在丹麥舉行的哥本哈根會議早已落下帷幕，但人類追尋低碳能源的腳步遠未停止。據(jù)德國《明鏡周刊》報道，一個名為“Desertec”的太陽能計劃，也許會成為未來應對氣候變化、甚至拯救世界的新典范。

     “有人認為這只是天方夜譚，有人則相信它能夠拯救世界。不管怎樣，以德國為首的多個歐洲國家已經(jīng)聯(lián)手參與這個項目：在撒哈拉沙漠之中建立一個巨型太陽能發(fā)電廠。”《明鏡周刊》的文章稱。這一大膽的計劃被命名為“Desertec”（沙漠科技）。

      在這之前，利用撒哈拉沙漠的太陽能為歐洲發(fā)電被認為只是一個不切實際的幻想。但在一夜之間，這個想法已經(jīng)在紙上成型，并成為全世界關注的焦點。它成功落腳到非洲或許只是時間問題。

太陽能：撒哈拉的寶藏

      石油每年以驚人的速度銳減，化石燃料的大量消耗，也導致地球氣候發(fā)生變化。尋找更加清潔、經(jīng)濟的能源，成了當務之急。

      這家名為DII（The Desertec Industrial Initiative）的組織，由歐洲12家大型企業(yè)聯(lián)合組成，它成立的唯一目標就是在撒哈拉沙漠中建立太陽能熱發(fā)電廠。架設9000平方公里的太陽能電板，就能夠滿足全世界的電力需求，而這個面積與近900萬平方公里的撒哈拉沙漠相比，只不過是滄海一粟。

      不過，到目前為止，整個計劃只停留在理論研究階段，而且已發(fā)展了數(shù)十年的化石能源產業(yè)也不可能在一夜之間全部轉換為太陽能。目前，DII的目標比較現(xiàn)實：到2050年，撒哈拉沙漠上的太陽能發(fā)電量可以滿足歐洲電力需求的15%。

      在沙漠，低級別的技術將遭遇更加尖端的技術。整個項目的想法很簡單，收集太陽光，將水轉換成水蒸汽，啟動渦輪機。整個過程，不需要復雜的核聚變技術，不需要高端的太陽能硅電池，也不需要地底下儲存的二氧化碳—只需要堅實可靠的工程作業(yè)，而這些，100年多前的歐洲就已經(jīng)實現(xiàn)了。

      真正的挑戰(zhàn)來自一些細節(jié)。如何能夠提高太陽能發(fā)電的效率，并且讓它能夠成為石化技術和核技術的有力競爭者，來自德國的工程師們正為此而奮戰(zhàn)。他們的研究發(fā)現(xiàn)，太陽能發(fā)電的效率可以接近20%。這些工程師們相信，到2020年，沙漠發(fā)電廠將會比在德國同類型的成本更低。

      當前主要有四種收集太陽能的方式：槽形拋物面集熱器，菲涅耳集熱器，電力塔和旋轉拋物面集熱器。

      德國肖特太陽能有限公司的主管尼克勞斯·本茨認為，槽形拋物面集熱器將是現(xiàn)階段比較合理的選擇：“我們在這方面有很豐富的經(jīng)驗。在美國加利福利亞州的莫哈韋沙漠，使用槽形拋物面集熱器的太陽能發(fā)電廠已經(jīng)運作了25年了?！彼€透露，這座發(fā)電廠的壽命可達40年。

      槽形拋物面集熱器，是通過一片片有拋物面的弧形玻璃，將太陽能輻射線聚集在含有特殊油質的氣管中。油將加熱到400攝氏度，這個熱度隨后會把水轉換為水蒸氣。這些蒸氣將驅動渦輪發(fā)電。整個發(fā)電過程中，槽形都會保持傾斜，以便能夠更好地捕捉到每天不同時段的太陽光。

      菲涅耳集熱器的工作原理類似前者。但它并不是由一片一片的玻璃制成。而是由一片片小鏡面組成。這也使得它的成本相對來說更加低廉，但效率也相應降低。不僅如此，本茨還指出，目前還沒有企業(yè)和制造商在這方面有經(jīng)驗，“現(xiàn)在還沒有人能夠用鏡面的集熱器建造太陽能發(fā)電廠。

      電力塔主要將吸收到的太陽能射線集中到塔中。它的優(yōu)勢就是可以產生足夠高的溫度，從而使得被加熱的空氣可以直接用來推動渦輪機。現(xiàn)在德國的科學家們正密切關注在科隆地區(qū)的相關示范模型。

      最后是旋轉拋物面集熱器，它的外形看上去有點像衛(wèi)星接收器，它結合電力塔和槽形拋物面集熱器的技術來收集太陽能。

太陽能發(fā)電成本高

      雖然沙漠經(jīng)常晴空萬里，但是條件卻并不總是令人滿意。這也引發(fā)了關于太陽能發(fā)電廠的一系列問題：這些敏感的接收器是否能夠抵御強大的沙塵暴？電廠能否設在流動的沙丘上？如何在茫茫沙漠獲得必需的水—從而轉換成推動渦輪的水蒸氣？最后一個問題，在夜晚，這些設備如何運作？

