让太阳能大业如日中天
作者:Todd Woody
近三年前,南加利福尼亚的两家公用服务公司宣布,要向位于亚利桑那州凤凰城的斯特林能源系统公司(Stirling Energy Systems)即将建造的大型太阳能发电场购买多达17.5亿瓦特的电,当时引起了一番轰动。此前,斯特林能源系统公司已经研发了斯特林太阳能盘,这种太阳能盘高38英尺(约11.6米),宽40英尺(约12.2米),表面镶着镜子,看起来像反光的大型卫星接收器。太阳能盘把太阳光聚集在斯特林发电机上,太阳光能加热氢气,推动活塞从而发电。
要实现此计划,就需要7万个这样的太阳能盘覆盖沙漠地区。两家购电的公司分别是南加州爱迪生公司(Southern California Edison)和圣地亚哥燃气与电力公司(San Diego Gas & Electric)。根据加利福尼亚州的规定,这两家公司都要在2010年前把可再生能源在电力使用中的比例上调到20%。对于它们而言,这个购电计划无疑是场赌博。一年又一年过去了,斯特林还在对技术进行修修补补,可是像Ausra, BrightSource Energy 和 Solel这些竞争对手都已经纷纷崭露头角,抢尽风头。这几家公司都与太平洋燃气和电力公司(PG&E)签订了合同,还向加利福尼亚州的监管机构申请建造太阳能发电厂。2007年3月,我走访了斯特林公司位于新墨西哥州的测试场地。当时业内人士告诉我(当然只是私下评论):斯特林注定失败,它的太阳能盘太复杂太昂贵了,拼不过更为传统的太阳能技术。
这样的说法也许对,也许不对,但是斯特林公司最近的行动已经让唱反调的人哑口无言。斯特林已经向加利福尼亚能源委员会申请许可证,计划建造它的第一个,也是世界最大的一个太阳能发电厂。建成后工厂将拥有30,000个太阳能盘以及750兆瓦的发电功率,发电厂将建在圣地亚哥以东100英里(约161公里)的地方,这片联邦所属的土地由美国土地管理局控制,占地6,100英亩(约24.69平方公里)。(向能源委员会提出的申请是一份非常详细也非常昂贵的文件,人们把这份文件看成是一个项目有必要资金的标志;斯特林公司的申请书长达2,600页。)
斯特林公司的太阳能二号项目第一阶段将利用12,000个太阳能盘,为圣地亚哥燃气与电力公司提供300兆瓦的电能。比起其他太阳能热利用技术(技术原理是利用镜子加热液体,从而产生蒸汽,推动标准的发电涡轮机),以及屋顶上常见的太阳能光伏板,斯特林太阳能盘相对更为复杂,所包含的可动零件也更多,但是这种太阳能盘也有些明显的优势。首先,这是最高效的太阳能热利用技术,阳光到电力的转化率高达31.25%。每一个25千瓦的太阳能盘其实就是一个自成体系的小型发电厂,一旦安装完毕,就能马上发电赚钱。斯特林公司将分组建造太阳能盘,每组60个盘,功率1.5兆瓦,每组并网发电后马上能为自己赚回成本。而传统的太阳能热利用发电厂就必须等到建设完工后才能开始发电,这往往要等上一两年,工厂越大,时间越长。
另外,比起其他太阳能热利用发电厂,功率为750兆瓦的斯特林项目所消耗的水量也更少,而水在沙漠里可不是小问题。据斯特林公司称,太阳能二号项目将消耗33英亩-英尺(约40,705.5立方米)的水,用来清洗太阳能盘上的镜子,这样的水量相当于南加州33户人家每年的用水量。相比之下,根据公司申请表的数据显示,BrightSource Energy公司建造的太阳能发电厂只有斯特林发电厂的一半规模,每年却需要100英亩-英尺(约123,350立方米)的用水量;Ausra公司的发电厂功率为177兆瓦,却需要22英亩-英尺(约27,137立方米)的水。
然而,斯特林还要克服一些巨大的障碍。尽管它在4月份已经成功得到爱尔兰可再生能源公司NTR高达1亿美元的投资,可是要完成太阳能二号项目,公司仍然需要数十亿美元的资金。项目第二阶段将实现450兆瓦的功率,但前提是圣地亚哥燃气与电力公司能完成备受争议的新输电线的建造,这条输电线穿越沙漠,名为“日出电线”(Sunrise Powerlink)。工程还没被批准,估计最早要等到2009年才能动工,将耗时三年多。
另外一个重大的未知数是环保方面的压力。在离斯特林太阳能二号工程选址不到10英里(约16公里)的地方,还有人提出在土地管理局控制下的另外51,457英亩(约208平方公里)土地上建造太阳能发电厂。另外,还要考虑野生动物的问题。在斯特林的选址上,已经发现了好几种被加州列为“特别关注物种”的动物,包括穴鸮、扁尾角蜥,还有加州角百灵。
无论怎样,这对斯特林来说是很大的进步。加利福尼亚州州长阿诺德•施瓦辛格(Arnold Schwarzenegger)曾公开表示,“这是一个前所未有的太阳能项目,是加州可再生清洁能源生产的典范,只要再接再厉,加州一定能实现长期的能源目标和应对气候变化的目标。”