这是美国加利福尼亚州一处太阳能发电站的壮观场面。在欧洲与非洲合作的“Desertec计划”完成之前,即将于2011年建成的加州莫哈韦沙漠太阳能发电站短时间内将成为全球最大的太阳能发电站之一。该发电站投入运行后的太阳能发电量将介于500兆瓦与850兆瓦之间。
撒哈拉沙漠档案
●堪称“世界最大沙漠”,阿拉伯语“撒哈拉”意为“大荒漠”。
●位于阿特拉斯山脉和地中海以南,西起大西洋海岸,东到红海之滨。横贯非洲大陆北部,东西长达5600公里,南北宽约1600公里,面积约960万平方公里,约占非洲总面积32%。
●分布在西撒哈拉、毛里塔尼亚、马里、阿尔及利亚、尼日尔、突尼斯、利比亚、乍得、埃及、苏丹等十多个国家和地区。
干旱少雨,黄沙漫天,骄阳似火。
西起西撒哈拉,东至波斯湾地区,常年如此。
情形在恶化:全球变暖加剧,降雨量持续减少,石油资源枯竭。
其实,沙漠中的民众可以绝处逢生,前提是充分利用撒哈拉沙漠的太阳能。
未来可以出现这样的场景:绵延数公里的银色太阳能反射板,收集阳光用于发电,多余热量被用来加热海水,将其变成可供饮用的淡水。
此外,在太阳能反射板下的阴凉处,可以种植农作物。
现实和梦想的距离,可能没有想象中的那么遥远。
上月月末,多家欧洲企业达成了一项在北非撒哈拉地区建造太阳能发电工程的计划(简称“Desertec计划”)。
该计划为欧洲提供清洁能源,预计2050年完成。届时,全球最大的太阳能发电站将满足15%的欧洲能源需求。
不过,作为人类迄今规模最庞大的清洁能源计划,“Desertec计划”仍面临政治、经济、技术层面的挑战。占有地利优势的非洲是否能因此受益,尚不可知。
成立基金会启动电力计划
经过两年的前期调研,由12家欧洲企业组成的沙漠技术工业倡议基金会(Desertec)于10月30日正式成立,这意味着撒哈拉沙漠巨型太阳能电力计划拉开序幕。
相关资料显示,该项目旨在2050年之前在撒哈拉沙漠建设巨型的太阳能发电站,通过穿越沙漠及地中海的输电线向欧洲提供每年所需15%的电能。若一切顺利,项目最早将从2015年开始将部分电力输送到欧洲,同时也可向北非地区供电。
荷兰人保罗·凡·宋担任沙漠技术工业倡议基金会的首席执行官(CEO)。他说:“我们相信,Desertec将成为中东、北非和欧洲能源转型的关键。”
在其看来,“现在已经到了将梦想变成现实的时候。这意味着各方需要进行有力的合作,为投资清洁能源技术和电力网络打造坚实的基础。”
北非太阳辐射强度“更强”
“Desertec计划”的市场部负责人迈克尔·斯特拉布通过电子邮件介绍说,让撒哈拉沙漠为未来欧洲提供电力并非突发奇想,而是经过多方长期研究得出的结论。
斯特拉布的电子邮件援引德国宇航中心的一份研究报告表明,40年后,沙漠地区的太阳能发电站将有能力满足欧洲、中东和北非地区用电需求总和的一半。
为何选择在北非、中东地带建造创纪录规模的太阳能发电站?