      太陽能光熱發(fā)電相比太陽能光伏發(fā)電的一大優(yōu)勢就是它能夠產生更易儲存的熱。因此，可以將上千噸硝酸鉀、硝酸鈉熔鹽鋪在太陽能發(fā)電廠的設備槽中。這些無毒的化學物質可以將白天吸收的熱能儲存在槽中，等到晚上的時候再釋放出來，可以驅動渦輪繼續(xù)運轉長達7.5個小時。

      沙塵暴問題確實讓人頭疼，不過有專家指出，美國的加利福利亞州的莫哈韋沙漠有9座太陽能發(fā)電廠，但卻沒有發(fā)現(xiàn)類似問題。德國太陽千年股份有限公司正在西班牙建設它們的第三座太陽能發(fā)電廠，該公司的技術顧問認為，一旦遭受沙塵暴的危害，接收器可以自由移動到受保護的方向，等塵暴過后再進行清理?！拔覀冄兄屏讼嚓P的清潔機器人，可以自動清潔接收器上的沙子和灰塵，整個過程只需要消耗少量的水。”這個顧問解釋道。此外，他還表示，沙丘同樣不是問題。“當人們說到沙漠，總是不由自主地想到那些可怕的移動沙丘?！彼f，“但實際上，撒哈拉80%的地方都是由石頭和碎石組成。

      至于水的問題，本茨表示：“水冷卻技術是一種選擇，如果你需要，你也可以冷卻空氣，但這會使工廠浪費4%的效能。

      另一個巨大的問題就是成本問題。太陽熱能的成本約為20歐分每千瓦時，相對于一常規(guī)發(fā)電來說，它的成本還是比較昂貴。但在一些專家看來，如果太陽能電廠能夠建造在陽光充足的地區(qū)，它的成本就可以下降到18歐分，甚至14歐分。

      “到2020年，每千瓦時的太陽能的成本可能小于10歐分。”一名專家預測。如果考慮到日益瘋漲的油價以及排放二氧化碳的成本，太陽能越來越有競爭力。

      那么，建設一座太陽熱能發(fā)電廠的成本如何？250兆瓦的槽形拋物面集熱器以及含硝酸鹽的儲存槽將要耗費10億歐元。相比之下，煤電和核電廠由于效能較高（能夠達到45%和35%），成本也較低。建造一個12億歐元的煤電廠，效能可以達到太陽能發(fā)電廠的近4倍。當然，后者需要大量的煤供應，顯然要耗費成本，而太陽光卻是免費的。

     盡管煤電和核電廠的效率更高，但是還有很多因素沒有考慮在內。比如，開采煤礦和提煉鈾礦的成本、對環(huán)境的破壞以及排放出的二氧化碳。此外，處理完的廢料和二氧化碳還必須再做處理。

      從2013年起，燃煤電廠將不得不為產生的每一噸二氧化碳埋單，而太陽能熱電廠沒有廢氣排放，建成20年后將收回成本。

      歐洲太陽能研究所的資深科學家維爾納·普拉策向《明鏡周刊》透露，由于目前只有少部分工廠使用，槽形拋物面集熱器尚未大規(guī)模生產。一旦改變這種局面，它們的價格將更加低廉。建造更多的太陽能發(fā)電廠，將使得未來的建造更加低廉和快速，技術也能得到切實的改進。

      現(xiàn)今的太陽能發(fā)電廠一般都是建在接近電力用戶的地方。但在不久的將來，專家們相信，這些清潔能源將能夠遠距離輸送到千家萬戶。要做到這一點，就需要建造高壓直流電纜，因為交流電纜會在運送過程中消耗太多電力。

      這種技術目前得到了很多應用，德國ABB公司在陸上和海底鋪設直流高壓電纜多年?！拔覀冊?jīng)在挪威和荷蘭之間鋪設580公里長的電纜?！痹摴窘?jīng)理表示。據(jù)他介紹，整個過程耗時2周，耗費6億歐元。11厘米厚的電纜，將兩國的全部電網(wǎng)連接起來。

      目前，最大的陸上電纜鋪設在中國和印度。在中國，云南金沙江的向家壩水電站能夠為上海居民輸送電力，整條高壓直流電纜超過2000公里，但輸送過程之中的電能消耗僅占7%。據(jù)專家介紹，這種電纜的另外一個好處就是，“它們能夠鋪設在地底下”。

      地中海聯(lián)盟國家目前已經(jīng)明確表示，他們希望在2020年，可再生能源的使用能夠增加到200億瓦特，其中，約100億-120億是太陽熱能，這樣就可以取代德國將近一半的核電廠。

      西班牙政府已經(jīng)設定了相關的目標，計劃在2013年，將30億瓦特的太陽熱能納入其國家電力的計劃之中。阿爾及利亞、摩洛哥、阿布扎比和埃及也開始建造相關的太陽能發(fā)電廠。中國、南非和印度對這些技術也表示出巨大的興趣。

      Desertec目前給自己設定的目標是在2050年滿足歐洲15%的電力需求。這個目標也需要撒哈拉沙漠周邊的北非和中東國家的支持。滿足歐洲的需求需要1000億瓦特的生產能力，成本將達到4000億歐元，耗時40余年，3500億用于工廠建造，500億用于鋪設高壓電網(wǎng)。

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