中國儲能網(wǎng)訊:中東及北非各國因富產(chǎn)化石燃料而聞名。但這些國家最近關(guān)注的卻是替代化石燃料的替代能源。這是因為化石燃料是這些國家獲取外匯重要的手段,是經(jīng)濟增長的根本,因此各國均提出了盡量不去開采,并在今后化石燃料枯竭之前,培育出替代能源的長期發(fā)展戰(zhàn)略。這些國家的氣候特點是,夏季氣溫高達50℃,全年陽光普照,因此各國均著眼于太陽能等資源,爭相啟動了全球最大規(guī)模的項目。
中東及北非各國中,率先推進太陽能戰(zhàn)略的是阿拉伯聯(lián)合酋長國(UAE)。該國在艾哈邁德王子的主導下,于2006年提出了以可再生能源為主的資源開發(fā)方針“馬斯達爾計劃”(Masdar Initiative)。具體推進了以下3項業(yè)務:
?。?)建設100%采用可再生能源的“馬斯達爾城”;
?。?)創(chuàng)設可再生能源全球研究基地;
?。?)向全球的可再生能源業(yè)務進行投資 。
其中,馬斯達爾城這一城市開發(fā)項目規(guī)模龐大,將于2020年~2025年期間,在阿布扎比近郊沙漠約6.5平方公里的范圍內(nèi),建成一座人口約5萬人的人工城市。2010年10月已建成了馬斯達爾科學技術(shù)研究所(MIST)的6棟建筑,并在建筑屋頂設置了太陽能電池板和太陽能熱水器,供應設施內(nèi)使用的大部分熱水和30~35%的電力。其余電力則由城內(nèi)的百萬瓦級太陽能設施(圖1)供應。
如果達不到節(jié)能目標,紅色LED燈就會亮起
馬斯達爾科學技術(shù)研究所的獨特之處是,在院內(nèi)設置了風塔,通過從上部捕獲風,使院內(nèi)的溫度平均下降了6℃。并在風塔四角設置了LED照明,當整個院內(nèi)達到節(jié)能目標時(比阿布扎比的家庭平均節(jié)能50%以上),LED照明就會發(fā)出綠光,未達標時則顯示為紅光,紅色的燈光會督促用戶采取節(jié)能活動,比如上調(diào)空調(diào)溫度等(圖2)。
在馬斯達爾城建設能源自給型總部辦公樓
繼馬斯達爾科學技術(shù)研究所之后,2012年10月開始建造兼作馬斯達爾城總部及國際可再生能源機構(gòu)(IRENA:International Renewable Energy Agency)總部的建筑。該建筑由3棟大廈組成,總建筑面積為3.2萬平方米,預定2014年夏季完工。其特點是,在屋頂設置1000平方米的太陽能電池板,實現(xiàn)能源自給,并采取利用自然風及光線等的被動式設計,在結(jié)構(gòu)方面采用了多項節(jié)能技術(shù),例如使用水量較現(xiàn)有大廈減半等(圖3)。
阿聯(lián)酋投資的代表性可再生能源項目有,2013年3月啟動的全球規(guī)模最大的100兆瓦太陽熱發(fā)電站“Shams-1”(圖4),使用熔鹽、可24小時全天運轉(zhuǎn)的太陽熱項目“Gemasolar”,以及與德國大型電力企業(yè)意昂集團(E.ON)共同投資的“倫敦陣列海上風力發(fā)電項目”等。
其中,“Shams-1”項目的投資總額為6億美元,由馬斯達爾城的實施主體、政府下屬企業(yè)阿布扎比未來能源公司(ADFEC)出資60%,西班牙阿文戈亞太陽能公司(Abengoa Solar)與法國道達爾公司(Total)設立的合資公司出資40%。該電站采用聚光型太陽熱發(fā)電(CSP) 系統(tǒng),在2.5平方公里的土地上,并排鋪設768座由25.8萬枚反射鏡構(gòu)成的半圓形拋物面聚光鏡,所發(fā)電力可供阿聯(lián)酋2萬戶家庭使用。此外,還預定為馬斯達爾城供電。
“Gemasolar”的特點是,使用蓄熱性強的熔鹽替代原來的水作為在發(fā)電時吸收太陽熱的介質(zhì),在夜晚和陰天時,也能夠利用在光照條件較好時積存的熱量進行發(fā)電。發(fā)電渦輪的輸出功率為19.9兆瓦,能滿足2.5萬戶家庭的電力需求。
“倫敦陣列海上風力發(fā)電項目”由阿布扎比未來能源與意昂共同投資,一期工程630兆瓦已于2012年底建成。設置了175座由德國西門子公司制造的、輸出功率為3.6兆瓦的風力發(fā)電機,同時還建設了供電網(wǎng)。按照預定,在二期工程結(jié)束后,該項目的輸出功率將達到1000兆瓦,成為全球規(guī)模最大的風電場。
