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撒哈拉沙漠能變成一個太陽能農場嗎?
2019-05-20來源:鈦媒體
       每想你一次,天上飄落一粒沙,從此形成了撒哈拉——這句令人頭皮發麻的古早土味情話,可能是很多人對撒哈拉沙漠的最初記憶。

       那里陽光明媚、氣候酷熱,除了幾片極少數綠洲,幾乎沒有植被,都被巖石沙丘所覆蓋著。如果用國土面積來類比的話,撒哈拉沙漠有資格成為世界第五大國家,僅次于中國和美國。

       因此,這塊土地也常常與荒僻、落后、貧苦聯系在一起,很難想象有人能從這里尋找財富。

       不過,情況正在改變。寸草難生的撒哈拉沙漠,正在憑借得天獨厚的陽光資源而為非洲經濟注入新的活力。


       撒哈拉太陽能農場:歐洲的能源儲備站?

       中國有句老話,靠山吃山靠水吃水。那么撒哈拉地區想要尋求發展,自然就靠沙(劃掉)靠太陽。

       一項來自NASA的研究顯示,撒哈拉沙漠在能源領域潛力巨大,每平方米每年大概可獲得2 000至3 000千瓦時的太陽能。而沙漠面積總計約為906萬平方公里,這意味著如果每一寸沙漠都能夠吸收太陽能量,可利用的總能源量每年會超過220億千瓦時(GWh)。

       這是什么概念呢?即使是世界上最大的發電站,每年也只能產生10萬千瓦時。

       這個龐大而誘人的數字代表著,如果將撒哈拉沙漠建造成太陽能農場,將產生2000倍以上的能源,將解決7000倍以上的歐洲電力需求,并且沒有任何碳排放。

       由于撒哈拉沙漠距離歐洲非常接近,北非與歐洲的最短距離只有15公里(直布羅陀海峽),不過即使是地中海的寬度,也比挪威和荷蘭之間將近600公里的水下電纜要近多了。因此,撒哈拉發展太陽能發電也自然而然有了很好的承接市場。

       一邊有資源,一邊有市場,妥妥一拍即合的節奏。最近的大計劃是,Noor Midelt公司在摩洛哥建立的800MW的太陽能系統。該項目估值達24億美元,由非洲開發銀行、世界銀行、歐盟和歐洲投資銀行等機構支持,目標是為超過200萬的歐洲家庭提供電力。

       政策端的利好及政府的支持,比如放開太陽能產品的進口增值稅等,也成為沙漠太陽能農場的主要推力之一。不過真要將這一“洲際”工程落實下去,當務之急的挑戰就是技術問題。

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       技術千萬條,落地第一條

       目前來說,有兩種比較實用的太陽能發電技術:集中太陽能發電(CSP)和常規光伏太陽能電池板。它們的實現方式和利弊各有不同,到底哪種更適合在沙漠上應用呢?

       先說CSP,核心原理是利用透鏡將太陽能集中在一個點上,這一點會變得非常熱。熱量通過傳統的汽輪機發電。有些CSP系統使用熔鹽儲存能量,因此夜間也可以用來發電。

       在缺乏云層,太陽直射和氣候高溫的撒哈拉沙漠,似乎采用CSP更適合也更有效率。然而,鏡片和鏡子可能被沙塵暴覆蓋,而渦輪機和蒸汽加熱系統又極大地依賴于水資源的供給,讓CSP的落地尤為困難。

       光伏太陽能電池板大家可能就更為熟悉了。它是最常見的太陽能類型,直接利用半導體將太陽能轉化為電能。既可以連接到電網,也可以分布在單個建筑物上小規模使用。此外,它在多云天氣也能夠有一定的供電能力。

       但缺點是,當面板過熱時,光伏板的效率就會明顯下降。考慮到撒哈拉沙漠在夏天一天中最熱的時段溫度很容易就超過45℃,總不能在沙漠上空裝空調吧。另一個問題則是沙塵暴,很可能覆蓋面板而進一步降低效率。

       目前來看,這兩種技術都需要一定量的水資源來保持面板清潔,而且對天氣也提出了各自的要求。在實際應用中,整合兩大技術開發一種新的混合系統,或許才是撒哈拉太陽農場得以實現的前提。


