我國在沙漠地帶搞太陽能發(fā)電的可行性探討

我國在沙漠地帶搞太陽能發(fā)電的可行性探討一塔克拉瑪干沙漠的特性

1氣候及地形特性

我國是多沙漠地區(qū)，多數(shù)沙漠在我國的西部。其中位于塔里木盆地中心塔克拉瑪干沙漠，大沙漠東西綿延1000千米，南北寬約400千米，面積相當于9個多臺灣省的大小，達33.76萬平千米，占全國沙漠面積的47.3%，是我國最大的沙漠。塔克拉瑪干沙漠內部沙丘連綿起伏，一般高70米～80米，最高可達250米，沙漠內部植被稀少，多為流動沙丘。塔里木盆地是大型封閉

性山間盆地。天山、昆侖山阻隔印度洋和西太平洋暖濕氣流的進入，降水量小，氣候變化大。夏季炎熱少雨，光腳不能在沙漠中站立一分鐘，沙面溫度高達70℃～80℃。高熱的氣流不斷上升，使越過高山進入塔克拉瑪干沙漠上空的印度洋和西太平洋暖濕氣流難以形成云層（在青藏高原上空由于冷卻作用很容易形成云層）。這個干燥的氣流由于地球自轉的原因一直影響到沙漠以東的同緯度地區(qū)，使這些地區(qū)干旱現(xiàn)象日益嚴重。冬季氣候又變得異常的寒冷，氣溫經常在-20～-25℃，最低氣溫可達-50℃。春季多風，平均每月大風4～5次，狂風怒吼，沙塵天氣頻繁。塔里木盆地降水量北部一般在50mm～70mm，南部一般在15mm～30mm，降水稀少，蒸發(fā)強烈，空氣十分干燥，塔克拉瑪干大沙漠的西部盛行西北風，使沙丘向東南方向移動，沙漠東部盛行東北風，使沙丘向西南方向移動，塔克拉瑪干流動沙丘總的移動方向是自北向南。故塔克拉瑪干沙漠不斷向南擴張，向著昆侖山麓推進。2000多年來沙丘平均向南移動了100千米左右，使絲綢之路南道的絕大部分的古城被風沙湮沒。

2能源特性

我國屬太陽能資源豐富的國家之一，全國總面積2/3以上地區(qū)年日照時數(shù)大于2000小時。我國西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古高原的總輻射量和日照時數(shù)均為全國最高，年平均日照時間2800－3300小時太陽能輻射量為160－200千卡/cm2·年。每一平方米每年1860千瓦時。塔克拉瑪干沙漠大約33萬平方公里，太陽每年給這里的輻射能量6138000億千瓦時，按光電轉化效率20%計算，也有1227600億千瓦時可提取的能量。相當于1500個三峽發(fā)電站的發(fā)電量（三峽電站全部投產后年發(fā)電量為847億千瓦時）。是2005年全國發(fā)電量的50倍（2005年全國發(fā)電量24747億千瓦時）。二建造沙漠綠色能源產業(yè)多年以來，我們?yōu)榱烁脑焐衬蠖嗖捎弥仓曛膊菥G化的方法。雖然取得了一些成效，但是付出的成本太大。究其原因是方法沒有因地制宜。沙漠本身就少水，水貴于金，而植物沒有水是萬萬難以成活的。所謂抗旱植物也就是對水的需求相對少一些而已。一旦水源跟不上，植物

就會枯死。人和自然條件相違的抗爭付出的代價性當大。如果我們換一種方式，在沙漠上建造太陽能發(fā)電基地，這樣既固定了沙丘，又向自然索取了我們需要干凈能源。同時降低了沙漠地帶的氣溫，使越過高山入塔克拉瑪干沙漠上空的印度洋和西太平洋暖濕氣流可以形成云層，改善我國西北部地區(qū)干旱少雨的現(xiàn)象。

1太陽能發(fā)電的形式

現(xiàn)在太陽能發(fā)電形式已光伏電池發(fā)電為主。但是由于成本太高，大面積使用還有困難。再一種方式就是熱電方式。但是熱電方式在我國做的研究還不多。但是從目前的技術發(fā)展來看，熱電方式發(fā)電技術已經成熟。所謂熱電發(fā)電方式，是指先將太陽能轉化為熱能，由熱能產生蒸汽，再由蒸汽推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。這一套技術所需要的太陽能集熱器，高溫熱傳導介質，熱交換蒸汽發(fā)生器，以及低壓汽輪機在我國均已經已經可以生產。熱電發(fā)電形式比光伏發(fā)電在制造能力和投資規(guī)模上都有優(yōu)勢。

2太陽能發(fā)電基地-玻璃生產基地連和能源系統(tǒng)工程

熱電式太陽能發(fā)電的主要部件是太陽能集熱器。要達到發(fā)電所需要的280攝氏度。集熱器必須是聚焦式。以國產小型單體低壓蒸汽輪機為例，其發(fā)電功率為6478千瓦，所需的太陽能集熱器面積在45000平米。制造集熱器的高溫受熱管和聚焦鏡的材料最好是玻璃。因此玻璃是建造太陽能發(fā)電基地的主要材料。在西北區(qū)建造玻璃生產基地有得天獨厚的優(yōu)勢。我國玻璃硅質原料資

源非常豐富，主要包括玻璃用石英巖、石英砂巖、石英砂和脈石英等類礦。全國26個省(區(qū))有189個礦區(qū)，總保有儲量38億噸。就地區(qū)分布看，玻璃用石英巖以青海為最，占全國總儲量的42.4%；其次在新疆也有多處玻璃礦區(qū)。此外就是西北的能源有優(yōu)勢。因此我們可以在靠近沙漠的地區(qū)建造一個玻璃生產基地，其產品源源不斷地提供給太陽能熱電生產基地使其不斷的擴大。當太陽能熱電生產基地所產生出的電能可以維持玻璃生產基地所需的能源消耗時。這個系統(tǒng)將不再需要外部能源供給，而其不斷擴大的電能生產能力將源源不斷地為我們提供足夠的電能需求。

3保護環(huán)境，造福子孫。

太陽能熱電生產基地使其不斷的擴大和發(fā)展，將不斷的減少我國煤炭的消耗量，減少二氧化碳排放量。根據(jù)國際能源機構的估算，2000年我國化石燃料燃燒所產生的二氧化碳排放量約為30億噸，約占全球化石燃料燃燒產生二氧化碳排放總量的12．8％，總量排序在美國之后，居世界第二位。按照到2020年“全面建設小康社會”的目標，在未來近20年的時間里，我國的經濟發(fā)

展仍將繼續(xù)保持較快的增長速度，能源需求將有一個顯著的增長，由此產生的二氧化碳等溫室氣體排放量也不可避免將有較大幅度的增長。根據(jù)《2020年中國能源需求情景分析》的研究結果，到2020年，我國化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放量將達到62—66億噸，在全球排放總量中所占的份額也將上升到18％～19％左右?？紤]到全球氣候變化與國家能源戰(zhàn)略和經濟發(fā)展之間的密切聯(lián)系，氣候變化問題已日益成為我國制定國家能源戰(zhàn)略的重要影響因素。２００５年２月１６日，《京都議定書》正式生效，這是人類歷史上首次以法規(guī)