這一點(diǎn)在埃及南部表現得最為明顯，那里將是世界上最大的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)，500多萬(wàn)光伏板目前正在建造成形。明年建成后，位于阿斯旺附近、耗資40億美元的Benban太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)的占地面積將比紐約中央公園大10倍，發(fā)電量可達1.8億瓦。
這大約是兩家核電站的總產(chǎn)出，幾乎是目前墨西哥科阿韋拉州(Coahuila)規模龐大的維拉努瓦核電站(Villanueva)計劃產(chǎn)能的兩倍?？瓢㈨f拉州目前是美洲最大的核電站。(美國最大的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)是洛杉磯附近580兆瓦的太陽(yáng)之星設施。)
579兆瓦的“太陽(yáng)之星”項目是加利福尼亞州克恩縣和洛杉磯縣的兩個(gè)太陽(yáng)能裝置項目。
但是Benban可能不會(huì )長(cháng)久地保持這個(gè)頭銜。
中國計劃在西北省份寧夏建設一個(gè)20億瓦的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)，印度西部的古吉拉特邦最近批準了一個(gè)50億瓦的發(fā)電廠(chǎng)。日本甚至在研究在太空建立一個(gè)大規模的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)。
越大越便宜
位于蘇格蘭愛(ài)丁堡的能源咨詢(xún)公司W(wǎng)ood Mackenzie的太陽(yáng)能分析師本杰明阿蒂亞(Benjamin Attia)表示：“大型項目可以節省大量成本。物流、運輸、建筑和安裝都得益于規模經(jīng)濟。我們將開(kāi)始看到更多10到20億瓦的太陽(yáng)能發(fā)電公園，在未來(lái)甚至可能達百億瓦。”
太陽(yáng)能電池板價(jià)格暴跌是成本節約原因的一部分。美國國家可再生能源實(shí)驗室(U.S. National Renewable Energy Laboratory) 2017年的一份報告發(fā)現，從2010年到2017年，光伏系統的成本下降了5倍。即便是特朗普政府今年早些時(shí)候對中國太陽(yáng)能電池板征收的懲罰性關(guān)稅，也不太可能減緩大規模太陽(yáng)能發(fā)電的蔓延。在美國，大規模太陽(yáng)能發(fā)電的成本已經(jīng)比煤炭低，而且比煤炭清潔得多。
“政府已經(jīng)清醒了，”Attia說(shuō)。“他們只是想用最便宜、最快的方式增加新的電力供應。對于核能，采購可能需要10年時(shí)間，對天然氣來(lái)說(shuō)，最多得要4年，如果你要說(shuō)太陽(yáng)能，那進(jìn)展可順利了，你可以在18個(gè)月內完成一個(gè)相當大的項目。
對發(fā)展中國家來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能現在是一個(gè)特別有吸引力的選擇。以前太陽(yáng)能電池板還很貴的時(shí)候，只有富裕的國家才能負擔得起補貼和稅收減免，從而使太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)在財政上辦的下去。但現在，世界上許多陽(yáng)光充足的地區，在沒(méi)有財政援助的情況下(美國和其他發(fā)達國家的部分地區也是如此)，太陽(yáng)能發(fā)電與其他能源相比依然具有競爭力。
包括Benban在內的一些最大的新太陽(yáng)能發(fā)電站被建立起來(lái)，這樣太陽(yáng)能板就不是由一家公用事業(yè)公司擁有和運營(yíng)，而是由幾十家公司共享。Attia說(shuō)，這種安排有助于減少與許可證和法規相關(guān)的繁文縟節，甚至允許小型太陽(yáng)能初創(chuàng )企業(yè)也能從規模經(jīng)濟中獲益。
基礎設施的關(guān)鍵作用
但即使太陽(yáng)能電池板的成本繼續下降，未來(lái)太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)的規模仍有上限。太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)只有在其產(chǎn)生的電力能夠到達需要它的地方才能有用，而通常需要電力的家庭和工廠(chǎng)都在數百英里外。此外新建的大型風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的間歇性電力，也將使得輸電網(wǎng)絡(luò )難以承受。
西雅圖華盛頓大學(xué)(University of Washington)電氣工程教授丹尼爾科申恩(Daniel Kirschen)表示：“通常這些地點(diǎn)都非常偏遠，新的太陽(yáng)能或風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)周?chē)碾娋W(wǎng)將不會(huì )非常強大，所以你需要加固電網(wǎng)，而這一點(diǎn)可能會(huì )非常昂貴。”
特別是中國，一直在努力解決基礎設施問(wèn)題，過(guò)去新建的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)發(fā)的電最多只能利用到70%。一種潛在解決方案是建立所謂的超級電網(wǎng)，可以將電力輸送到很遠的地方，確保電力不會(huì )浪費。
一個(gè)連接中國、韓國、俄羅斯和日本的電網(wǎng)正在被提議出來(lái)，另外一個(gè)計劃中的歐洲超級電網(wǎng)可能在2020年代末就可以跨越歐洲大陸建成。
日不落的地方
當然，并不是每個(gè)國家都能參加太陽(yáng)能革命。例如，擁擠、多云的日本既沒(méi)有開(kāi)放的空間，也沒(méi)有大型太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)所需的可靠日照時(shí)間。因此，它希望在一個(gè)永遠有光照，空間也不成問(wèn)題的地方建造一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電站：外太空。
日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機構(JAXA)正致力研究將一個(gè)10億瓦的軌道太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)送入軌道，該發(fā)電廠(chǎng)可以24小時(shí)發(fā)電。從本世紀30年代開(kāi)始，太陽(yáng)能空間站將以微波的形式向一個(gè)覆蓋著(zhù)數十億個(gè)天線(xiàn)的人造島嶼發(fā)射能量。盡管太空發(fā)電站的實(shí)用性和安全性問(wèn)題仍然存在，該機構已經(jīng)演示了一種能將能量輸送到幾百碼遠的系統。
撇開(kāi)太空太陽(yáng)能發(fā)電站不說(shuō)，在地球上，大型太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)的最大競爭對手可能就是安裝在房屋頂部和后院的小型太陽(yáng)能電池板。
大型太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)占全球太陽(yáng)能電池板安裝總量的絕大部分是沒(méi)錯，但在美國和德國等發(fā)達國家，家用太陽(yáng)能的比例也大致相當。房主可以將電力賣(mài)回給電網(wǎng)，甚至可以使用最初為電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)的電池在家把電力儲存起來(lái)。太陽(yáng)能微電網(wǎng)在缺乏良好電力連接的農村或容易發(fā)生極端天氣事件的發(fā)展中國家中也越來(lái)越流行。
無(wú)論人類(lèi)如何利用太陽(yáng)能，好消息是太陽(yáng)能有很多。在兩小時(shí)內到達地球表面的太陽(yáng)能比我們每年消耗的所有形式的能源都要多。僅僅覆蓋撒哈拉沙漠2%面積的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)就能滿(mǎn)足全球所有的能源需求——如果我們可以建立一個(gè)行星超級電網(wǎng)來(lái)利用它的話(huà)。