对此,斯特拉布解释说,这主要是因为这片地区拥有充足的太阳能资源。
他认为,即使同日照非常充足的欧洲南部相比,北非的太阳辐射强度还要高出整整一倍,而且这里不像欧洲那样会受到季节的影响。
斯特拉布说,从非洲西北海岸到中东,可再生能源非常丰富,其中包括太阳能、风能、低热、水能以及潮汐能。不过,很多能源的地域分布不均,而太阳能则是例外。
斯特拉布算了“一笔账”:中东和北非每平方公里的土地,每年吸收的太阳能等于150万桶原油。假设在这里建造一个像埃及纳赛尔湖同样面积,即约4000平方公里的太阳能发电站,那么每年生产的发电总量换算后将等同于中东地区每年的石油产量。
CSP技术应用有先例
“Desertec计划”史无前例,相关技术自然受关注。
该计划核心技术被称为“集光型太阳能发电(CSP)”,其原理是采用抛物面聚光镜将太阳光集中到装有液体的容器中,被加热的液体驱动引擎,产生电能。
与传统的太阳能电池板技术相比,CSP发电机能持续运作,只要储存了足够多的加热液体,它就能连续24小时不间断发电。
当长期遭遇阴雨天气,日照不足时,CSP发电站则可以依靠备用的石油天然气等燃料驱动,维持供电。通过使用CSP技术,每平方公里的沙漠每年能“收获”250百万千瓦小时的电能。
CSP技术的应用有先例。
在美国西南部莫哈韦沙漠,此类发电站已连续运作超过20年。
它们经受了风暴、尘暴和龙卷风的考验,每年损坏率仅有0.4%。当风暴来临时,太阳能反射板能够改变角度,避免受到伤害。
由于电能充足且不受季节影响,长期而言,它们将比欧洲本地太阳能发电站提供的电更廉价、稳定。
CSP发电站开始运作后,将采用高压直流技术(HVDC)的输电线将电能传送到欧洲。HVDC技术传输的电能每1000公里的损耗约为3%。
到2050年,“Desertec计划”在北非、中东地区建造年发电能力为100吉瓦(GW,1吉瓦=1000兆瓦)的太阳能发电站,其发电能力将超过当地国家本身的用电需求。
届时,北非、中东地区的太阳能反射板总面积将达到2500平方公里。
建发电站满足当地就业
除了利用太阳能发电,“Desertec计划”的价值还在于制造绿色“副产品”。
发电机运作时,会产生多余热量。它被用来加热海水,进行海水淡化,为当地居民提供清洁饮用水。一座250兆瓦发电能力的太阳能发电站每天能净化10万立方米的海水。
太阳能反射板若采用菲涅尔反射镜,其下方也能通过少量阳光,这样就可以在下面的阴凉处种植农作物。由此,沙漠中的发电站不仅能提供电能,还能生产宝贵的淡水资源,甚至新鲜的蔬菜水果。
“和开发非洲的石油资源不同,太阳能资源是取之不竭的。”斯特拉布在电子邮件中提到,“在北非和中东大规模建造太阳能发电站将推动当地的技术发展。”
到2050年,“Desertec计划”覆盖的非洲地区将用上和欧洲一样的电能和饮用水,这也将满足这些地区经济发展的能源需求。
同时,大批太阳能发电站的建造和维护工作需要雇用工人,解决当地的就业问题。
资金投入需要政治稳定
如此庞大的绿色计划,目前已执行到哪一个阶段?
