非洲太陽能可望為歐洲提供動力

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迷你巴士行駛在一條新鋪的橫穿遼闊高原的道路上,龜裂的土地向南延伸至摩洛哥沙漠。這裏是摩洛哥的沙漠邊緣地帶,自從開始建設世界上最大的太陽能發電園區瓦爾扎扎特 NOOR 系列電站,這裏就不再像以前那麼荒涼了。

如一輛巴士大小的拋物鏡成排排列著,覆蓋 140 萬平方米(1500 萬平方英尺)的沙漠,面積相當於 200 個足球場。這座巨大的建築坐落於高阿特拉斯山脈腳下的一處陽光普照的地方,距暱稱為沙漠之門瓦爾扎扎特 (Ouarzazate) 市 10 公里(6 英里)。Ouarzazate 每年約有 330 天的日子都是晴空萬里,因此這裏是建設太陽能發電站的理想選擇。

除了滿足國內能源需求,摩洛哥希望有一天能將太陽能電力出口到歐洲。而這個規模巨大的太陽能園區將可能開始定義非洲和世界能源的未來。

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Image caption 與公共汽車一般大小的數百個曲面鏡成排排列著,覆蓋 140 萬平方米的沙漠,面積相當於 200 個足球場(圖片來源:Getty Images)

當然,在我參觀的那天,天空淹沒在雲霧中。"今天不發電,"負責實施旗艦項目的摩洛哥太陽能署(簡稱 MASEN)Rachid Bayed 說。

但偶爾休息也無需擔心。經過多年的失敗開端後,太陽能發電技術正日益成熟。摩洛哥這個太陽能資源豐富的國家逐漸開始利用他們最豐富的清潔能源,開啟太陽能時代。摩洛哥 Ouarzazate 光熱電站是非洲的幾個大型光熱電站之一,與此同時世界上石油儲量豐富的中東國家如約旦、迪拜和沙特阿拉伯等也在積極建設光熱電站。太陽能發電成本的不斷下降使其成為石油的可行替代,即使在世界上最富油的地區。

Noor1 是 Ouarzazate 太陽能園區的一期工程,其發電量表現已經超過預期。這是一項鼓舞人心的結果,符合摩洛哥的目標,通過關注可再生能源,同時仍滿足日益增長的能源需求(每年約增加 7%)來減少化石燃料支出。摩洛哥穩定的政治經濟環境為其贏得了歐洲方面的資金援助,歐盟為摩洛哥 Noor 項目提供了 60% 的資金。

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Image caption 每年約有 330 天的日子都是晴空萬里,擁有沙漠之門之稱的 Ouarzazate 市周圍地區是理想選擇(圖片來源:Sandrine Ceurstemont)

摩洛哥計劃到 2020 年從太陽能獲取 14% 的能源,若加上風能等可再生能源,希望到 2030 年實現可再生能源佔比達52%的目標。這在一定程度上使摩洛哥與英美兩國的可再生能源目標趨近。其中,英國希望十年後可再生能源發電量佔比達 30%,而美國總統奧巴馬則設定 2030 年可再生能源發電量佔比達到 20% 的目標。(美當選總統特朗普已聲稱不支持開發可再生能源,但他的行動可能沒有太大的影響,因為美國各個州以及一些大型公司已經開始投資更清潔廉價的可替代能源。)

由於我參觀的那天沒太陽,數百個鏡子靜止不動,鴉雀無聲。該團隊密切關注天氣預報,預測第二天的產品,運行陰天時使用其他能源資源接管。

但通常情況下,在反射器隨著太陽一起移動(像一個巨大的向日葵田)時,可聽到聲音。鏡子將太陽的能量聚焦在流過管道網絡的合成油上。溫度高達 350℃ (662°F) 時,熱油用於產生驅動渦輪動力發電機的高壓水蒸汽。"這與化石燃料使用的是相同的傳統過程,除了我們將太陽的熱量作為來源,"Bayed 說。

電力需求達到峰值時,該發電廠將在日落後繼續發電。白天的一些能量儲存在由硝酸鈉和硝酸鉀製成的超高溫熔鹽儲層中,這使得電力生產能夠保持長達三小時。在該發電廠的下一期,日落後將持續發電長達八小時。

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Image caption 一旦完全投入運行,太陽能發電廠將僅需 50 到 100 名員工(圖片來源:Sandrine Ceurstemont)

