撒哈拉沙漠每年從太陽獲得約2200萬兆瓦時的能量,這比人類每年消耗的能源還要多100倍。
作為光熱人,你是否也曾有過這種幻想:如果把光熱電站“種在”世界上最大的沙漠——撒哈拉沙漠,困擾全球的能源危機是否就可迎刃而解?
對于光資源條件要求較高的光熱發(fā)電似乎很適合撒哈拉沙漠,該區(qū)域平均DNI(即Direct Normal IrradianceI/太陽直接法向輻射,是確定是否適合建設(shè)光熱電站的關(guān)鍵參數(shù))為2500–2800 KWh/m2/yr,光資源非常豐富。
同時,撒哈拉沙漠陽光直射、云層少和終年高溫等氣候特點可以使光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率更高。
當然,基于目前相對較高的光熱發(fā)電成本,這仍只能是一種幻想,但不妨礙相關(guān)人士對于這一幻想進行進一步推演測算。
直接公布答案:按照測算,以美國110MW新月沙丘太陽能項目的發(fā)電表現(xiàn)為參照,全球每年23398TWh的用電消耗僅需在約146237平方公里的撒哈拉沙漠中建設(shè)光熱電站即可滿足【詳見下圖】。
注:測算參考新月沙丘項目的相關(guān)數(shù)據(jù),該項目集熱器總面積為296英畝(1200000m2);DNI為2685 kWh/m2/yr;年凈產(chǎn)量在196GWh以上;那么每平方千米的年凈發(fā)電量則為196GWh/1.2 km2=163 GWh/km2=0.16 TWh/km2;撒哈拉沙漠平均DNI為2500–2800 KWh/m2/yr,電力凈輸出也按照0.16 TWh/km2進行估算。
圖片來自WORLD-OF-ENGINEERING
由上圖紅色區(qū)域比對可見,146237平方公里約占撒哈拉沙漠的1/64;同理見上圖,如需滿足亞太、歐洲等地區(qū)年用電需求,則需在面積更小的撒哈拉沙漠建設(shè)光熱電站即可滿足【具體測算數(shù)據(jù)見下表】。
雖然上述只是脫離實際的測算,但目前確已有光熱發(fā)電項目在撒哈拉沙漠西北邊緣地區(qū)落地,那就是目前世界上已建成投運的最大太陽能綜合體項目Noor Ouarzazate。
Noor Ouarzazate綜合體項目配置了160MW的NOOR1(槽式)和200MW的NOOR2(槽式)以及150MW的NOOR3(塔式)三座光熱項目,光熱總裝機510MW,光伏裝機約70MW。
由此,我們也可以期待未來來自撒哈拉沙漠的太陽能能夠為人類能源供應和應對氣候變化做出更多貢獻。