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撒哈拉沙漠鋪設太陽能板地底深處挖掘地熱能
時間:2009-01-21 來源:imsia
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全球發展的勢頭引發能源需求量迅猛增加,而隨著油氣資源不斷開采,儲備量持續減少。此外,使用化石燃料會產生大量污染生態環境廢料,致使生態環境惡化。

這種惡性連鎖反應迫使科學家們殫思極慮,致力于開發清潔環保的可再生能源,從太陽能地熱能源,科學家們的“觸角”已經遍及天上地下。

天上:太陽能電板覆蓋沙漠

太陽能是得到普遍認可的環保能源,已經在全球各地廣泛推廣,但阿爾及利亞在利用太陽能方面的設想和舉措,卻讓許多科學家感到驚訝和震撼。意識到油氣資源終會耗盡,阿政府開始增快挖掘太陽能的潛力,準備在境內的沙漠大范圍鋪設太陽能電池板,借助新技術生產綠色環保的電能。

新創混合發電站

阿爾及利亞于7月開始在首都阿爾及爾以南約420公里的哈西魯邁勒建設一座新型發電站,同時使用太陽能和天然氣,預計發電量達150兆瓦,其中25兆瓦來自太陽能。這些太陽能依靠巨型太陽能電池板獲得,電池板的總面積將達到大約18.6萬平方米。專家們說,這是首個將太陽能和天然氣結合在一起的發電項目。

哈西魯邁勒發電站將使用一種名為聚光太陽能發電(CSP)的新技術,利用太陽能加熱液體驅動發電渦輪機運作。相比直接將光能轉化為電能的光電太陽能系統,這一技術成本更低,而且有更佳的儲藏能力,有利于大規模發電。聚光太陽能發電技術曾于20世紀80年代在美國加利福尼亞州試用,但當天然氣價格下降后,建設項目全部終止。

哈西魯邁勒發電站將于2010年竣工,是阿爾及利亞計劃興建的四個混合型發電站之一,生產的電能首先將用于滿足國內需求,長期目標是在2020年前向歐洲出口6000兆瓦通過太陽能發電獲得的電力。發電站兼用天然氣的設計,是利用阿爾及利亞豐富的天然氣資源作為太陽能的補充物,以便在夜間或陰天持續發電。

阿爾及利亞希望能在2015年前再建設3個混合型發電站,每個發電站的發電量達到400兆瓦。屆時,阿爾及利亞計劃讓可再生能源產生的電力占據全國總發電量的6%。

太陽能潛力巨大

阿爾及利亞開發利用太陽能具有優勢,超過五分之四的國土是沙漠。據阿能源部估計,阿國有足夠太陽能發電滿足西歐需求量的60倍以上。阿爾及利亞現已使用太陽能為沙漠地區18個偏僻村莊供電,并且計劃在2009年前將受益村莊再增加16個。

負責建設哈西魯邁勒發電站的阿爾及利亞新能源公司負責人陶菲克·哈斯尼說:“我們在太陽能方面的潛力是全球電能消耗量的4倍,因此可以雄心勃勃。”

西班牙公共能源研究中心研究太陽能的專家愛德華多·薩爾薩·莫亞說:“阿爾及利亞的太陽能潛力巨大,太陽輻射非常強,而且有足夠場地建太陽能發電站。場地成本不高,另外人力成本也較低。”

德國航天局分析師弗倫茨·特里布研究了地中海和中東國家的聚光太陽能發電項目。他說,“到2020年,我們將能在全球安裝足夠聚光太陽能發電,讓成本下降,”他說,“傳輸系統將增加一點成本,但是不會太多。這將能與歐洲的電價競爭。”

地下:地底熱巖發電又供暖

除了將“觸角”伸向天上的太陽,科學家們還鉆地千米,“挖掘”地殼深處的地熱能源。人類使用地熱的歷史可以追溯至數千年前,古羅馬人就曾使用溫泉洗澡并供暖。但這些所謂地熱能源,例如間歇泉和溫泉,非常接近地表。而科學家們的新項目則是要利用地下數千米的地熱能源。

冷水傳輸地熱

瑞士巴塞爾地質電力公司的開發項目書面說明簡潔明了:往地下鉆孔,將冷水通過轉動軸輸送下去,加熱后的水隨后輸送上來,通過蒸汽渦輪機發電,并可以供暖。

這項技術稱為高溫巖體地熱能技術,通過朝地下鉆孔,將“觸手”延伸至溫度達約200攝氏度的地底巖層。受壓的高溫水蒸氣吸至地表,帶動渦輪機發電。發電后的水蒸氣將冷卻至大約170攝氏度,用于為醫院等公共建筑和私人住宅供暖。鉆探用的工具與油井鉆頭類似,但必須能鉆得更深,而且需要容積更大的中空軸管讓水形成循環。

麻省理工學院今年發表的一份研究報告說,如果美國地下40%的地熱能源得以開發,得到的電能將達到用電需求量的5.6萬倍以上。報告說,如果投資8億至10億美元,到2050年時高溫巖體地熱能技術能發電1000億瓦特以上,相當于全美國所有104個核電站的總產能。

無窮無盡無污染

科學家稱這些地熱能源干凈安全、無窮無盡,完全開發的話可以達到全球每年用電量的25萬倍,而且幾乎不會對自然環境和氣候造成影響。瑞士專家埃尼亞斯·萬納說,如果將地球比喻成一顆雞蛋,“一個鉆孔只會在蛋殼上鉆一點點厚”。專家說,熱巖的地熱能源可以每天24小時供應,不依賴陽光或風力。麻省理工大學研究報告作者之一蘇珊·佩蒂說,在今后50年內,全球10%的電力需求可以借助地熱能源滿足,目前僅為0.3%,而100年后將達到50%。

這項技術的推廣者說,盡管鉆探地熱能源成本不菲,一旦鉆探成功后運營的成本并不高。麻省理工大學的研究報告說,它可以以極具競爭力的價格提供電力。價格方面的對比顯示它比生物燃料和太陽能等其他的可再生能源成本更低。

共同面臨開發障礙

太陽能地熱的開發項目雖然裨益甚多,但目前仍然面臨成本和技術等障礙。專家說可再生能源發電項目難以與油氣發電項目競爭。

根據國際能源機構數據,除水利電力外的可再生能源僅占全球發電量的2%,全球能源產量的0.5%。化石燃料占據主導地位的局面將持續至2030年。

阿爾及利亞能源部門官員承認,能否成功利用太陽能依賴于需求和技術。阿爾及利亞新能源公司負責人陶菲克·哈斯尼說,目前太陽能發電的成本比使用天然氣發電的成本高25%,政府需要補貼10年,直至太陽能發電的成本降下來。

太陽能項目類似,高溫巖體地熱能技術項目也有不少障礙。首先,由于鉆孔機需要深入地底數千米,極有可能引發地震。此外,成本方面的問題也無法避免。在美國挖一個深約4800米的地熱井需要700萬至800萬美元。而根據美國能源部資料,美國國內2004年挖一口油井的平均成本是144萬美元。另外,鉆探開發的地下巖石經過數十年后將失去原有的熱量,屆時只能到別處鉆探其他地熱井。

美國能源部表示,已經為熱巖技術項目撥款200萬美元,不會增加撥款。世界上主要能源公司也表示,他們密切關注著太陽能地熱發電項目,但尚無意向進行投資。
 

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