在距离山东省海岸约30公里的中国黄海,去年年底两艘载有整齐排列的太阳能电池板的圆形木筏开始发电,这是朝着清洁能源新突破迈出的关键一步。
中国最大的可再生能源开发商国家电力投资公司和挪威开发商海洋太阳公司(Ocean Sun AS)的这项实验是迄今为止最引人注目的海上太阳能技术测试之一。这是该行业的一个潜在进步,将使海上地区能够容纳可再生能源并帮助土地受限的地区加快摆脱化石燃料的转型。
太阳能在海上的大多数初步试验都涉及小规模系统,还有许多挑战需要克服,包括更高的成本以及腐蚀性盐或破坏性风的影响。然而开发商越来越相信,海上太阳能可以成为可再生能源中一个重要的新领域。
Ocean Sun首席执行官Borge Bjorneklett表示,“这项规定的适用范围几乎是无限的,因为许多地区对土地的使用都有限制,包括欧洲、非洲和亚洲的部分地区以及新加坡和香港等地。在这些地方,你可以看到人们对这项技术非常感兴趣。”
山东省计划到2025年在海上增加超过11 GW的太阳能,并最终建设42 GW,超过挪威目前的发电能力。邻省江苏省的目标是增加12.7 GW,而福建和天津等省也在研究这些建议。日本、荷兰和马来西亚等国家正在进行或准备测试项目。
尽管预计今年太阳能投资将首次超过石油生产支出,但许多地区在寻找安装大量电池板的土地方面仍面临挑战,要么是因为缺乏可用空间,要么是由于地形恶劣,要么是这样做需要砍伐森林。这推动了对新的、有时不太可能的太阳能发电站的检查,这些发电站已经在湖泊、水库、养鱼场和大坝上交付了数百个浮动项目。日本有几十个较小的阵列,中国和印度增加了主要业务,哥伦比亚、以色列和加纳等国也建立了设施。今年1月,美国最大的浮动太阳能项目全面上线,新泽西州Canoe Brook水处理厂的太阳能电池板为1400户家庭提供了足够的电力。
中国合肥阳光水面光伏科技有限公司水上太阳能机组负责人李翔说:“可再生能源的安装必须增加,但现实的问题是在哪里建设,阳光水面光伏公司是世界上最大的可再生能源设备制造商之一,我们认为水面有很大的潜力。”
在中国东部安徽省淮南市的一个人工湖的深绿色水面上,安装了大约50万块漂浮的太阳能电池板,它们聚集成巨大的块状,白鹅在旁边游动。阳光公司在一个以前的煤矿原址上建造的项目占地400多个足球场,为10多万户家庭发电。
深圳南方科技大学副教授曾振中等研究人员在3月份发表的一篇论文中表示,在现有水库上增加太阳能系统,理论上可以让全球6000多个城市和社区发展自给自足的电力系统。曾振中在接受采访时说:“我们不需要争夺农田,也不需要砍伐森林,甚至去沙漠。”
然而研究人员发现,还需要对用面板覆盖水体的潜在长期后果进行更多的评估。去年5月,由于担心对生态系统和防洪的影响,一些淡水地区的新开发被禁止。尽管淡水站点的太阳能发电厂预计将继续在全球扩张,但其中一些担忧以及海上项目的潜力正在帮助推动海上行业的活动。中国科技部已将到2025年开发近岸漂浮技术列为重点任务,阳光水面光伏等公司也在与研究人员合作。
据Ocean Sun报道,可以处理高达4米海浪的海洋太阳能电池阵列可能在一年内准备好进行商业部署,而能够承受10米高涌浪的系统至少需要三年的时间才能完善。南方科技大学的副教授曾振中表示,可行的技术可能在一到两年内准备就绪,他也在研究海上开发。
开发人员正在试验不同的概念。Ocean Sun的环形漂浮物由高密度塑料管和一层薄膜制成,表面铺设有面板,随着波浪的运动而起伏。总部位于鹿特丹的SolarDuck AS将面板安装在三角形平台上并已同意测试其系统,包括在东京湾和马来西亚Tioman Island海岸外的一个项目中。
海上太阳能市场的最终规模仍然存在疑问。BloombergNEF估计,由于安装更加复杂,海底电缆成本高昂,在海上开发太阳能面板的成本可能会高出40%左右。与海上风电不同,海上风电由于更强的阵风和更大的涡轮机而比陆上风电场产生更多的电力,在海上和陆地收集阳光对发电没有重大好处。
Trivium中国的分析师Cosimo Ries说:“海上太阳能在某些方面是两个世界中最糟糕的,安装成本更高,但发电量却不高。”Ries说,海上太阳能很可能最终成为一个利基行业,主要服务于新加坡等土地匮乏的沿海城市。
支持者坚持认为这项技术正在迅速改进并将在帮助人口众多、土地匮乏的国家控制排放方面发挥作用,对许多发展中经济体来说,这将满足仍在增长的能源需求。
全球最大的电池板生产商隆基绿色能源技术有限公司(Longi Green Energy Technology Co.)正在开发专门适用于海上条件的模块,并正在江苏省进行一项研究。该公司3月份在厦门举行的一次会议上表示,尽管目前市场规模有限,但“海上太阳能的潜力相对较大”。
根据国家电力投资公司的预测,仅中国就有潜力拥有约700 GW的海上太阳能,大约相当于印度和日本的总发电能力。“这不会很难,”南方科技大学的副教授曾振中说。“人们还没有意识到它有多大的潜力。