除了增加摩洛哥的發電量,Ouarzazate 光熱項目在一定程度上也改善著當地經濟狀況。在最初兩年的建設期間僱用了大約 2000 名工人,其中許多人是摩洛哥人。為方便進入該園區而修建的道路也將附近的村莊聯繫在一起,這樣孩子們上學也比以前更加方便。此外,為該太陽能園區供水的管道也分散到周圍的 33 個村莊裏,使村民用水更加便利。

摩洛哥太陽能管理署 (MASEN) 還幫助該地區的農民進行可持續發展的實踐活動。位於 Ouarzazate 以北 30 英里(48 公里)Asseghmou 地區的 Berber 村莊裏的一座小農場改變了傳統的養殖母羊的方式。之前,大多數農民放養這些家畜,但如今他們學到更可靠的技術,例如將家畜圈養在圍欄裏,以此來提高繁殖量。MASEN 還為 25 家農場送去了綿羊以實現繁殖目的。Chaoui 在當地經營著一家農場,他表示自己現在有更可靠的糧食保障。另外,由於聽取了 MASEN 提供的建議,他種植的杏樹碩果累累。

即便如此,當地的一些人仍有顧慮。Zagora 市的失業率相當高,居住在這裏的 Abdellatif 認為建設該電站應多考慮為當地居民提供長期性的工作。據介紹,他的朋友受僱在該太陽能園區工作,但合同期僅為幾個月。一旦該電站完全投入運行,只需要大約50到100名員工,此後他們又得重新尋找工作。"該電站的設備組件在國外生產,但如果能在本地生產將為居民創造長期工作的機會,這樣最好不過了"他說。

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Image caption 電站從當地的 ElMansourEddahbi 大壩抽取大量水。缺水是半荒漠化地區的一大問題(圖片來源:Sandrine Ceurstemont)

然而,更大的問題是,該電站從當地的 El Mansour Eddahbi 大壩抽取大量的水來清潔鏡面和作冷卻水。近年來,缺水是半荒漠地區的一個突出問題,因為經常有斷流現象出現。Draa 河谷南部的農業生產依靠該水壩產生的水,而水壩的水有時也被釋放到其他幹枯的河流中。但太陽能園區經理 Mustapha Sellam 聲稱,該電站的用水量僅佔該水壩供水量的 0.5%,與其容量相比可以忽略不計。

但是,該電站的耗水量對為水源掙扎的農民依然產生了不小的影響。為盡可能地削減不利影響,電站方正在改進技術以減少用水量。現在,電站使用加壓空氣代替水來清潔反射鏡、採用空冷系統等。鑒於 Noor 1 使用水來冷卻由發電機產生的蒸汽,使得它可以回到水中並重覆使用以產生更多的電,將安裝使用空氣的幹式冷卻系統。

目前,這些新的太陽能園區部分正在建設中。Noor 2 將類似於第一期,但 Noor 3 將嘗試不同的設計。取代成排排列的拋物鏡,將使用一座大型塔器捕獲和存儲太陽的能量,這被認為更有效率。

塔周圍的七千面平面鏡均循跡並向塔頂部的接收器反射太陽光線,這比現有的拋物鏡安置需更少的空間。填充塔內部的熔鹽將直接捕獲和儲存熱量,從而無需熱油。

類似系統已經在南非、西班牙和美國的一些電站中使用,例如加利福尼亞州的莫哈韋沙漠和內華達州。但 Ouarzazate 最近架設的結構(86 英尺(26 米))是世界同類中最高的。

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Image caption 非洲豐富的光資源或使其成為世界其他地區的能源供應者(圖片來源:Getty Images)

摩洛哥的其他電廠正在建設中。明年,摩洛哥其他的光熱電站也將在該國西南部的 Laayoune 和 Boujdour 附近開始建設(後續光熱電站在 Tata 和 Midelt 附近)。

摩洛哥和南非的光熱電站的成功建設或將鼓勵非洲其他國家著手太陽能發電站的建設。南非已然是世界十大太陽能發電站建設者之一,盧旺達建設了東非地區第一個太陽能發電站(已於 2014 年投運),加納和烏干達則正在計劃建設大型太陽能發電站。

非洲豐富的光資源或使其成為世界其他地區的能源供應者。Sellam 對 Noor 光熱項目寄予厚望。"我們的主要目標是實現能源獨立,但如果某天我們的發電量產生盈餘,這些過剩的電量也將輸送到其他國家。"他說。想像一下,在柏林用在摩洛哥生產的電力為您的電動汽車充電。

隨著雲彩在 Ouarzazate 升起,非洲正忙於規劃陽光明媚的一天。

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