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撒哈拉沙漠阳光为欧洲供电?为时尚早

02.01.2015
伊菲恩 雷斯
 
一项旨在利用中东和非洲地区充足太阳能资源为欧洲供应清洁电力的宏伟计划因政治因素和技术问题而搁浅。
 
图片来源:Desertec Foundation
 
沙漠科技(Desertec)的理念可谓雄心勃勃:利用北非和中东地区充足的太阳能资源,使用聚光太阳能发电(CSP)技术,为欧洲生产清洁能源。
 
但在经过了五年的努力之后,成立于2009年的沙漠科技产业行动计划(简称“Dii”)陷入了多数股东“用脚投票”的尴尬局面。伟大的构想还没有变成现实就胎死腹中。
 
Dii此前声称沙漠科技的设施一旦建成,将足以满足2050年欧洲用电需求的15%。可是今年十月,参与项目联合体的17家企业宣布,将不再续约。
 
回想2011年的时候,Dii还宣称沙漠科技已经“一切就绪”。当时沙漠科技正在摩洛哥修建50万千瓦的CSP发电厂,与突尼斯和阿尔及利亚政府的磋商也在进行中,并且计划到2020年将项目扩展至埃及、利比亚、叙利亚和沙特阿拉伯。当时,沙漠科技仅差在合作协议上签字而已。
 
如此声势浩大的项目,价格也自然不菲。Dii曾设想利用横穿地中海的海底高压电缆,将中东和北非地区沙漠中生产的电能输送到欧洲。这一设想预计总成本将高达4000亿欧元(约合5000亿美元)。Dii估计,这一地区4万平方公里的范围内大约有8亿千瓦的风能和太阳能发电潜力。
 
参与该项目的企业包括西门子、博世、E.On、汇丰银行、摩根士丹利、德意志银行和慕尼黑再保险这样的行业巨头。鼎盛时期,Dii共有来自16个国家的57家股东,其中参与项目的德国机构最多。但是2012年底西门子和博世正式退出,到现在只剩下沙特阿拉伯ACWA Power、德国莱茵集团(RWE)以及中国国家电网三家股东,而Dii也随之降格成为这三家机构的顾问。
 
中国国家电网之所以要参与这个项目是为了了解如何将可再生能源生产的电力从中国人口稀少的西部地区传输至人口稠密、能源需求大的沿海城市。
 
然而,政治动荡为沙漠科技的前景蒙上了一层阴影。“对于沙漠科技项目来说,阿拉伯之春来的太不是时候了。能源安全一直是各方担忧的问题,但这一问题突然间变成了现实,于是投资者开始紧张。”来自克兰菲尔德大学的CSP专家克里斯托弗·桑松博士表示。
 
错误的地点?
 
在非洲能源供给本来就无法满足需求的背景下,在非洲发电供应欧洲的做法似乎很奇怪,甚至是带有一些殖民主义的色彩。在2012年的一次能源会议上,阿尔及利亚国民经济和社会委员会副主席就曾质疑,按照欧洲的电价计算,沙漠科技的项目究竟“能否为我们带来投资回报”。
 
“中东和北非地区的国家的确应该先解决本国的电力供应问题,再考虑电力出口欧洲的事情,”桑松表示。
 
其他导致项目搁浅的因素还包括股东之间对具体发电方式缺乏共识,以及从项目中获益最多的地区究竟应该是中东、北非还是欧洲。
 
沙漠科技理念的提出者、非营利性机构沙漠科技基金会(Desertec Foundation)也在2013年退出了Dii。基金会指出,退出的原因是“在未来战略、义务和相互沟通等领域”存在“不可调和的分歧”。
 
沙漠科技最初理念的核心是向欧洲出口电力。然而,获得中东北非和欧洲国家政府的公开支持绝非易事,以至于Dii不得不降低目标。到2013年6月,Dii已经将规划调整为到2050年满足欧洲10%的电力需求,并将更多的精力放在造福中东北非地区的电力项目上。
 
Dii负责人保罗·范·松表示,欧洲的电力基础设施不足以接收中东北非地区输送来的廉价可再生电能。他还批评欧洲那些“沉睡”的领导人缺乏“紧迫感”,并敦促他们采取更多措施进行“基础设施建设”。范·松也将于2014年12月转投德国莱茵集团。
 
欧洲老化的电网
 
事实证明,欧洲主要国家的基础设施和监管框架完全落后于Dii的构想。可再生能源发电对天气状况依赖极强,欧洲现有电网无法应对可再生电能的大规模接入。
 
Dii起初希望通过摩洛哥与西班牙之间的电缆将电力输送至欧洲。但西班牙不愿意给本已负载过重的国家电网再增加负担。今年五月,位于布鲁塞尔的电网协会欧洲互联电网(ENTSO-E)警告称,八个欧洲国家或许需要在用电需求较低的时候减少太阳能和风能发电量,以免电网过载。该组织还警告西班牙,因为该国的电网没有足够的承载能力输出额外的电能,因此,过载的风险尤其严重。
 