       資本不過撒哈拉:屢敗屢戰的產業之戰

       早在2009年,沙漠技術公司就宣布嘗試太陽能計劃。該項目從多家銀行和能源公司獲得了大量資金,但大部分投資者都在5年后退出,項目也基本崩潰了。

       很顯然,撒哈拉地區發展太陽能雖然聽起來很時髦,但光有太陽還不夠。為了不讓“新能源農場”變成太陽能板的“墓地”,解決那些資源之外的癥結反而是更重要的。

       項目失敗背后的原因是復雜的,比如政權的不穩定性,該地區自身的發展遲緩等等。但過度歸咎于政治、經濟因素,很容易陷入宏大敘事但就是不解決問題的怪圈里。

       在我們看來,撒哈拉地區發展太陽能可能需要重點解決幾個產業鏈上的關鍵問題:

       1.基礎設施的關鍵作用。

       我們知道,太陽能農場只有在它所產生的電力能夠到達需要它的家庭和工廠時,才能真實地轉化為商業價值。但在撒哈拉環境中,這樣的生產生活區通常都在幾百英里之外。一般的輸電網絡很難應付太陽能發電廠產生的間歇性電力。因此,新建造的太陽能發電場所產生的電力中,往往有30%是無法使用的。

       要解決能源輸送問題,需要建立所謂的超級電網,以便將電力輸送到很遠的地方,確保不浪費電能,但這又會變得相當昂貴。比如中國為了解決能源基建問題,正在提出一個連接中國、韓國、俄羅斯和日本的電網計劃。

       不過,并不是每個國家都是“基建狂魔”來的,這是撒哈拉地區太陽能事業發展屢屢受挫的癥結之一。

       2.產業勞動力的持續供給。

       無論是CSP還是太陽能板,都需要人員進行長期的維護。由于撒哈拉沙漠面積很大,很容易積上灰塵,設備時不時就需要清洗。同時,如何安放太陽能設備,合理調整放置的方向、斜面的角度等等,從使用到維護保養都是比較專業的技能。

       但非洲勞動力綜合素質不足,企業缺乏人手,又擔心外行人弄壞設備,加上不專業的操作影響了發電效率,無法顯著地改善缺能問題,久而久之項目自然也就廢棄了。

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       3.規模化運營的商業可能。

       太陽能電池板是該項目的核心成本之一,只有規模化經營才能有效節約資金。在沒有財政援助的情況下,往往需要強有力的企業來進行運營。目前興建的大型太陽能農場,往往不是由一家公用事業公司擁有和運營,而是由數十家公司共同經營,以實現規模化的降本增效。

       對于撒哈拉這樣的地區來說,想要吸引足夠多的企業來參與合作,將太陽能發電成本在經濟上變得合理,顯然不是一件容易的事。

       不過,現在也有不少國家開始向摻和撒哈拉地區太陽能這點事兒。除了前面提到的歐洲國家項目和公司之外,早在2013年,奧巴馬政府就提出“電力非洲計劃”,計劃在5年內為撒哈拉南部非洲國家提供70億美金資金的自主,幫助其發展太陽能產業。

       中國當然也不例外,我們作為核心成員之一的金磚國家新開發銀行也計劃將非洲中心的2/3的貸款將用于清潔能源、潔凈水源等可持續發展建設。

       在這種“八方支援”的條件下,撒哈拉地區的太陽能產業后勁還是很值得期待。

       同時,這也或多或少說明了,為什么我們需要現在就關注該地區能源資源的早期開發。

       一方面,除了埃及、南非等較發達國家以外,其他國家和地區都存在著電力供應問題。電力資源的極度緊缺也意味著龐大的市場空間。而撒哈拉的一小部分地區就能生產出與整個非洲大陸目前一樣多的能源。隨著技術的進步,未來還會變得更便宜、更有效率。越早參與自然越有可能挖到“第一桶金”。

       另一方面,圍繞能源生產展開的國際競賽,已經發展到了白熱化的程度。中國正計劃在寧夏建設一個2千兆瓦的太陽能發電站,印度西部的古吉拉特邦也批準了一個五百萬瓦的工廠。地面條件較差的日本甚至還計劃在太空中建立一個大型太陽能發電站。撒哈拉地區龐大的資源儲備地位,自然也就成為兵家必爭的戰略要地。

       當然,對于眾多渴望從太陽中掘金的企業來說,沙漠并不是安全的“避風港”。在關鍵癥結沒有對癥下藥之前,貿貿然闖入,恐怕依舊要小心別重蹈前輩們的覆轍。
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