沙特阿拉伯也在培育可再生能源產(chǎn)業(yè)
在阿聯(lián)酋馬斯達爾計劃的刺激下,中東各國也啟動了可再生能源項目。
以世界最大的產(chǎn)油國沙特阿拉伯為例,隨著人口增加和海水淡化項目的增加,該國的能源需求越來越大,為了減少換取外匯的寶貴資源——石油的消費,該國已經(jīng)開始致力于發(fā)展可再生能源和核電。于2010年4月啟動了“阿卜杜拉國王核能與可再生能源城”(KACARE:King Abdullah City for Nuclear and Renewable Energies)項目。
沙特在2012年6月公布了該項目的具體計劃。力爭在20年后培育出國內(nèi)可再生能源產(chǎn)業(yè),建設5400萬千瓦的可再生能源發(fā)電設備。
為此,沙特預定實施兩次招投標,第1次招投標的時間為2013年,包括太陽能發(fā)電110萬千瓦、聚光型太陽熱發(fā)電90萬千瓦、風力發(fā)電65萬千瓦、地熱與廢棄物能源發(fā)電20萬千瓦。
2014年實施的第2次招投標包括太陽能發(fā)電130萬千瓦、聚光型太陽熱發(fā)電120萬千瓦、風力發(fā)電105萬千瓦、地熱與廢棄物能源發(fā)電25萬千瓦。沙特還提出了采用可再生能源發(fā)電固定價格收購制度(FIT)的方針,預定于2015年實行。
在中東和北非發(fā)電供應歐洲
還有,“DESERTEC”和“地中海太陽能計劃”等廣域項目也已經(jīng)啟動,具體而言,就是在中東和北非的沙漠地區(qū)建設大規(guī)??稍偕茉窗l(fā)電設備,在向該地區(qū)供電的同時,通過高壓直流(HVDC)供電網(wǎng)向歐洲供電。
其中,DESERTEC將在面積達1.7萬平方公里的撒哈拉沙漠中,分布設置聚光型太陽熱發(fā)電系統(tǒng)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)及風力發(fā)電系統(tǒng),把生產(chǎn)的電力輸往歐洲、中東和北非各國(圖5)。這是一項可滿足中東和北非各國75%電力需求、歐洲15%電力需求的宏偉計劃。在電力之外,還提出了建設海水淡化設備,滿足中東和北非所有用水需求的目標。
DESERTEC的首項實證項目,是在摩洛哥建設50萬千瓦太陽熱發(fā)電設備。該設備始建于2012年,計劃于2015年~2016年投入運轉(zhuǎn),并向西班牙供電。除此之外,在突尼斯發(fā)電向意大利供電的實證項目也在探討之中。今后的計劃是,在完成發(fā)電與供電的實證后,從2017年開始進行商業(yè)發(fā)電并向歐洲供應電力,在2050年完成全部項目。今后的重點課題是,第一,強化可再生能源的成本競爭力;第二,完善電網(wǎng)與歐洲各國的電力市場;第三,提出令投資方與接受投資的非洲各國都滿意的項目方案。
可再生能源規(guī)模達到20吉瓦的地中海太陽能計劃
地中海太陽能計劃(MSP:Mediterranean Solar Plan)是以法國為中心,由2008年7月成立的地中海聯(lián)盟(UfM:union for the Mediterranean)主導開展的項目。其目的在于,在以北非和中東為中心的地中海沿岸各國,建設可再生能源發(fā)電設備并開展電力生產(chǎn),并構(gòu)建基礎設施,在供沿岸各國消費的同時,還向歐洲供電。
計劃的目標是在2020年之前,使北非和中東的可再生能源發(fā)電總輸出功率達到20吉瓦?,F(xiàn)在,各國都計劃了多個項目,其中,摩洛哥33個,土耳其29個,突尼斯29個,埃及20個,約旦20個,敘利亞12個,阿爾及利亞6個。在最先建設的10吉瓦項目中,預計55%為風力發(fā)電,35%為太陽熱發(fā)電,9%為太陽能發(fā)電,但到最終階段,太陽熱估計將占較高比例。
按照日程安排,第1階段(設置目標與組織化)截止到2008年底,第2階段(試點階段)為2009年初~2010年底,第3階段(大規(guī)模開展)為2011年初~2020年底。
現(xiàn)在,計劃已經(jīng)進入了第3階段,但也有看法指出計劃的進展不及預期。今后需要解決的課題包括,構(gòu)筑推進地中海太陽能計劃的制度與地中海各國的法律框架、構(gòu)筑籌資框架、通過建設新生產(chǎn)設備及設施強化產(chǎn)能與技術(shù)革新及構(gòu)筑能源運輸相關(guān)基礎設施等。