南安普顿大学能源与气候变化处主管阿布巴克尔·巴哈表示,超级电网主要针对的是现有的集中发电及输配电模式,因此,“目前还无法灵活”应对用电需求量处于低谷时的可再生电能输入。欧盟成员国今年十月一致同意扩大电网承载能力,而这一项目预计将耗时几十年,花费约1250亿欧元。
 
但他也补充说,欧洲对于绿色能源的需求越来越大,现有的问题可以通过适当的管控和储存措施以及未来的智能电网得到解决。
 
他相信沙漠科技仍然是一个出色的理念,因为它“向24小时工作的集中式发电发起了挑战”,有望最终降低对高污染发电设施的依赖,并为非洲的海水淡化项目提供能源和电力。
 
昂贵的技术
 
但除此之外,使Dii管理下的沙漠科技发展受到限制的还有技术因素。自沙漠科技构想诞生以来,太阳能光伏发电技术已经取代CSP成为了应用最广泛的太阳能发电技术。太阳能电池板价格更低,原理更简单,并且可以应用在任何地方。CSP成本高,原理复杂,结构繁琐(通过加热抛物槽中的液体产生蒸汽驱动涡轮),并且过于依赖高强度的阳光照射。带有镜面的抛物槽还需要用大量水来清洗和降温。
 
“我们有理由得出结论,这次(沙漠科技)的失败至少在一定程度上是由于太阳能光伏技术的低成本。毕竟现在光伏技术的成本已经远远低于CSP。”来自纽约州立大学奥尔巴尼分校的太阳能专家理查德·佩雷兹博士表示。
 
虽然CSP储能能力更强,但光伏技术的优势在于“不需要高强度的阳光直射就可以正常工作,所以它可以应用于任何地方,而不仅限于干旱地区。”佩雷兹说。欧洲国家,特别是德国,已经在光伏技术上投入了大量资源。光伏技术不需要明亮的沙漠日照,而这一点正是沙漠科技理念的核心。
 
德国国会议员、时任世界可再生能源理事会主席的赫尔曼·席尔教授2009年曾就Dii成立一事发表评论称,沙漠科技不过是海市蜃楼,其创始人都应该知道这个项目“没有任何成功的可能性”。他指出,Dii对欧洲本地新的太阳能和风能存储技术视而不见。
 
学习曲线
 
沙漠科技能否重见天日?毕竟,国际能源机构在2014年10月发布的报告中指出,太阳能技术将在接下来的十年中实现商业上的“腾飞”,并将于2050年前取代化石能源成为世界上最大的电力能源。
 
2011年,Dii宣布建立的CSP发电厂旗舰项目终于在距离马拉喀什200公里的地方动工了。不过,这个项目是由摩洛哥政府主导建造并为摩洛哥本国人民服务的。该国计划在2020年之前将太阳能、风能和水力发电的占比提高到42%。
 
许多中东北非国家都在建设类似的发电项目,这为CSP未来的发展奠定了广泛的技术和知识基础。而美国的SunShot计划预计将在接下来的五年中大大降低CSP技术的成本。
 
同时,Dii前股东Nur Energie与其他机构共同发起的TuNur计划在2014年10月宣布,将继续推进在突尼斯修建10个20万千瓦CSP发电厂的计划,并通过意大利为欧洲输电。
 
TuNur在理念上与沙漠科技完全一样,它也需要寻求支持者,不仅要兴建发电厂,还要为了与欧洲电网实现并网,应付种种复杂的局势和各种成本。跟沙漠科技一样,它也需要相关方在合作协议上签字。
 
桑松相信,只要中东北非地区政治上足够稳定,并且CSP的成本可以不断降低,未来类似的计划将逐渐成为现实。但时机很重要。“在接下来的十年中,欧洲或许已经做出了其他的安排。”他说。“如果是那样的话,利用撒哈拉沙漠的阳光为欧洲供电的构想就要再等上二三十年时间。”
 
克里斯托弗·桑松博士http://www.cranfield.ac.uk/about/media-centre/news-archive/news-2014/solar-research-laboratory-opened-at-cranfield.html
 
Dii
http://www.dii-eumena.com/
 
沙漠科技基金会
http://www.desertec.org/
 
中国国家电网
http://www.sgcc.com.cn/ywlm/index.shtml
 
中文链接:http://www.sgcc.com.cn/
 
阿布巴克尔·巴哈
http://www.southampton.ac.uk/engineering/about/staff/bahaj.page
 
理查德·佩雷兹博士
http://www.albany.edu/news/experts/8118.php
 
世界可再生能源委员会
http://www.wcre.de/
 
赫尔曼·席尔(已故)
http://www.wcre.de/index.php/events-mainmenu-78/events-2011-mainmenu-89/155-commemorating-hermann-scheer
 
Dii 董事长保罗·范·松 (将于2014年底卸任)
http://www.dii-eumena.com/press/news/single/article/972.html
 
翻译:子明



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