太陽能革命須解決間歇性問題
發(fā)布者:馬玉 | 來源:《 中國能源報 》 | 0評論 | 3836查看 | 2015-07-02 20:13:00    

  失去更多補貼,可再生能源還可以發(fā)展到怎樣的程度是當下全球最熱門的議題之一。不久前,7國首腦在德國舉行的G7峰會上承諾,到2100年,如果全球停止使用化石燃料,可再生能源勢必會變得更具經(jīng)濟性。


  將可再生能源的利基市場轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜缃?jīng)濟的引擎是一個艱巨的任務。低成本的水力發(fā)電可以產(chǎn)生大量的電力,但增長的空間是受制于環(huán)保的質(zhì)疑和在山谷修建大壩的恰當位置。目前,潮汐能投入成本太貴,又未經(jīng)過深度開發(fā)。像獲取木材一般的生物質(zhì)燃料,需要大面積的土地才能產(chǎn)生足夠能量。 

  

  一些人把可再生能源的缺點作為大力發(fā)展核能的理由,然而核能的吸引力仍抵不過其巨大投入。近年來,更多焦點聚集在發(fā)展勢頭良好的兩種可再生能源上:太陽能和風能。


  此前,英國石油公司(BP)的一份年度能源報告顯示,太陽能在去年增長了38.2%。但該增長的基數(shù)非常小。10年前,太陽能、風能等可再生能源占據(jù)全球能源消耗的0.9%;現(xiàn)在已經(jīng)上升到3%,到2035年將達到8%。


  如果想要報告的數(shù)據(jù)更加喜人,那么成本就得直線下降。風能貢獻的分量較小,主因無非就是風車越大,發(fā)電效率越高,但制造和安裝的成本也越高。太陽能是相比而言最樂觀的,在屋頂安裝一塊適中的太陽能面板或一塊巨大面板,吸收陽光都會產(chǎn)生能量。前些年的光伏設備成本暴跌似乎仍會繼續(xù)。


  挪威太陽能系統(tǒng)制造商REC公司的史蒂夫·奧尼爾表示, 由于更廉價的制造方法和規(guī)模效益,公司生產(chǎn)成本已持續(xù)下降。太陽能電池板的電路及安裝成本,也會越來越便宜。能源咨詢公司麥肯錫指出,安裝1臺1瓦的太陽能發(fā)電機的成本可能會在未來5年內(nèi)減半。


  太陽能發(fā)電不再僅僅是政府補貼下存活的產(chǎn)物。如在美國,太陽能得到了30%的投資賦稅優(yōu)惠,還有權(quán)將備用電力以零售價返銷給電網(wǎng)。與天然氣相比,在世界上陽光充足的地區(qū),用太陽能作為燃料也是非常劃算的。


  然而,太陽能的成本不僅取決于家庭和企業(yè)的安裝。在陰天和晚上,消費者需要其他的電力來源,或者使用備用電源,或來自電網(wǎng)。但這將由誰來買單?投資備用設備和電網(wǎng)基礎(chǔ)設施,對消費者而言生產(chǎn)更多的電力時會變得越來越不經(jīng)濟。最近,麻省理工學院的研究報告指出,太陽能的成功風險就在于它的局限性。


  容量更大且價格更便宜的電池是一個不錯的解決方案。當天黑時,儲存下來的多余太陽能還可繼續(xù)發(fā)電。目前來看,儲能設備的發(fā)展還需要更多的支持。即便是特斯拉在大力鼓吹的最大的新一代電池包Powerwall,其7140美元的安裝成本也只能儲存10千瓦的電力,還不夠滿足一個標準家庭的制熱和制冷需求。


  另一個選擇是儲存熱量:使用多余電力加熱或冷凍水,然后在需要的時候用來取暖和降溫。這看起來是很劃算的,但也只解決部分問題。存儲的能量不易運輸,加熱和冷卻只是消費者電力需求的一部分。


  真正解決太陽能間歇性發(fā)電問題,最好的辦法是跨企業(yè)和跨國建設相互連接的更大和更靈活的電網(wǎng)。覆蓋地理區(qū)域的電網(wǎng)越大,一個地方的太陽能發(fā)電能滿足其他地方需求的機會就更大。但現(xiàn)在的電力公司可能不大愿意投資該項目,因為這會削弱他們的定價能力。


  此外,太陽能可能會導致電力工業(yè)動蕩,這與美國頁巖氣帶來的化石燃料變革有著相似之處。麥肯錫公司的研究表明,太陽能的影響可能確實會比頁巖氣更具有“革命性”。


  在北美,如果水力壓裂法變得更先進,意味著除了在陽光最充足的地區(qū),太陽能發(fā)電與天燃氣發(fā)電將面臨激烈競爭。麥肯錫公司估計,到2030年,沒有補貼的小型住宅太陽能發(fā)電成本仍將是現(xiàn)代天燃氣電站的2倍。然而,太陽能電池板將在2025年展開大范圍市場競爭,這也意味著基礎(chǔ)設施的價格還會呈下降趨勢。


  目前,太陽能如何才能有力地駁倒那些懷疑者。石油和天然氣的成本可以上下浮動,但太陽能的成本只會繼續(xù)下跌。提高太陽能的發(fā)電能力,并不會導致電力市場的崩潰。要想完全取代化石燃料,未來一定要為間歇性可再生能源構(gòu)建全球規(guī)模的網(wǎng)絡,并在儲能產(chǎn)業(yè)上取得重大技術(shù)進展。

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