社區小型發電當道 沙漠大型聚熱太陽能黯然退場 | 環境資訊中心

社區小型發電當道 沙漠大型聚熱太陽能黯然退場

2015年01月28日
作者:Eifion Rees(倫敦自由撰稿人)

利用中東和非洲地區充足太陽能資源為歐洲供應清潔電力的計劃因政治因素和技術問題而擱淺。圖片來源:Desertec Foundation

沙漠科技(Desertec)的理念可謂雄心勃勃:利用北非和中東地區充足的太陽能資源,使用聚光太陽能發電(CSP)技術,為歐洲生產清潔能源。

但在經過了5年的努力之後,成立於2009年的沙漠科技產業行動計劃(簡稱「Dii」)陷入了多數股東「用腳投票」的尷尬局面。偉大的構想還沒有變成現實就胎死腹中。

Dii此前聲稱沙漠科技的設施一旦建成,將足以滿足2050年歐洲用電需求的15%。可是今年10月,參與項目聯合體的17家企業宣布,將不再續約。

回想2011年的時候,Dii還宣稱沙漠科技已經「一切就緒」。當時沙漠科技正在摩洛哥修建50萬千瓦的CSP發電廠,與突尼斯和阿爾及利亞政府的磋商也在進行中,並且計劃到2020年將項目擴展至埃及、利比亞、敘利亞和沙特阿拉伯。當時,沙漠科技僅差在合作協議上簽字而已。

如此聲勢浩大的項目,價格也自然不菲。Dii曾設想利用橫穿地中海的海底高壓電纜,將中東和北非地區沙漠中生產的電能輸送到歐洲。這一設想預計總成本將高達4000億歐元(約合5000億美元)。Dii估計,這一地區4萬平方公里的範圍內大約有8億千瓦的風能和太陽能發電潛力。

參與該項目的企業包括西門子、博世、E.On、匯豐銀行、摩根士丹利、德意志銀行和慕尼黑再保險這樣的行業巨頭。鼎盛時期,Dii共有來自16個國家的57家股東,其中參與項目的德國機構最多。但是2012年底西門子和博世正式退出,到現在只剩下沙特阿拉伯ACWA Power、德國萊茵集團(RWE)以及中國國家電網3家股東,而Dii也隨之降格成為這3家機構的顧問。

中國國家電網之所以要參與這個項目是為了了解如何將可再生能源生產的電力從中國人口稀少的西部地區傳輸至人口稠密、能源需求大的沿海城市。

然而,政治動盪為沙漠科技的前景蒙上了一層陰影。「對於沙漠科技項目來說,阿拉伯之春來的太不是時候了。能源安全一直是各方擔憂的問題,但這一問題突然間變成了現實,於是投資者開始緊張。」來自克蘭菲爾德大學的CSP專家克里斯托弗•桑松博士表示。

缺電國家出口電力?

在非洲能源供給本來就無法滿足需求的背景下,在非洲發電供應歐洲的做法似乎很奇怪,甚至是帶有一些殖民主義的色彩。在2012年的一次能源會議上,阿爾及利亞國民經濟和社會委員會副主席就曾質疑,按照歐洲的電價計算,沙漠科技的項目究竟「能否為我們帶來投資回報」。

「中東和北非地區的國家的確應該先解決本國的電力供應問題,再考慮電力出口歐洲的事情,」桑松表示。

其他導致項目擱淺的因素還包括股東之間對具體發電方式缺乏共識,以及從項目中獲益最多的地區究竟應該是中東、北非還是歐洲。

沙漠科技理念的提出者、非營利性機構沙漠科技基金會(Desertec Foundation)也在2013年退出了Dii。基金會指出,退出的原因是「在未來戰略、義務和相互溝通等領域」存在「不可調和的分歧」。

沙漠科技最初理念的核心是向歐洲出口電力。然而,獲得中東北非和歐洲國家政府的公開支持絕非易事,以至於Dii不得不降低目標。到2013年6月,Dii已經將規劃調整為到2050年滿足歐洲10%的電力需求,並將更多的精力放在造福中東北非地區的電力項目上。

Dii負責人保羅•範•松表示,歐洲的電力基礎設施不足以接收中東北非地區輸送來的廉價可再生電能。他還批評歐洲那些「沉睡」的領導人缺乏「緊迫感」,並敦促他們採取更多措施進行「基礎設施建設」。範•松也將於2014年12月轉投德國萊茵集團。

