中國的大型光伏電站如何改變世界能源格局

從中國華北地區的大同縣上空飛過時,你會看到兩隻大熊貓,其中一隻還在向你招手。它們是由幾千塊太陽能版構成的。
從中國華北地區的大同縣上空飛過時,你會看到兩隻大熊貓,其中一隻還在向你招手。它們是由幾千塊太陽能版構成的。

克里斯·巴拉紐克 Chris Baraniuk

從中國華北地區的大同縣上空飛過時,你會看到兩隻大熊貓,其中一隻還在向你招手。它們是由幾千塊太陽能版構成的。

這兩隻大熊貓,再加上旁邊的太陽能板共同形成了一個裝機規模100兆瓦,佔地面積248公頃的光伏電站。按照中國的標凖,這個太陽能產業園的規模並不大,但肯定能激發愛國之情。

該項目由熊貓綠能集團(Panda Green Energy)發起建設,根據公司提供的文件資料,"該光伏電站外形依照了中國國寶大熊貓來設計建造" 。

中國的光伏發電能力世界第一,高達130吉瓦。假設同時發電,夠好幾個英國用的。中國建有很多大型光伏電站,包括青藏高原上的龍羊峽大壩電站,總裝機容量達850兆瓦,有400萬塊太陽能板。目前世界上最大的光伏電站位於中國的騰格里沙漠,總裝機容量超過1500兆瓦。

這些工程建設耗資數百萬美元,但是否物有所值呢?為了實現其清潔能源的目標,中國建造此類大型光伏電站有無止境?

市場研究機構彭博新能源財經(Bloomberg New Energy Finance)的伊馮娜·劉(Yvonne Liu)指出,中國是世界最大的太陽能板製造國。"市場確實很大,"她說:"這算是政府的產業政策。"國際能源機構(International Energy Agency)的數據顯示,全球超過60%的太陽能板是中國製造。因此,確保太陽能板的高需求量對政府而言經濟利益明顯。

全球超過60%的太陽能板是中國製造。
全球超過60%的太陽能板是中國製造。

此外,增加可再生能源,政府部門也會獲得讚譽。中國約三分之二的用電依然是燃煤發電,優化中國的能源結構是一項關鍵的政策目標。

中國華北和西北的遼闊平原日照強烈,成為大型光伏電站的所在地也就不足為奇。用於建站的土地面積廣闊,太陽能資源相當穩定,施工建設也在大刀闊斧地推進。國際能源機構認為,中國能提前三年完成為2020年定下的太陽能光伏發電新增裝機容量目標。

中國在某些政治敏感地區著力建造光伏電站,背後也可能另有原因。近幾十年,很多人注意到中國一直積極鼓勵對西藏及其周邊地區投資基礎設施——在這裏,許多人拒絶承認中國對西藏自治區的主權。有人認為,此類投資部分是出於政治考慮——凝心聚力維護國家統一,為遷居此地的西藏各族人民保駕護航。

西藏最特別的一個項目是用太陽能發電來加熱整個地下電網,消融凍土,在上面種樹。據說,這是為了讓西藏各族人民更能感受到家鄉之美。

但在偏遠之地建造超大型光伏電站也有其弊端。為了弄清楚原因,我們需要再次從空中俯瞰中國。1935年,地理學家胡煥庸繪製了那條著名的"胡煥庸線",將中國由東北到中南一分為二。線兩側的面積大致相等,但人口密度懸殊。中國94%的人口生活在該線以東,其餘6%在該線以西。

香港中文大學的徐遠說,"中國風力和光伏資源分佈則完全相反"。

所以,中國很多光伏電站與有用電需要的大城市都相距甚遠,導致容量因數相當之低(容量因數指能源實際發電量佔理論最大發電量的百分比)。

青藏高原以北青海地區的光伏電站充分利用了晴空和驕陽。
青藏高原以北青海地區的光伏電站充分利用了晴空和驕陽。

徐遠引用中國電力企業聯合會(China Electricity Council)的數據表示,2018年上半年,中國光伏設備的容量因數僅為14.7%。也就是說,如果一座光伏電站的裝機容量是200兆瓦,以平均水平來計實際使用的電量還不足六分之一。

