破解能源危急：向太阳要能源

最近，全国范围内燃油价格波动，能源危急的阴影再次笼罩在人们头上。为破解能源危急，人们想尽了各种办法。其实，地球上的一切能源最初都是来自太阳，解除能源危急还得从源头上做文章。太阳能潜力巨大，每40分钟通过阳光抵达地球的能量，就相当于全世界人类一年消耗能量的总和。因此，如果利用好了太阳能，就可终结人类社会千年来对化石燃料的依赖，将气候从全球变暖的悬崖边拉回来。

美国计划用太阳能电站大规模取代燃煤、燃油、燃气电站和核电站，将在西南地区大面积建造光伏电池。白天产出的多余能量将以压缩空气的形式储存于地下空洞之中，等到夜间再提取释放。所发出的电力通过直流电力骨干网，传输到美国各地。到2020年，美国计划光伏发电8400万千瓦(电价6美分)；到2050年，69％的电力和35％的总能量将由太阳能供应(折合30亿千瓦)，届时太阳能电价5美分，与美国常规电价相当。2011～2050年，美国政府计划补贴4200亿美元，扶持太阳能基础设施建设，从而让太阳能电力具备价格竞争优势。

中国太阳能光伏产业发展也十分迅猛，已成为全球该领域发展最快的国家之一。按照2007年国家发改委发布的《中国可

再生能源发展规划》，到2020年，光伏发电累计装机容量达180万千瓦。2002年国家启动的“西部省区无电乡通电计划”，总投资26亿元，光伏组件安装16.5MWp。在2006～2020年期间推广应用光伏屋顶发电，总功率达0.8GWp“大漠电光”计划，总功率IGWp；“无电村通电”计划，功率140～300MWp；“光伏产业腾飞”计划，使太阳能电池年生产能力达100～200MWp，生产成本下降到每峰瓦2美元以下。

美国光伏电站，主要建在太阳能资源丰富、土地贫瘠、土地利用价值低的西南地区。相比之下，中国搞光伏发电存在一定的困难。中国太阳能资源最丰富的地区位于地形复杂的青藏铁(公)路西部和青海三江源及宁夏、甘肃北部，生态环境脆弱；而太阳能资源相对丰富，地形不复杂的内蒙、河北、山西、宁夏、甘肃、新疆、云南等又是环境敏感区域，那里是矿产、粮食及牧业复合区。中东部地区屋顶面积大、人口密集，但太阳能资源较差。从价格上看。尽管大规模长距离高压直流输电线传输损失的能量，远低于交流输电线在相同距离上的损耗，而压缩空气储能成本大约是铅耆电池的一半，因技术储备不足，中国光伏发电成本依然很高。美国到2020年，光伏电站的电价仅5～6美分／度，而我国光伏电站电价3～7元／度，是美国的10倍。

太阳能光伏发电，不需要冷却水，属于清洁能源。一个更诱人的前景是，在太阳能与建筑一体化的过程中，光伏模块与建筑外壳更有亲合力。太阳电池可以制成超薄膜、晶体、透明、半透明、不透明的组件。不仅发电，还可以作顶面、墙面材料和发展立体设施农业。生态环境恶化的根本因素，在人的方面是过度开垦，在自然方面是气候变化和水土流失，在环境敏感地区建设太阳能“温室大棚”，不但减少气候变化的影响以及风蚀、水蚀、冻融危害，还能使退化生态系统得到恢复。辅助一定的水肥措施，有可能将昔日的沙漠改造成粮食、蔬菜、水果生产的“光伏农场”。

中国太阳能资源丰富的地区也是煤炭资源丰富的地区。据测算，煤炭资源与耕地资源复合区域占中国耕地总量的40％以上，其中煤炭保有资源量与耕地资源复合区域超过10％。中国13个粮食主产省中，12个省为煤炭主产省。煤炭生产前8位的省份中有7个是粮食主产省，其人口占全国37％，耕地38％，建国以来累计生产了全国58％的原煤和45％的粮食。然而，在矿产与粮食复合产区，存在着基本农田保护和矿产资源开发之间的尖锐矛盾：另外，矿产开发对区域生态环境造成严重的破坏。因此，“要粮食还是要矿产”已经成为中国亟需规划与平衡的重大现实问题。中国受到采矿业影响的土地约300万公顷，如果用该土地总量的60％发展生态修复型的“光伏农场”，那么中国每年不但可新增发电量28344亿千瓦时(发电量在现有基础上“翻番”)，粮食产量也会得到大幅度提高。

“光伏发电”在阴天和夜晚几乎发不了电，必须与蓄能和电力平衡装置相结合。利用地下空洞、水库电站、废弃矿坑、含水土层和资源枯竭气井等，发展压缩空气蓄能、抽水蓄能、超级电容蓄能、蓄电池蓄能、制氢蓄能等，光伏就成了一个稳定可靠的能源。中国南涝北旱，仅有34％的土地是平坦的。山地面积达总面积的33％；高寒多雨，近70％县区分布于山区。河流总长达43万公里，天然湖泊多达24900个。湿地是应对全球气候变暖，防止干旱的有效途径之一。应对这种局势的有效途径，就是适当利用好现有水库，在洪涝发生时，发挥水库防洪作用，在干旱发生时，适当进行放水灌溉。因此，中国不仅要搞“压缩空气蓄能”，还应搞“抽水蓄能”。

中国地下储气库，从1975年大庆喇嘛甸储气库建成至今，已有30多年历史。中国地下岩盐资源丰富，具备盐穴蓄能的有利条件：江苏、安徽、山东、四川、陕西、湖北、河南均有大型盐矿。中国发展含水层和矿坑蓄能库的潜力也很大。含水层蓄能库将地下的砂岩含水层变为一个储存太阳能的巨大电池。白天，太阳能产生的富余电能将空气压缩后，注入到含水层中，产生一个巨大的受压气泡；夜间，用电需求量增加时，这些压缩空气被导入涡轮发电机转化为电能。

从以上分析看，中国能源开发不应仅将眼光盯在煤：电、水电、核电和风电等传统能源上，还应着眼环境友好、清洁再生、能量巨大的太阳能资源。有关部门应加强该光伏电力这个新能源的研发，降低成本，尽早让太阳能电力进入千家万户。

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