歐洲老化的電網 無力承載

事實證明,歐洲主要國家的基礎設施和監管框架完全落後於Dii的構想。可再生能源發電對天氣狀況依賴極強,歐洲現有電網無法應對可再生電能的大規模接入。

Dii起初希望通過摩洛哥與西班牙之間的電纜將電力輸送至歐洲。但西班牙不願意給本已負載過重的國家電網再增加負擔。今年5月,位於布魯塞爾的電網協會歐洲互聯電網(ENTSO-E)警告稱,8個歐洲國家或許需要在用電需求較低的時候減少太陽能和風能發電量,以免電網過載。該組織還警告西班牙,因為該國的電網沒有足夠的承載能力輸出額外的電能,因此,過載的風險尤其嚴重。

南安普頓大學能源與氣候變化處主管阿布巴克爾•巴哈表示,超級電網主要針對的是現有的集中發電及輸配電模式,因此,「目前還無法靈活」應對用電需求量處於低谷時的可再生電能輸入。歐盟成員國2014年10月一致同意擴大電網承載能力,而這一項目預計將耗時幾十年,花費約1250億歐元。

但他也補充說,歐洲對於綠色能源的需求越來越大,現有的問題可以通過適當的管控和儲存措施以及未來的智能電網得到解決。

他相信沙漠科技仍然是一個出色的理念,因為它「向24小時工作的集中式發電發起了挑戰」,有望最終降低對高污染發電設施的依賴,並為非洲的海水淡化項目提供能源和電力。

CSP儲能優勢 敗給泛用太陽能板

但除此之外,使Dii管理下的沙漠科技發展受到限制的還有技術因素。自沙漠科技構想誕生以來,太陽能光電發電技術已經取代CSP成為了應用最廣泛的太陽能發電技術。太陽能電池板價格更低,原理更簡單,並且可以應用在任何地方。CSP成本高,原理複雜,結構繁瑣(通過加熱拋物槽中的液體產生蒸汽驅動渦輪),並且過於依賴高強度的陽光照射。帶有鏡面的拋物槽還需要用大量水來清洗和降溫。

「我們有理由得出結論,這次(沙漠科技)的失敗至少在一定程度上是由於太陽能光電技術的低成本。畢竟現在光電技術的成本已經遠遠低於CSP。」來自紐約州立大學奧爾巴尼分校的太陽能專家理查德•佩雷茲博士表示。

雖然CSP儲能能力更強,但光電技術的優勢在於「不需要高強度的陽光直射就可以正常工作,所以它可以應用於任何地方,而不僅限於乾旱地區。」佩雷茲說。歐洲國家,特別是德國,已經在光電技術上投入了大量資源。光電技術不需要明亮的沙漠日照,而這一點正是沙漠科技理念的核心。

德國國會議員、時任世界可再生能源理事會主席的赫爾曼•席爾教授2009年曾就Dii成立一事發表評論稱,沙漠科技不過是海市蜃樓,其創始人都應該知道這個計畫「沒有任何成功的可能性」。他指出,Dii對歐洲本地新的太陽能和風能存儲技術視而不見。

CSP的發展機會何在

沙漠科技能否重見天日? 畢竟,國際能源機構在2014年10月發布的報告中指出,太陽能技術將在接下來的10年中實現商業上的「突飛猛進」,並將於2050年前取代化石能源成為世界上最大的電力能源。

2011年,Dii宣佈建立的CSP發電廠旗艦項目終於在距離馬拉喀什200公里的地方動工了。不過,這個項目是由摩洛哥政府主導建造並為摩洛哥本國人民服務的。該國計劃在2020年之前將太陽能、風能和水力發電的佔比提高到42%。

許多中東北非國家都在建設類似的發電項目,這為CSP未來的發展奠定了廣泛的技術和知識基礎。而美國的SunShot計劃預計將在接下來的五年中大大降低CSP技術的成本。

同時,Dii前股東Nur Energie與其他機構共同發起的TuNur計劃在2014年10月宣布,將繼續推進在突尼斯修建10個20萬千瓦CSP發電廠的計劃,並通過意大利為歐洲輸電。

TuNur在理念上與沙漠科技完全一樣,它也需要尋求支持者,不僅要興建發電廠,還要為了與歐洲電網併網,應付種種複雜的局勢和各種成本。跟沙漠科技一樣,它也需要相關方在合作協議上簽字。

桑松相信,只要中東北非地區政治上足夠穩定,並且CSP的成本可以不斷降低,未來類似的計劃將逐漸成為現實。但時機很重要。「在接下來的10年中,歐洲或許已經做出了其他的安排。」他說。「如果是那樣的話,利用撒哈拉沙漠的陽光為歐洲供電的構想就要再等上2、30年時間。」