容量因數低的原因包括我們無從掌控的因素,比如說天氣。但在中國,因數低得異乎尋常。徐遠說部分是由於輸電線路中的電能損失,連接偏遠電站與用電地區的輸電線路公里數可觀,"電站位置和用電位置嚴重不匹配"。

斯坦福大學斯泰爾-泰勒能源政策與金融中心的博爾(Jeffrey Ball)稱,中國一直在完善輸電線路技術,努力解決這一問題。

當中包括研製輸電量高的直流電線——但工程進度並不如預期。

還有一個威脅中國太陽能產業的難題。5月,政府取消了對大規模光伏項目而言至關重要的財政補貼,意味著開發工程將耗資更甚。

削減國家公共財政支出是因為國有新能源專項基金負債累累,已經超過150億美元。"政府無法再提供補貼," 彭博新能源財經的劉女士說。新政引發行業震蕩。去年,中國光伏電站的安裝量為53吉瓦,劉女士預計今年新建項目總裝機容量不超過35吉瓦——同比下降超過30%。

龍羊峽的光伏電站與水力發電大壩相連,是世界上最大的光伏發電站之一(Credit: Nasa Earth Observatory)
龍羊峽的光伏電站與水力發電大壩相連,是世界上最大的光伏發電站之一。

劉女士說,如此一來,能源投資商們會從偏遠地區的大型太陽能電站轉投其他項目,比如在大城市的屋頂上搭建太陽能板,或是直接向客戶出售電力——目前在一些人看來都更有前景。隨著這些項目的擴大,可以累積客戶,理論上資金流會好轉,尤其是鑒於取消了對大型太陽能產業園的補貼。

但劉女士、博爾和徐遠都認為,超大型光伏電站還將不斷落成,無論在中國還是其他國家都是如此。

博爾說:"一定要意識到,這裏說的中國的影響力,不僅是指其在國內開發的大型太陽能電站,也包括在海外建造的大型光伏發電項目。"

目前,全世界有若干大型光伏電站正在建設中,很多在印度。隨著竣工日益臨近,各國將競逐"世界最大光伏基地"的稱號。許多將同中國有直接聯繫,例如埃及本班太陽能園區。

本班太陽能園區佔地37平方公里,發電容量預計在1600兆瓦至2000兆瓦,投資規模很大。目前正參與項目的一家承建方——是的——來自中國。

考慮到長途輸電的電能損耗,比起使用偏遠的光伏電站,屋頂搭建太陽能板往往更加有效。
考慮到長途輸電的電能損耗,比起使用偏遠的光伏電站,屋頂搭建太陽能板往往更加有效。

熊貓綠能集團在大同建造了黑白熊貓圖樣的太陽能電站,並將在中國新建更多。這是集團"熊貓100計劃"的目標,設計團隊甚至挑選了深淺兩種不同顏色的太陽能板來呈現大熊貓的形像。

集團也打算在其他國家建造搶眼的太陽能產業園——包括在斐濟的"熊貓+橄欖球"設計,以及在加拿大打造"熊貓+楓葉"電站。

劉女士指出,太陽能板的價格越來越低。可能用不了幾年,中國削減財政補貼就變得無關緊要——太陽能太過物美價廉,投資商不可能視而不見。她說,未來三至五年後,太陽能將實現平價,投資商沒有補貼也有信心建設。

但假如繼續建造大型太陽能園區,再過幾十年,一個常常被忽視的問題將亟待解決:廢棄的太陽能板。太陽能板的壽命只有30年左右,此後必須銷毀。但廢板難以回收,因為內含硫酸一類的有害化學物質。估計大約從2040年起,中國廢棄太陽能板的數量將會猛增,而目前就如何處理這一大批廢料還沒有明確方案。

也許,太陽能板不像核廢料那麼麻煩,但是要確保大規模的光伏產業真的是"綠色"能源科技,這是要跨過的另一道坎。

到了某個階段,我們必須解決這個問題。如博爾所說,不論是否提供補貼,平價太陽能的巨大吸引力都可能令未來幾年內大型電站不斷增加。"無論現在的光伏電站看起來有多宏偉,都會有越來越多這樣的工程,而且規模還將不斷升級。"

換句話說,可不是什麼都沒發生。

(BBC)

 

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