待新能源基地矗立于广袤荒漠之时就是庞大潜在光伏热电市场的开启之日,中国新能源的大规模利用时代随之来临。

    目前还没有任何世界大国能够大规模开发利用新能源,但中国新能源开发步伐正在按照国际能源署预测的那样阔步前行:太阳能将在十年内实现商业起飞,并在2040年前取代化石燃料成为世界上最主要的电力能源。

    超级水网将开启中国大规模开发利用新能源的先河,彻底摆脱化石能源的日趋匮乏,大举迎接新能源时代的全面降临。

    只有超级水网才能大举翻盘可再生新能源。

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