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到处阳光到处电


□ 吴 燕

  中国太阳能资源丰富。在西部,利用充足的光照发电,有了电,就可以抽沙漠下面的水进行灌溉,从而使沙漠变绿洲,甚至在塔克拉玛干沙漠建起类似拉斯韦加斯一样的城市。现在的西电东送是把西部的水力发电送到东部,而将来则是把西部的太阳能发电送到东部。
  
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  一个20平方米太阳能屋顶相当于一台3千瓦的小型发电机组,1年能发电3300度。如果上海能安装10万个太阳能屋顶,并网发电,每年可为上海电网增加约4.3亿度绿色调峰电。“上海十万屋顶计划”对上海交通大学教授崔容强来说,还仅仅是他梦想的一部分。
  崔教授希望中国能尽快展开一场“稳妥而激烈的可再生能源革命”,革命的中坚是太阳能光伏发电,革命的伏笔在19世纪便已早早埋下。1839年,法国物理学家贝克勒尔意外地发现,用两片金属浸入溶液构成的伏打电池,受到阳光照射时会产生额外的伏打电势,他把这种现象称为“光生伏打效应”。1954年,美国人恰宾和皮尔松等制成了世界上第一块实用的光伏电池,它的光电转换效率是6%。
  一个偶然的发现为百余年后的能源危机带来了解决方案,在生性浪漫的人眼里,这多少有些戏剧性。然而,让这种戏剧化的浪漫上演的却是现实。自1999年以来,世界光伏电池的产量每年以30%—40%的高速递增。在崔容强看来,太阳能在中国是有希望的,因为我国的太阳能资源比世界上太阳能搞得最发达的德国和日本丰富得多。
  基于这一考虑,崔教授提出了这样一个模型:SE(Solar Energy) + ES (Energy Storage) = WED(Whole Energy Demand),即太阳能+蓄能可以满足全部的能源需求。
  太阳能的直接利用包括太阳光伏发电,太阳能热发电,高温太阳能炉、太阳灶、太阳能热水器、太阳能干燥、太阳能制冷、塑料大棚等多种途径,不过目前人们关注更多的还是光伏发电,而它进入普通公众视野则更多地是因为一项“十万屋顶计划”。“屋顶计划”简单地说就是在建筑物的屋顶上安装太阳能光伏电池,利用白天的太阳辐射发电并储存起来以供使用。
  从太阳辐射量来看,上海的条件远远优于世界上许多大都市,但相对于中国西北的许多地区则尚有差距。“十万屋顶计划”之所以选择在上海,而不是在西北地区,这一方面是考虑到城市人口的收入与支付能力,另一方面则是一个理念得遇到合适的资助者。这其中,政府所扮演的角色尤其重要,政府必须舍得投资。根据计算,目前1平方米光伏发电太阳电池板需3000-4000元人民币,如果将上海现有2亿平方米屋顶中的十分之一,即2000万平方米的平顶屋都装上这种太阳能电池板,需投入600亿-800亿元,再加上其他设备,总投资将达1000亿元左右,这样算下来平均每平方米屋顶投资500元。这个数字对于一个家庭来说可谓昂贵,在这方面,德国与日本的做法均可提供借鉴。德国在安装太阳能屋顶时采用“购电法”,居民自费装上太阳能屋顶,电网给予回购,德国电价是0.12欧元/度,而电力公司回购太阳能发电的价格是0.5欧元/度,居民一算账,能回收成本,于是反应积极;日本则采用“补贴法”,对居民初装太阳能屋顶实施补贴,第一年补贴50%,第二年补贴40%,然后逐年减少,2006年,日本安装了近8万个太阳能屋顶。
  但是屋顶计划仅仅是崔教授梦想的一部分,或者说是步骤之一。伴随着成本与价格的下降,一个太阳能的光明前景将渐渐铺展——
  独立电源。光伏电池发电的价格为3-5美元/瓦的时候,可以作为独立电源使用。几年前西部地区的光明工程,国家发改委投资20亿给800个无电乡装上太阳能电站,功率从5千瓦到100千瓦。它不需要拉电线,就地发电,就地使用,这样一个区域的供电就可以解决了。崔教授说得很实在:“全国要实现小康,没有电怎么小康?”这在目前已经处于技术实施的阶段。
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  屋顶电站。当光伏电池发电的价格为2-3美元/瓦时,在城市中大规模使用,所有建筑物的阳面、屋顶、幕墙安装太阳电池,这也就是通常所称的“屋顶电站”。太阳能板本身可以成为一种新的建材。从零能耗建筑、低能耗建筑到产能建筑,这是太阳能和建筑结合的一个未来发展方向。
  沙漠电站。当光伏电池发电价格降到1-2美元/瓦时,可以建立沙漠电站,利用沙漠里充足的光照发电。现在的西电东送是把西部的水力发电送到东部,而将来则是把西部的太阳能发电送到东部。同时,太阳能的充分利用也将促进西部的发展。有了电,就可以抽沙漠下面的水进行灌溉,从而使沙漠变绿洲,甚至在塔克拉玛干沙漠建起类似拉斯韦加斯一样的城市。
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