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海上浮动风电技术将在"碳中和"中起决定性的作用

已有 2141 次阅读 2021-6-21 01:55 |系统分类:海外观察

好多人现在在为光伏发电技术欢呼,把它看作是"碳中和"的希望,其理由是该技术能使太阳能发电的成本降低到每度电二角以下,不久将来也许是一毛。确实,光听光伏制造商的宣传,也许光伏是万能的,是人类的未来能源的来源。


光伏发电的成本为什么会降到这么低? 生产技术水平的不断提高和规模性的生产是二个决定的因素,同时还有二个因素,即环境成本的几乎忽略及低(生产所需的)能源价格。事实上,一座光伏电站头二年所生产的电能相当于其生产制造所需的能源,即所谓的能源成本回报时间是二年,相比效,陆上风电装置的能源成本回报时间是十至十四个月,也就是说,光伏发电的能源回报率并不高。调研一下就可以知道,光伏生产地往往设置在能够提供廉价能源及几乎无需考虑环境成本的地方,从而光伏价格就有竞争力。另外,光伏生产公司在资本市场上也成了一个操作工具,运营者往往不在乎生产销售赢利,而是在资本市场上捞取钱财。可以说,光伏价格下降的余地有限,也许会上升。


众所周知,光伏发电受限于日照时间,也就是说只有在白天有太阳挂在天上时才能发电,多云下雨天时发电能力只能得到有限的发挥。所以,必须有足够的能源储存能力,光伏发电才能满足日常生活生产的需求。问题是经济上的代价是多大,换句话说,普通老百姓到时候是否有经济能力消费享受电能?


核裂变发电听起来很高档,但是一旦发生核泄漏,后果难以想象,所以现在经济发达国家已经停止建造核电站,同时在限时淘汰已建核电站。中国已经基本上掌握核技术,不过核电站中的约百分之十的部件还是需要进口。欧美国家的核电市场在缕缩,渐渐消失,那么那些部件生产商最终也会倒闭,因为是战略性的技术,不可能转让给中国。所以,除非能够掌握所有的部件生产技术,否则核发电站的未来并不光明。核聚变发电技术发展成功的话将使人类梦想成为现实,尽管时时有报道取得了新的进展,但是没个时间表,五十年过去了,还需要五十年?一百年?全球气候变化的后果已经显示出来了,即自然灾害频发,影响居民正常生活工作,人类也许只有十至三十年的时间来扭转变化趋势,可以说没有时间来等待核聚变发电的光临。


陆地上的风能资源有限,主要分布在三北地区,那里人口稀少,风电消费能力有限。使用高压输电网向内地传送即有电能损耗建设输电网也是一笔大投资。不管怎样,陆上风电只能与光伏发电在某中程度上形成一种至补,在"碳中和"中的很用还是有限的。尽管现在已经布设了大量的光伏发电风电装置,以发电功率计,与煤电处于同一个量级,但以年发电量来比还是差一段,只是扮演一个补充性的角色。


海上风电目前已经有的是固定式的,只能在靠近陆地的浅海区域。所以存在着二个问题,一是浅海区域面积有限,二个那里的风能资源并不是最理想,事实是中国海上风能资源分布是离岸越远风能密度就越大,也就是说,一样大的风电机,离岸越远每年的发电量就越多,但是那些海区水太深,经济上适合使用浮动式海上风电技术。


现在西方欧美国家通常的说法是海上浮动风电是昂贵的,还需要时间发展该技术把建造成本降下来。实际上,这样的说法只适合他门自己,因为建造用于承载风电机的浮动平台需要大量的混泥土和/或钢材和劳动力,这正是他们的弱项,美国有一项调查研究显示建造一座浮动平台远贵于其所承载的风电机。现在西方国家生产的风电机价格在每兆瓦一百三十万美元上下,而中国的投标价有的在每兆瓦二百万元人民币以下。显然,如果在中国建造海上浮动风力发电场,其建造成本会远低于西方国家的。


现在风电机价格在每兆瓦二百万元以下,与光伏组件价格持平。要知道,风电机在离岸深海上空运行,年满负荷运行可达四千小时,五千小时也是可能的,而一般光伏发电则在一千至一千六百小时,所以,浮动风电成本会远低于光伏发电,每度电一毛钱以下应该是可能,因为海上浮动平台用混凝土结构,其使用寿命按照现有的设计规范可以超过一百年,加固后数百年上千年也是可能的。浮动风电还有一个显著优点是对电能储存的需求非常有限,因为每年百分之六十至八十的时间里有风力进行有效功率发电,如果能配上当地的波浪能或其它海洋能源发电,几乎可以达到无时没有电能,只是有时电量少一些。


地球表面的三分之二是海洋。辽阔的大海,有着浮动海上风电技术发展无限发挥的空间,有足够的风能资源和海洋能资源来满足人类的需求。





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