“中国道路太阳能电网”可行性简述
伊 秋
“道路太阳能电网”是以全世界道路联网为基础构想的。在中国建设独立的“道路太阳能电网”,虽然不能实现24小时不间断发电,但在国际合作一时难以实现的前提下,这是一个积极而富有建设性的举措。而且,世界连通的“道路太阳能电网”也是要以各国的道路太阳能电网为基础的。所以,我主张在中国率先建立,以达到先行解决我国能源问题和垂范国际的目的。
我国经济持续高速发展了三十年,至今能源的瓶颈一直未能得到有效的突破。一方面,能源短缺带来的能源安全问题无时不在威胁着我们。对于石油和煤炭这些不可再生能源,我们明知“越用越少”,但为了发展经济又不得不“越用越多”。近年来,我国开始重视可再生能源的利用,水能、风能、太阳能都已进入人们的视野,可再生能源的应用技术也在不断提高和创新,但人们并未清醒地意识到,只有太阳能才是彻底解决人类能源问题的唯一出路。
另一方面,使用不可再生能源带来的环境污染问题,更是让人们陷入难以自拔的泥潭。为了用电我们燃烧煤炭排出二氧化硫,为了让汽车跑起来我们燃烧石油排出废气,把空气污染后我们又不得不花大成本去治理。面对这种捡了芝麻丢了西瓜的事,人们现在是一脸的无奈。也许我们不知道,当我们低头捡芝麻的时候,头上的太阳神正在发笑。
不可再生能源越用越少和由此带来的污染问题,就象一把剑上的双刃,现在人们是握在剑刃上,握得越紧伤害越大,不握紧又会失手丢剑。“道路太阳能电网”才是这把双刃剑的把手,握住这里,这把剑才是真正属于我们自己的。当然,未能充分认识太阳能对人类的恩惠,原因是多方面的,但其中主要原因是现在在太阳能利用的思路上的局限,那种高成本的“点”式太阳能发电站让人们对太阳能发电又爱又恨,爱恨交加。如今,“道路太阳能电网”系统把我们从“点”引到“网”上(关于“点”与“网”的对比,另有《“道路太阳能电网”构想》一文专述),使太阳能发电的高成本问题迎刃而解,为人们利用太阳能找到了一条康庄大道。
据资料显示,目前我国公路总长约为357万公里,面积3.57万平方公里(按平均路宽10米计算,下同)。铁路总长7.3万公里,面积0.07万平方公里。道路(含公路和铁路,下同)总面积为3.64万平方公里。从理论上讲,依据现在的太阳能发电技术,利用这个面积完全可以建成足够全国能耗的“道路太阳能电网”系统。
我国幅员辽阔,遍布在960万平方公里土地上的道路网络,可以极大地减少天气因素对阳光的阻隔。气象资料显示,即使在多雨的季节,整个中国大地完全被雨云覆盖的情况非常罕见,从而使整网因天气影响而不能发电的时间降至最少。
另外,我国国土从西到东跨越5个时区,从而使整网有比较大的东西宽幅。以夏至(6月22日)日为例,新疆喀什的日出时刻为07∶29,日没时刻为22∶27;黑龙江黑河的日出时刻为03∶20,日没时刻为19∶45,即该日整网光照时间为19小时,无日照仅为5小时。夏至是我国独立的“道路太阳能电网”最长的光照时间。
我们再来看看冬至(12月22日)日,位于我国东部的上海,日出时刻为06∶49,日没时刻为17∶00;新疆的喀什日出时刻为10∶13,日没时刻为19∶36,即该日的整网光照时间为13小时。这是我国独立“道路太阳能电网”最短的光照时间。
如果将整网光照时间平均取值,那么我国“道路太阳能电网”的日均光照时间为16小时。换句话说,整网不发电的时间仅为8小时,与发电时间比为1∶2。这样的比例虽然仍需一定的蓄电成本,但与现在的“点”状太阳能发电站相比,其整体发电效率会有一倍以上的提高,正所谓1+1>2。再加上无偿的道路用地、简单的管理维护以及规模效应的发挥等因素对降低成本所起的作用,“道路太阳能电网”的发电成本会低得让人难以想象。
那么,如果在我国建成独立的“道路太阳能电网”,究竟能给我们带来多少电能呢?根据我的计算,如果在我国的道路上面都装上太阳能聚光板,建成自动循环的道路太阳能电网,只要平均每平方米太阳能聚光板日发电量达到0.24千瓦时,就可以满足整个中国的用电,即年发电量32559亿千瓦时。而目前单晶硅太阳能电池板每平方米日发电量已经超过0.4千瓦时,所以从理论上说,在我国建设独立的道路太阳能电网是完全可行的。