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撒哈拉沙漠铺设太阳能板地底深处挖掘地热
台州利众太阳能科技有限公司  发表时间:2007-09-06 15:56:29

  上天入地 开发环保能源

  □章磊国际周刊专稿

  全球发展的势头引发能源需求量迅猛增加,而随着油气资源不断开采,储备量持续减少。此外,使用化石燃料会产生大量污染生态环境废料,致使生态环境恶化。

  这种恶性连锁反应迫使科学家们殚思极虑,致力于开发清洁环保的可再生能源,从太阳能到地热能源,科学家们的“触角”已经遍及天上地下。

  天上:太阳能电板覆盖沙漠

  太阳能是得到普遍认可的环保能源,已经在全球各地广泛推广,但阿尔及利亚在利用太阳能方面的设想和举措,却让许多科学家感到惊讶和震撼。意识到油气资源终会耗尽,阿政府开始增快挖掘太阳能的潜力,准备在境内的沙漠大范围铺设太阳能电池板,借助新技术生产绿色环保的电能。

  新创混合发电站

  阿尔及利亚于7月开始在首都阿尔及尔以南约420公里的哈西鲁迈勒建设一座新型发电站,同时使用太阳能和天然气,预计发电量达150兆瓦,其中25兆瓦来自太阳能。这些太阳能依靠巨型太阳能电池板获得,电池板的总面积将达到大约18.6万平方米。专家们说,这是首个将太阳能和天然气结合在一起的发电项目。

  哈西鲁迈勒发电站将使用一种名为聚光太阳能发电(csp)的新技术,利用太阳能加热液体驱动发电涡轮机运作。相比直接将光能转化为电能的光电太阳能系统,这一技术成本更低,而且有更佳的储藏能力,有利于大规模发电。聚光太阳能发电技术曾于20世纪80年代在美国加利福尼亚州试用,但当天然气价格下降后,建设项目全部终止。

  哈西鲁迈勒发电站将于2010年竣工,是阿尔及利亚计划兴建的四个混合型发电站之一,生产的电能首先将用于满足国内需求,长期目标是在2020年前向欧洲出口6000兆瓦通过太阳能发电获得的电力。发电站兼用天然气的设计,是利用阿尔及利亚丰富的天然气资源作为太阳能的补充物,以便在夜间或阴天持续发电。

  阿尔及利亚希望能在2015年前再建设3个混合型发电站,每个发电站的发电量达到400兆瓦。届时,阿尔及利亚计划让可再生能源产生的电力占据全国总发电量的6%。

  太阳能潜力巨大

  阿尔及利亚开发利用太阳能具有优势,超过五分之四的国土是沙漠。据阿能源部估计,阿国有足够太阳能发电满足西欧需求量的60倍以上。阿尔及利亚现已使用太阳能为沙漠地区18个偏僻村庄供电,并且计划在2009年前将受益村庄再增加16个。

  负责建设哈西鲁迈勒发电站的阿尔及利亚新能源公司负责人陶菲克·哈斯尼说:“我们在太阳能方面的潜力是全球电能消耗量的4倍,因此可以雄心勃勃。”

  西班牙公共能源研究中心研究太阳能的专家爱德华多·萨尔萨·莫亚说:“阿尔及利亚的太阳能潜力巨大,太阳辐射非常强,而且有足够场地建太阳能发电站。场地成本不高,另外人力成本也较低。”

  德国航天局分析师弗伦茨·特里布研究了地中海和中东国家的聚光太阳能发电项目。他说,“到2020年,我们将能在全球安装足够聚光太阳能发电,让成本下降,”他说,“传输系统将增加一点成本,但是不会太多。这将能与欧洲的电价竞争。”

  地下:地底热岩发电又供暖

  除了将“触角”伸向天上的太阳,科学家们还钻地千米,“挖掘”地壳深处的地热能源。人类使用地热的历史可以追溯至数千年前,古罗马人就曾使用温泉洗澡并供暖。但这些所谓地热能源,例如间歇泉和温泉,非常接近地表。而科学家们的新项目则是要利用地下数千米的地热能源。

  冷水传输地热能

  瑞士巴塞尔地质电力公司的开发项目书面说明简洁明了:往地下钻孔,将冷水通过转动轴输送下去,加热后的水随后输送上来,通过蒸汽涡轮机发电,并可以供暖。

  这项技术称为高温岩体地热能技术,通过朝地下钻孔,将“触手”延伸至温度达约200摄氏度的地底岩层。受压的高温水蒸气吸至地表,带动涡轮机发电。发电后的水蒸气将冷却至大约170摄氏度,用于为医院等公共建筑和私人住宅供暖。钻探用的工具与油井钻头类似,但必须能钻得更深,而且需要容积更大的中空轴管让水形成循环。

  麻省理工学院今年发表的一份研究报告说,如果美国地下40%的地热能源得以开发,得到的电能将达到用电需求量的5.6万倍以上。报告说,如果投资8亿至10亿美元,到2050年时高温岩体地热能技术能发电1000亿瓦特以上,相当于全美国所有104个核电站的总产能。

  无穷无尽无污染

  科学家称这些地热能源干净安全、无穷无尽,完全开发的话可以达到全球每年用电量的25万倍,而且几乎不会对自然环境和气候造成影响。瑞士专家埃尼亚斯·万纳说,如果将地球比喻成一颗鸡蛋,“一个钻孔只会在蛋壳上钻一点点厚”。专家说,热岩的地热能源可以每天24小时供应,不依赖阳光或风力。麻省理工大学研究报告作者之一苏珊·佩蒂说,在今后50年内,全球10%的电力需求可以借助地热能源满足,目前仅为0.3%,而100年后将达到50%。

  这项技术的推广者说,尽管钻探地热能源成本不菲,一旦钻探成功后运营的成本并不高。麻省理工大学的研究报告说,它可以以极具竞争力的价格提供电力。价格方面的对比显示它比生物燃料和太阳能等其他的可再生能源成本更低。

  共同面临开发障碍

  太阳能和地热的开发项目虽然裨益甚多,但目前仍然面临成本和技术等障碍。专家说可再生能源发电项目难以与油气发电项目竞争。

  根据国际能源机构数据,除水利电力外的可再生能源仅占全球发电量的2%,全球能源产量的0.5%。化石燃料占据主导地位的局面将持续至2030年。

  阿尔及利亚能源部门官员承认,能否成功利用太阳能依赖于需求和技术。阿尔及利亚新能源公司负责人陶菲克·哈斯尼说,目前太阳能发电的成本比使用天然气发电的成本高25%,政府需要补贴10年,直至太阳能发电的成本降下来。

  与太阳能项目类似,高温岩体地热能技术项目也有不少障碍。首先,由于钻孔机需要深入地底数千米,极有可能引发地震。

  此外,成本方面的问题也无法避免。在美国挖一个深约4800米的地热井需要700万至800万美元。而根据美国能源部资料,美国国内2004年挖一口油井的平均成本是144万美元。另外,钻探开发的地下岩石经过数十年后将失去原有的热量,届时只能到别处钻探其他地热井。

  美国能源部表示,已经为热岩技术项目拨款200万美元,不会增加拨款。世界上主要能源公司也表示,他们密切关注着太阳能和地热发电项目,但尚无意向进行投资。

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