对此,斯特拉布透露说,沙漠技术工业倡议基金会的成立只是沙漠太样能项目的第一步,目前,基金会已开始同北非国家的政府、能源企业展开磋商,现已得到非常积极的反馈。
不过,他坦言,在实际开建之前,撒哈拉沙漠太阳能项目还需要解决政治争议、法律规范、金融框架等问题。
欧洲民间智库“罗马俱乐部”在近期的一项撒哈拉沙漠太阳能项目研究中指出,“Desertec计划”需要4000亿欧元,其中3500亿用于太阳能发电站,500亿欧元用于连接北非、中东和欧洲的输电线。
“Desertec计划”协调员托尔斯滕·杰沃雷克表示,计划最开始的问题是技术上是否可行,然而,这个问题已得到解决。接下来的是资金,但足够的资金投入则需要稳定的政治背景,例如政治保证和电价上的保证。
杰沃雷克称:“我们需要欧洲和非洲取得广泛的政治共识。如果能做到这一点,让私人企业出资就非常容易了。”
他说,默克尔政府公开对项目表示支持,使得“Desertec计划”前景更为明确,不过,更长远的目标是吸引私人投资者和私募基金,而非依赖政府预算。
杰沃雷克预计,在未来几个月内,将有20家到30家私人企业作为有投票权的股东参与项目,另外还有100个企业作为合作伙伴加入。
此外,Desertec董事会主席杰哈德·尼斯还有自己的担忧:沙漠每6个小时接受到的太阳能,比全人类全年消耗的能源更多。现在技术已不是问题,投资方也表示出兴趣,唯一的问题是如何用最经济的方式把它们转化成电能并输送给消费者。
德国非政府组织“Eurosolar”的主席、德国下议院议员赫尔曼·施尔干脆看不上“Desertec计划”。
赫尔曼·施尔批评该项目当前预测的开支过低。他的潜台词是这个计划最终耗费的资金将是难以承受的。
相比在非洲沙漠建造大规模的太阳能发电站,他更倾向于在欧洲内部解决清洁能源供应问题。
“当地政府决定用电次序”
既然技术可行,资源充足,那么欧洲和非洲如何分享这些电能,是否会因此“冲突不断”?
全球一知名非政府组织的可再生能源项目负责人塞文·特斯克(Sven Tesk)接受电话采访时认定,“Desertec计划”的目标可谓雄心勃勃,在技术层面理论上这是可行的。然而实际操作“Desertec计划”时可能遭遇不少具体困难。
“Desertec提出在2050年向欧洲提供15%的电力,但欧洲是否愿意对多于一成的电力依赖进口还是个问题。通常出于能源安全的担忧,一个国家不会让进口的电能超过10%。”这是特斯克提到的第一个具体困难。
第二个困难则是:非洲国家也有用电需求,他们都是发展中国家,这意味着以后的电力需求还要攀升,那么是首先满足自己的需要,还是先把电卖给欧洲,这也可能成为问题。
特斯克最后提到:在撒哈拉沙漠建造CSP发电站本身并不困难,然而由于“Desertec计划”几乎覆盖了整个北非和中东,连接这些电站并把电输到欧洲,再传送给欧洲各国所需的电缆是一个非常艰巨的工程。
在特斯克看来,对欧洲而言更现实的做法是向非洲出口CSP技术,提供技术方面的援助,而不是急着从非洲进口电能。
他认为,应当先帮助非洲国家建立地区性的CSP发电网络,满足当地能源需求,等到这一行业成规模后再考虑向欧洲卖电。
针对特斯克言及的第二个困难,“Desertec计划”的市场部负责人斯特拉布通过电子邮件表示,未来欧洲和非洲国家就怎样分享来自沙漠的电能尚未确定方案。不过,一旦撒哈拉沙漠的太阳能发电站投入运作后,届时将完全由当地政府决定是首先满足自己的用电需要,还是出口到欧洲。
太阳能发电成本可降低
除了担心非洲相关地区的局势,不少有意参与项目的能源企业则关心生产的电是否有价格优势?
“Desertec计划”协调员杰沃雷克坦言:“计划建造太阳能发电站的国家不止一个,而是很多,因此,发电站必须建在没有政治动荡或恐怖袭击风险的国家。非洲和欧洲很不一样。”
据介绍,“Desertec计划”预计每生产一度电的成本在0.15欧元至0.25欧元之间,而现在欧洲民众支付电价在0.2到0.22欧元之间,显然来自非洲沙漠的电太贵了。不过,太阳能发电成本存在被压缩的空间。
此外,未来数十年内,由于石化燃料储备的减少,它们的价格必将持续攀升,客观上使太阳能发电更具价格优势。
特斯克看好沙漠太阳能发电项目的前景。他强调,CSP太阳发电是继风能和太阳能面板技术之后的第三大清洁能源技术。这项技术有望每年减少47亿吨二氧化碳的排量,也就是减少20%的温室气体排放。
特斯克建议,在这一行业起步阶段,政府应采用电价补贴政策,鼓励清洁的太阳能电力发展,直到其具有足够的价格竞争力。