撒哈拉沙漠每(mei)(mei)年從太陽獲得(de)約(yue)2200萬兆瓦時的(de)能(neng)量,這比人類每(mei)(mei)年消耗(hao)的(de)能(neng)源還要多100倍。
作為光熱人,你是否(fou)也曾有過(guo)這種幻(huan)想:如果把光熱電(dian)站“種在(zai)”世(shi)界上最大的(de)沙漠(mo)——撒哈拉沙漠(mo),困擾全球的(de)能源危機(ji)是否(fou)就(jiu)可迎刃而解(jie)?
對于光資源條件要求較高的光熱發電似乎很適合撒哈拉沙漠,該區域平均DNI(即Direct Normal IrradianceI/太陽直接法向輻射,是確定是否適合建設光熱電站的關鍵參數)為(wei)2500–2800 KWh/m2/yr,光資(zi)源非常豐富。
同時,撒哈拉沙漠(mo)陽光直射、云層少和(he)終(zhong)年高溫等(deng)氣(qi)候特點(dian)可(ke)以(yi)使光熱發(fa)電系統的發(fa)電效率更(geng)高。
當然(ran),基于(yu)目(mu)前相對(dui)較(jiao)高的光熱發電成本,這仍(reng)只能(neng)是一(yi)種幻想,但不(bu)妨礙相關人士對(dui)于(yu)這一(yi)幻想進(jin)行進(jin)一(yi)步推演測算。
直接公(gong)布答案(an):按照測算,以美國110MW新月沙丘太陽能(neng)項(xiang)目的發電表現為參照,全(quan)球每年23398TWh的用(yong)電消耗僅需在(zai)約146237平方公(gong)里的撒哈拉沙漠中建設光熱電站即可滿足【詳(xiang)見下圖】。
注:測算參考新月沙丘項目的相關數據,該項目集熱器總面積為296英畝(1200000m2);DNI為2685 kWh/m2/yr;年凈產量在196GWh以上;那么每平方千米的年凈發電量則為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(se)區域比對可見,146237平方公里(li)約占撒哈拉沙漠的1/64;同(tong)理見上圖,如需(xu)滿足(zu)亞太、歐洲等地區年用(yong)電需(xu)求,則需(xu)在面積更小的撒哈拉沙漠建設光熱電站即可滿足(zu)【具體測算數據見下表】。
雖然上(shang)(shang)述只是脫離實際的測(ce)算,但目前確已(yi)有光熱(re)發電項目在(zai)撒哈拉沙漠西北邊緣地區落(luo)地,那就(jiu)是目前世界上(shang)(shang)已(yi)建成(cheng)投運的最(zui)大太陽(yang)能綜合體項目Noor Ouarzazate。
Noor Ouarzazate綜(zong)合體項(xiang)目配(pei)置了160MW的NOOR1(槽(cao)式)和(he)200MW的NOOR2(槽(cao)式)以及150MW的NOOR3(塔式)三(san)座(zuo)光熱(re)(re)項(xiang)目,光熱(re)(re)總裝(zhuang)機510MW,光伏裝(zhuang)機約70MW。
由此(ci),我(wo)們(men)也(ye)可以期待未來來自撒哈拉沙漠的太(tai)陽能(neng)能(neng)夠為人類(lei)能(neng)源供應和應對氣候變化做出更多(duo)貢獻(xian)。