全球能源互聯(lián)網(wǎng)由戰(zhàn)略構想到實踐落地,引起能源界對智能電網(wǎng)、特高壓電網(wǎng)、清潔能源等領域的廣泛關注。在全球氣候變暖、化石能源逐漸枯竭的緊迫現(xiàn)實下,人們探索更加高效、清潔利用能源的新途徑。赤道地區(qū)蘊藏著極其豐富的太陽能資源,如果合理開發(fā),科學分配,高效利用,將對調(diào)整全球能源結構、拉動經(jīng)濟增長、推動世界可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
那么,赤道地區(qū)到底蘊藏著多少太陽能資源?太陽能基地選在哪里?赤道太陽能可以輸送到什么地方?本報摘選國家電網(wǎng)公司近日發(fā)布的赤道太陽能開發(fā)研究報告,為大家詳細解析。
1.問:赤道地區(qū)儲存了多少太陽能資源?
答:赤道重點地區(qū)太陽能資源技術可開發(fā)量合計約936000TWh/a。
太陽能是全球資源量最大、分布最廣的清潔能源,僅開發(fā)理論蘊藏量的萬分之五就可以滿足全球的能源需求。北非、東非、中東、澳大利亞等赤道地區(qū)(緯度±30°范圍及周邊)是全球太陽能資源最富集的地區(qū),資源量占全球總量的30%以上。赤道地區(qū)緯度低、太陽直射多,散射少,部分地區(qū)年輻照強度超過2400千瓦˙時/平方米,發(fā)電利用小時比中國東部負荷中心地區(qū)高一倍以上。
赤道地區(qū)的太陽能資源一類地區(qū)主要包括北非、東非、南非、西亞、澳大利亞、南美洲西部的廣大地區(qū),年輻照強度在2100千瓦˙時/平方米及以上,人口密度低,可利用面積大,開發(fā)潛力大,是全球太陽能基地開發(fā)的重點地區(qū)。赤道重點地區(qū)太陽能資源技術可開發(fā)量合計約936000TWh/a。
2.問:赤道太陽能開發(fā),時機成熟了嗎?
答:當前,太陽能發(fā)電技術經(jīng)濟性顯著提升,全球太陽能裝機增速不斷加快。赤道太陽能開發(fā),已具備技術基礎和需求基礎。
近年來,太陽能發(fā)電的技術經(jīng)濟性顯著提升。2010年以來,太陽能發(fā)電單位投資水平已下降70%。預計未來5~10年,太陽能發(fā)電成本將與化石能源相當甚至更低。為實現(xiàn)全球碳減排控制目標,預計2050年全球太陽能發(fā)電量將占總發(fā)電量的35%左右,成為主導能源之一。
2000年以來,全球太陽能發(fā)電裝機快速增長,年均增速達到46.9%,居各類可再生能源之首。截至2014年年底,全球太陽能發(fā)電裝機達到1.8億千瓦,主要分布在德國、中國、日本、美國、意大利等赤道地區(qū)以外國家,約占94.7%。赤道地區(qū)太陽能開發(fā)規(guī)模較小,發(fā)電裝機僅占5.3%。未來赤道地區(qū)太陽能開發(fā)潛力巨大。
3.問:赤道哪些地區(qū)適合建設太陽能基地?
答:根據(jù)研究報告,北非、亞洲、北美洲南部、南美洲西側(cè)和澳大利亞,都比較適合開發(fā)建設太陽能基地。
太陽能基地的選取原則為:氣候合適,地理可用,靠近主要輸電通道,良好基礎設施。研究人員表示,結合各大洲太陽能資源評估成果,近中期推薦開發(fā)熱帶沙漠氣候地區(qū)的大型太陽能基地,如北非太陽能基地、亞洲西部太陽能基地、南美洲西側(cè)太陽能基地和澳大利亞太陽能基地等。因考慮到建設及運維難度,這份研究成果未考慮沙漠腹地的太陽能開發(fā)。
˙北非太陽能基地
北非沿海地帶有人口聚居,內(nèi)陸是撒哈拉沙漠。北非太陽能基地主要包含西部基地、中部基地和東部基地等三個太陽能基地。
˙亞洲西部太陽能基地
太陽能基地位于阿拉伯半島東部,波斯灣沿岸,包括沙特阿拉伯東部小片地區(qū)、阿聯(lián)酋和阿曼東部地區(qū),以沿海平原和沙漠地區(qū)為主,水資源充足。
˙南美洲太陽能基地
太陽能基地位于秘魯南部和智利北部的太平洋沿岸狹長地區(qū),考慮到安第斯山脈、城市、采礦區(qū)的影響,實際可開發(fā)面積有限。
˙澳大利亞太陽能基地
太陽能基地位于北部地區(qū)達爾文港附近的草原地帶,水資源豐富,地勢較為平坦。
˙北美南部太陽能基地
太陽能基地位于墨西哥奇瓦瓦州和美國、墨西哥交界處的高原地區(qū),是北美洲太陽輻射強度最大的地區(qū),開發(fā)潛力巨大。
4.問:未來,哪些地方可以享受到赤道的太陽能發(fā)電?
