塔克拉瑪干沙漠鋪滿太陽能板,中國是不是就有無限能源了?

塔克拉瑪干沙漠鋪滿太陽能板,中國是不是就有無限能源了?

轉載自 瞻雲(zhanyun2028)

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這個設想,我們不妨稱之為——塔克拉瑪干超級工程。
塔克拉瑪干沙漠33萬平方公里,1平方公里的光伏發電約50MW,總功率16.5TW。
相當於中國當前光伏總功率的100多倍。
光伏發電一般年發電時間為2000小時,年發電量33T KWh(33萬億度電)
中國2020年度總用電量是7.42萬億度電,塔克拉瑪干超級工程可給當下4.5箇中國供電。
2020年度的居民直接用電是1.1萬億度電。

如果不考慮其它因素,那麼則可以給30倍的中國居民供電,也即給420億人供電。
光伏電站的造價成本為8000元/kw(8元/w),僅僅建設塔克拉瑪干超級工程就需要132萬億。
每TW的成本,大約是8萬億。
多年來的光伏投資累計也才1萬億左右,而中國2020年的GDP也才堪堪破100萬億。
但考慮到沙漠難題,以及大型電站的維護等等,成本會更高。


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那具體成本會有多少呢?
清華大學五道口金融學院院長張曉慧預測,中國要達到雙碳目標,需要在2050年之前投資150~300萬億。
而中國在2050年的光伏發電目標是5TW,並且光伏發電要成為全國主要能源,佔全國40%。
根據中國的雙碳目標來看,每TW的成本可達30~60萬億。
但根據實際情況,其實這5TW的光伏電站會主要建設在半隔壁半沙漠地區,要在塔克拉瑪干沙漠上建電站還需要考慮治沙問題。
那麼,鋪滿光伏電站最接近真實的成本將超過1000萬億人民幣,哪怕現今中國這樣的體量,每年拿出10%的GDP,也需要100年的時間。
如果根據近兩年的新增裝機量來看(2019年新增115GW),需要的時間則是150年。
但其實考慮到輸電的穩定性,未來超級光能電站也可能大規模建設光熱電站。
塔克拉瑪干超級工程很合適建設塔式熔鹽儲能光熱電站。

中控德令哈50mw熔鹽塔式光熱電站(別說,還挺像紅警裡光能塔的)

塔式熔鹽儲能光熱電站,是利用大規模定日鏡場收集的太陽能,把光能轉化成熔鹽的熱能,再根據電網的調度,讓熔鹽的熱能催動蒸汽發電。
例如,青海中控太陽能德令哈50MW塔式熔鹽儲能光熱電站,配置7小時熔鹽儲能系統。
這足以讓沙漠中不穩定的光能,轉化成連續、穩定、可調度的電能。
最關鍵的是,塔式熔鹽儲能光熱電站耐高溫,也更容易維護。
不過相比起光伏電站,光熱電站的發電量率差不多折半。
那麼,塔克拉瑪干超級工程所發的電量,差不多正好是2050年的光電目標。


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同樣的,光熱電站投資成本也是比光伏電站乘以3倍,單純電站成本就得500萬億左右,考慮到其它綜合成本,預估1500萬億。
其實,上1000萬億的成本,完全可以建設一座超級太空太陽能電站了。


例如,日本正在計劃建設的地球同步軌道(3.6萬公里)高空的太空太陽能電站,成本是2萬億日元(約110億人民幣),發電量1GW,通過微波輻射向地面傳輸電力。
那麼,投資100萬億,建設的太空太陽能電站便能發電10 TW左右,接近2050年中國的全國總用電功率。
投資1000多萬億建設的太空太陽能電站甚至能發電100 TW,對於2050年的全球用點都綽綽有餘。
由此可見,建設太空太陽能電站的收益,是遠遠大於塔克拉瑪干超級工程。
或許,中國的碳平衡目標,也包括太空太陽能電站的構想。

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中國第一個太空太陽能電站實驗基地已經在重慶開建。

雖然還需要很多技術和工程上的突破,而且隨著中國航天事業的發展,太空太陽能電站的建設,也會變成越來越容易的事情。
當太空太陽能電站建設完成,建設太空城,弱化版的局部戴森球,改造殖民火星,都會在未來變得更加容易。
當然,這些都距離我們太遠太遠了。
回到現實,如果2050年,中國尚未大規模建設太空太陽能電站。


考慮到成本和效率,未來依舊可能會是地面光伏發電為主。
而要讓電力足夠的穩定,則可以光水、光火、光核搭配(到2050年之後,中國的核聚變應該也能有很大的突破)
總的來說,雖然鋪滿33萬平方公里塔克拉瑪干沙漠是很不現實的。
但在2050年,鋪滿覆蓋西北大地10萬平方公里的光伏電站,卻正是中國人正在做的事情。
差不多正好相當於一個韓國的面積。
所以,有些超級工程,註定只有大國(至少包括領土意義上的)才能完成。
當然,從未來的角度來看,鋪滿也並非完全是空想。
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