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风能等可再生能源发电技术的成本趋势

2012-08-21 10:47
瑾年Invader
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  为了未来,人类在积极探索和研究可再生能源,而其发电成本无疑是一个至关重要的问题。德国国际合作机构撰文讨论可再生能源发电技术的成本趋势,本文予以摘编,供读者参考。

  一、简介

  与传统发电厂(除核电外)成本主要由燃料决定不同,可再生能源的发电成本主要取决于投资和自然资源的可获得性,例如太阳辐射、风力资源或者产生生物质能的有机物。同时,技术的成熟度、未来发展及其广泛应用所带来的规模经济,也是影响成本的重要因素。

  不容忽视的是,对传统能源的支持,是可再生能源科技发展的最大阻碍之一。国际能源署估计,2009年全世界有3120亿美元用于支持传统能源,而只有570亿美元用于支持可再生能源,且这一趋势将会持续。积极因素是可再生能源拥有非常好的产出前景,人类可以不断创新技术加以利用。

  二、技术

  技术成熟度决定了可再生能源未来进一步完善的潜力,进而决定未来降低成本的空间。但是阻碍可再生能源成本降低的技术性和运行等因素依旧会存在。

  太阳能光伏,尤其是薄膜技术,目前最具发展潜力。

        光伏发电的效果在直接照射的情况下最好,但是在漫散射阳光下才能产生足够的电力。在漫散射阳光下或者与太阳的角度是次优的情况下,薄膜太阳能电池的效果比晶体硅电池要好。值得注意的是,在高强度直接照射下(例如在沙漠中),周围环境的温度非常高,这会减少太阳能电池的效率,而晶体硅电池受此影响更为明显。因此,主要的潜力地区是干燥的亚热带地区。

  另一种是太阳能热电技术,优势在于它具备储存热量的能力。

        运营太阳能热电厂需要更多的维护,其设备的成本降低潜力也不像光伏技术一样。然而,安装具备太阳能热量储存功能的设备与未安装相比,太阳能发电成本要减少10%。由于技术性原因,传统电厂和太阳能热电厂的混合系统只能产出较少的太阳能电力(3%—5%),太阳能热电厂只是稍微增加了传统电厂的效率。类似燃气蒸汽联合循环发电,蒸汽涡轮机的热输出不超过电厂总的热输出的30%,太阳能热电厂也只能为混合系统的蒸汽涡轮机提供至多30%的热量,否则蒸汽涡轮机的效果将受影响。实际上,即使在非常好的情况下,这一比例也不足10%。从中长期来看,考虑到经济效率以及供应安全等因素,混合系统不可行。

  风能:

        从发展的角度来看,风力发电比太阳能发电至少早10年。风电技术已经产业化,意味着成本下降的空间要远比相对较新的光伏和太阳能热电技术小。然而,与太阳能发电设备相比,风力发电设备占地小。所以风电场可同时用作农业用地,而且几乎没有限制。

  生物质能:

        一般来讲,农业沼气发电设施需要监管和税收等方面的激励措施才能建设。激励措施包括严格的环境保护制度。税收激励措施的形式主要包括投资税收补贴(南非),或者像德国、中国可再生能源法案中法定的上网电价保障。

 

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