中国将太阳能农场推向海上,迈向下一个清洁能源突破 - 彭博社
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新加坡柔佛海峡上的浮动太阳能发电厂。今年太阳能的投资预计将首次超过石油生产支出,推动人们开始审视新的、有时是不太可能的太阳能场地。
摄影师:Bryan van der Beek/Bloomberg在中国黄海,距离山东省海岸线约30公里处,两个装有整齐排列太阳能电池板的圆形浮筏在去年底开始发电,面对高达10米(32英尺)的海浪,这是中国最大的可再生能源开发商国家电投集团和挪威开发商Ocean Sun AS进行的一项实验,是迄今为止最引人注目的海上太阳能技术测试之一。这是该行业的一个潜在进展,可以使海上地点承载可再生能源,并帮助受土地限制的地区加快摆脱化石燃料的过渡。
国家电投集团和Ocean Sun AS在中国山东省海岸线外的浮动太阳能项目。
来源:Ocean Sun海上太阳能最初的试验大多涉及小规模系统,仍然有许多挑战需要克服,包括更高的成本以及腐蚀性盐或破坏性风的影响。然而,开发商越来越有信心,认为海上太阳能可以成为可再生能源中的一个重要新领域。
“这项技术的应用几乎是无限的,”Ocean Sun首席执行官博尔格·比约内克莱特(Børge Bjørneklett)表示,因为许多地区对土地的使用有限制,包括欧洲、非洲和亚洲的一些地区,以及新加坡和香港等地,他说:“在这些地方,你会看到人们对这项技术有着巨大的兴趣。”
位于北京以南的工业中心山东计划到2025年在海上增加超过11吉瓦的太阳能,并最终建设42吉瓦,超过挪威当前的发电容量。邻近的江苏省计划增加12.7吉瓦,而福建和天津等省份也在研究提案。日本、荷兰和马来西亚等国家也在进行或准备测试项目。
新泽西州Short Hills的Canoe Brook水处理厂的浮动面板。摄影师:彭冠/彭博社尽管今年太阳能投资预计将首次超过石油生产支出,但许多地区在寻找用于安装大规模光伏板的土地时面临挑战,要么是因为缺乏可用空间,要么是因为地形恶劣,或者因为这样做将需要砍伐森林。
这促使人们开始审视新的,有时是不太可能的,用于太阳能的场地,已经有数百个漂浮项目在湖泊、水库、鱼塘和水坝上完成。日本有数十个较小的阵列,中国和印度增加了大型项目,哥伦比亚、以色列和加纳等国也建设了设施。今年一月,美国最大的漂浮太阳能项目在新泽西州Canoe Brook水处理厂的面板已经完全投入使用,为1400户家庭提供足够的电力。
“可再生能源的安装必须增长,但现实问题是在哪里建设,”总部位于中国合肥的世纪阳光电源有限公司的太阳能水面部门负责人李翔说。“我们认为水面具有巨大的潜力。”
在中国东部安徽省淮南的一个人工湖上,铺设着大约50万块漂浮太阳能面板,形成庞大的区块,白鹅在旁游泳。这个项目由世纪阳光电源建设,位于一个以前的煤矿所在地,现在已经被水填满,覆盖面积超过400个足球场,为超过10万户家庭提供电力。
在中国淮南,一个约有50万块浮动太阳能电池板的项目建在一个填满水的废弃煤矿上。摄影师:Qilai Shen/Bloomberg
这个装置覆盖了超过400个足球场的面积,为10万多户家庭提供电力。摄影师:Qilai Shen/Bloomberg在现有水库上添加太阳能系统理论上可以让6000多个全球城市和社区发展自给自足的电力系统,包括深圳南方科技大学副教授曾振中在三月发表的一篇论文中说。“我们不需要争夺农田,也不需要砍伐森林,甚至不需要去沙漠,”曾振中在一次采访中说。
然而,研究人员发现需要对用电池板覆盖水体的潜在长期后果进行更多评估。中国当局也变得谨慎起来。去年五月,一些淡水地点的新开发因担心对生态系统和防洪措施的影响而被禁止。江苏省的一个太阳能装置)覆盖了湖面70%的部分后,当地官员提出异议后部分拆除了。
韩国河边坝上的浮动太阳能电池板。摄影师:SeongJoon Cho/Bloomberg尽管淡水地点上的太阳能发电厂预计会在全球范围内继续扩大,但一些担忧 — 以及海上项目的潜力 — 正推动海上部门的活动。中国科技部已将发展近岸浮动技术列为重点任务,到2025年,而公司如 Sungrow 是与研究人员合作的公司之一。
能够承受高达四米波浪的海上太阳能阵列可能在一年内准备投入商业部署,而能够承受10米高波浪的系统将需要至少三年的时间来完善,根据 Ocean Sun 的说法。南方大学的曾教授表示,可行的技术可能在一到两年内准备就绪,他也在研究海上发展。
开发商正在尝试不同的概念。Ocean Sun 的环形浮子由高密度塑料管和覆盖在表面上的面板的膜构成,随着波浪的运动而起伏。总部位于鹿特丹的 SolarDuck AS 在三角形平台上安装面板,并已达成协议以测试其系统,包括在东京湾和在马来西亚的 Tioman 岛海岸的项目中。
工人们正在为葡萄牙阿尔克瓦水库准备一个浮动太阳能发电场。摄影师:Goncalo Fonseca/Bloomberg关于离岸太阳能市场的最终规模仍存在疑问。根据彭博新能源财经(BloombergNEF)的估计,将太阳能电池板开发到海上可能会增加大约40%的成本,这是因为安装更复杂,海底电缆成本更高。与离岸风力发电不同,由于更强的阵风和更大的涡轮机,离岸太阳能并没有比陆地上的太阳能发电场产生更多的电力,因此在海上利用太阳光发电并没有明显的好处。
“在某些方面,海上太阳能是两全其美的最差选择,”Trivium China的分析师Cosimo Ries表示。“你会面临更高的安装成本,但你却得不到更高的电力输出。” Ries表示,海上太阳能很可能最终成为一个利基领域,主要为新加坡等土地紧缺的沿海城市提供服务。
支持者坚称,这项技术正在迅速改善,并将在帮助人口众多、土地匮乏的国家减少排放以及满足仍在增长的能源需求方面发挥作用。
全球最大的太阳能电池板生产商隆基绿色能源科技有限公司正在开发专门适用于海上条件的模块,并在江苏省进行研究。尽管目前该公司认为市场规模有限,但在厦门的三月会议上,该公司表示海上太阳能有“相对较大的潜力”。
在韩国固城,海上漂浮的太阳能电池板。根据彭博新能源财经(BloombergNEF)的估计,海上安装太阳能电池板可能会比陆地安装贵约40%,因为安装更复杂,海底电缆成本更高。摄影师:SeongJoon Cho/Bloomberg仅中国就有潜力容纳约700吉瓦的海上太阳能电池板,这大约相当于印度和日本的电力发电容量总和,根据国家电力投资的预测。
“这并不困难,”南方大学的曾说。“人们还没有意识到它有多大的潜力。”
— 丹·默塔和卢兹·丁为本报稿件做出了贡献。