答:歐洲、亞洲、南美洲、非洲、大洋洲等等,都能享受到赤道太陽能清潔電力。
根據(jù)全球可再生能源開發(fā)與利用格局研究成果,北非太陽能基地、亞洲西部太陽能基地、南美洲太陽能基地和澳大利亞太陽能基地電力外送以陸地輸送優(yōu)先,盡量降低跨海距離和總體輸電距離,保障輸電技術經(jīng)濟性。
北非太陽能基地電力將主要送歐洲,以及通過亞洲西部地區(qū)與亞洲聯(lián)網(wǎng);南美洲太陽能基地主要向東部的巴西負荷中心地區(qū)送電;亞洲西部太陽能基地一方面向人口眾多的南亞地區(qū)送電,一方面與北方地區(qū)相連,成為連接亞洲、歐洲、非洲地區(qū)的重要樞紐;澳大利亞太陽能基地將通過一系列太平洋島鏈,向人口眾多、資源匱乏的東南亞地區(qū)送電。
通過以上輸電通道的建設,不僅可以解決赤道地區(qū)太陽能發(fā)電電力外送問題,而且可以實現(xiàn)南、北半球有關大洲電網(wǎng)的互聯(lián),利用時差和季節(jié)差獲取聯(lián)網(wǎng)效益。此外,通過亞洲西部太陽能基地還可以構建連接歐亞電網(wǎng)的南通道。
5.問:開發(fā)赤道地區(qū)太陽能資源將釋放哪些紅利?
答:開發(fā)赤道地區(qū)太陽能資源,不僅是促進社會可持續(xù)發(fā)展、解決環(huán)境問題的良方,也是帶動世界經(jīng)濟增長、促進地區(qū)和平、實現(xiàn)全球共同富裕的有力抓手。
開發(fā)赤道地區(qū)太陽能,將有力促進能源和人類社會可持續(xù)發(fā)展。
一方面,能滿足當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展的電力需求,帶動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。另一方面,將電力大規(guī)模、遠距離輸送到全球主要負荷中心地區(qū),以資源開發(fā)帶動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,對實現(xiàn)經(jīng)濟社會與能源環(huán)境的和諧發(fā)展、實現(xiàn)COP21大會制定的全球碳減排控制目標具有重大意義。
赤道地區(qū),除澳大利亞之外,其他國家多屬于發(fā)展中國家,未來地區(qū)經(jīng)濟將繼續(xù)快速發(fā)展,將面臨電力消費剛性增長階段。這些發(fā)展中國家和地區(qū)的發(fā)電結構以化石能源為主,且多數(shù)存在電力供應緊張問題,非洲地區(qū)無電人口約6億。在全球應對氣候變化發(fā)展背景下,大力開發(fā)太陽能等可再生能源資源,抓住發(fā)展契機,不僅是變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟增長動力,縮小南北差距、實現(xiàn)全球共同富裕的重要戰(zhàn)略機遇,也是保障當?shù)仉娏?,實現(xiàn)“人人享有可再生能源”的重要舉措,是實現(xiàn)全球應對氣候變化目標的重要選擇。
結語
用上赤道太陽能發(fā)電,完全可以預期。
用上赤道太陽能發(fā)電,是基于理論研究與技術實踐的戰(zhàn)略構想。
目前,關于赤道地區(qū)太陽能基地開發(fā),已有大量研究和基礎,如北非沙漠太陽能計劃、泛亞能源基礎設施構想、安第斯國家電力聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等。同時,開發(fā)赤道太陽能基地,并將電力輸送到負荷中心地區(qū)具有較好的經(jīng)濟競爭力。而且,赤道地區(qū)到北半球負荷中心以陸地通道為主,在現(xiàn)有的±1100特高壓直流輸電技術的經(jīng)濟距離范圍內(nèi),技術層面不存在障礙。
開發(fā)赤道太陽能非一時一地一國之事,面對北非、中東地區(qū)復雜的地緣政治和國際關系,我們還需要在解決技術經(jīng)濟問題的同時,建立合作共贏發(fā)展機制,推進地區(qū)各國在開發(fā)可再生能源、促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)全球減排目標等方面的合作。