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第12部分

別實現各不同地區發展所需電力。我國的沙塵暴有60%的份額來自外蒙古,在蒙古人民共和國境內,有比內蒙地區更為豐富的風電資源。所以,我國風電產業進一步的發展方向,是和蒙古人民共和國合作開發屬外蒙地區的風電資源。還能有效地遏制溫室效應和沙塵暴災害,解決邊遠農村獨立供電。

4。太陽能

中國的太陽能資源將至少是風能資源的100倍。我國現有沙漠約52萬平方公里,有沙漠化土地萬平方公里,潛在沙漠化土地萬千方公里,三者共計為8萬平方公里,大部分集中在內蒙古地區和新疆地區。

中國的可再生能源戰略(4)

如果2050年需求30億千瓦的電力,一個可能的結構是:9億火電+5億水電+2億核電+8億風電+6億太陽能發電=30億千瓦。其實,9億千瓦的火電也是一個不可接受的數字。這意味著中國的二氧化碳的排放量,將由現在的40億噸,上升到100億噸,亦即遠大於當前世界第一的美國的60億噸。其實,5億水電、2億核電、8億風電都已經達到所能提供的資源的極限。所有的缺額,都只能由太陽能發電來補充。所以下面重點介紹一下太陽能發電的可行性研究。

當前太陽能發電成本約是火電的10倍(一說為11~18倍,可能這是與中國的火力發電成本相比較),然而在未來的發展中,太陽能發電是有可能下降到和火力發電相競爭的水平的。

先看太陽能光發電。太陽能光發電成本有可能大幅下降,甚至低於煤電成本。這些年來人們對太陽能光電池所做的努力,已經使多晶矽光電池轉化率達到15%,單晶矽光電池轉化率是20%,砷化鎵光電池是25%,在實驗室中特製的砷化鎵光電池甚而已高達35%~36%。有許多人紛紛看好太陽能光伏電池的未來,認為到了2020年,光伏電池成本將由現在的25美分/千瓦時下降到10美分/千瓦時,也有人認為到2010年即能下降到10美分/千瓦時。因為首先,有可能設計專供太陽能光電池用的單晶矽或多晶矽的生產裝置,亦即由半導體要求純度的9個9,下降到太陽能光電池的6個9;其次,有可能將厚度為300微米的光電池下降到厚度為100~200微米的光電池。還有其他一些大幅度降低太陽能光電成本的辦法。

假設採用價廉物美的定日鏡+高轉化率的聚光光電池+高效率的散熱體系,能否大幅度降低太陽能光發電成本?如果能有高轉化率的聚光光電池供應,亦即這一光電池不僅在通常太陽光的輻照下能維持25%~35%的光轉化率,而且能在聚光條件下,將太陽光聚光300~700倍,仍能維持較高轉化效率和較長工作壽命的話(當然,這一聚光光電池必須伴有一效率較高的散熱系統,否則會被太陽燒蝕。),將能期望用較少量的聚光電池,獲得較大的光伏電能。在國際市場上已出現有這種聚光電池,具價格約為普通光電池的150倍,具光電轉化率卻高達30%。中國科技大學的陳應天教授發明了一種新型的定日鏡。這一定日鏡能有效消除由鏡面設計的缺陷而造成的像差,能有效跟蹤太陽旋轉,並且其控制體系將能由通常定日鏡所需二維控制降為只需進行一維控制。這就使得人類對於太陽能的利用,出現新的可能,亦即由於太陽能聚光鏡成本的大幅度降低,從而獲得比煤電成本更為低廉的電力。現在,已在中國科技大學理學院構建了一個小裝置,在假設這一裝置的壽命為12年的條件下,可算出這一裝置的發電成本是10美分=元人民幣1度電。不排除這一新型光發電模式,還有大幅度降價的空間。

再看太陽能熱發電,太陽能熱發電也有很大可行性。首先,太陽能熱發電所用到的均是常規的機電技術,有可能比光發電提前實現產業化;其次,在不同地區,不同技術可能有不同的優勢;再次,可以用儲熱罐來實現太陽能熱發電,因而不會對電網造成負荷衝擊;最後,即使太陽能熱發電成本較高,但有望用作風電或光發電的調峰電站,所以仍是太陽能發電領域內的重要技術。

考慮到以上一些理由,我認為中國也應大力發展太陽能熱發電技術,尤其是陳式太陽能熱發電站。儘管太陽能熱發電站的成本較貴,但它可以調峰。

當然,太陽能的利用並不限於光發電和熱發電。太陽能還能廣泛地用做日常生活的供暖和供冷,而太陽能定日鏡的廣泛利用,還能提供各類工業和家庭生活中所需要的處於高溫狀態下的熱能。

配套技術和政策建議

第一,建議未來中國大力發展各種形式的調峰