太陽能和地?zé)嶙鳛榭稍偕哪茉,他們能夠給人類帶來的福祉是有目共睹的。但是,對(duì)這兩種能源的利用,卻是需要成本的,成本的多少也是有所不同的。本文試從美國應(yīng)用太陽能和地?zé)岬膶?shí)踐來分析這兩種能源的應(yīng)用成本和由此帶來的這兩種能源的發(fā)展前景。
太陽能
美國新澤西州公用事業(yè)委員會(huì)最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),安裝一個(gè)容量10千瓦的太陽能發(fā)電系統(tǒng)需要大約77,500美元。如果沒有補(bǔ)貼,該系統(tǒng)50年以后才能收回成本。而有補(bǔ)貼的話,收回成本的時(shí)間可縮短至9.6年。據(jù)國際能源署的報(bào)告,以太陽能電池板發(fā)電的成本為每度電35美分至45美分。美國太陽能工業(yè)協(xié)會(huì)說,美國的成本通常要低一些,大約26美分至35美分,因?yàn)檫@里日照較強(qiáng)。
現(xiàn)在,新一代的太陽能發(fā)電廠已經(jīng)能夠以很有競爭力的價(jià)格大規(guī)模地生產(chǎn)電力。新的發(fā)電廠使用一種名為聚焦式太陽能或CSP的技術(shù),該技術(shù)比傳統(tǒng)的光電池板更有效,它使用半導(dǎo)體芯片將日照轉(zhuǎn)化為電力。CSP發(fā)電廠使用大量的反射器或太陽能接收器來跟蹤太陽的移動(dòng)軌跡收集熱能。這些發(fā)電廠可以生產(chǎn)成百上千兆瓦的電力,接近礦物燃料發(fā)電廠的發(fā)電量。
但要想把太陽能發(fā)電廠的發(fā)電成本降低到接近傳統(tǒng)發(fā)電成本的水平并不是一件容易的事。美國能源部下屬的一個(gè)國家實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人說,雖然CSP發(fā)電廠的原材料——陽光是免費(fèi)的,但三個(gè)方面的因素令CSP發(fā)電廠的費(fèi)用比傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電廠更高。由于該項(xiàng)技術(shù)是新的,其設(shè)備本身就十分昂貴,而且要花更多的錢去運(yùn)行和維護(hù)。而由于風(fēng)險(xiǎn)的存在,項(xiàng)目融資需要付出高昂代價(jià)。目前,CSP仍然需要政府資助才能維持,無論資助形式是對(duì)發(fā)電廠商實(shí)行減稅還是向購電者提供補(bǔ)貼。這一行業(yè)在2006年取得一大進(jìn)展,獲得美國政府批準(zhǔn)享受稅收抵免優(yōu)惠,抵免額為太陽能項(xiàng)目成本的30%%。另一個(gè)正在進(jìn)展中的是由政府發(fā)起的可再生能源配額制度,這一制度也為可再生能源的開發(fā)者們提供了一條很有價(jià)值的收入渠道。希望達(dá)到減少溫室氣體排放目標(biāo)的企業(yè)和公用事業(yè)公司可以購買和出售這些配額。
新技術(shù)激發(fā)了該行業(yè)的快速發(fā)展。歐洲的主要電力公司如西班牙的AbengoaSA和意大利的EnelSpA都投入巨資修建新的發(fā)電廠,這些發(fā)電廠將在未來幾年內(nèi)投入運(yùn)行。在加利福尼亞州,愛迪生國際和SempraEnergy等公用事業(yè)公司已經(jīng)簽訂合同,向列入計(jì)劃的項(xiàng)目購買大量太陽能電力。在美國內(nèi)華達(dá)州,SolargenixEnergyLLC計(jì)劃年內(nèi)將一個(gè)64兆瓦的太陽能發(fā)電廠交付使用。
能源專家認(rèn)為,隨著更多的CSP發(fā)電廠開始運(yùn)行,這一技術(shù)將會(huì)得到改進(jìn),成本將會(huì)降低。但由于現(xiàn)在的成本很高,如果政府沒有重大激勵(lì)手段,很少有公司愿意冒險(xiǎn)建設(shè)電廠。
地?zé)?/P>
相較于其他可再生能源,利用地底深處的熱能發(fā)電的地?zé)崮茉纯赡芫哂懈鬂摿,且?duì)社會(huì)的影響較小。麻省理工學(xué)院(MIT)的一個(gè)跨學(xué)科小組最近進(jìn)行的一項(xiàng)有關(guān)地?zé)崮茉吹难芯堪l(fā)現(xiàn),到2050年,地?zé)崮茉纯梢蕴峁┤揽傆秒娏康?0%,且相對(duì)于礦物燃料而言,其價(jià)格頗具競爭力。
目前,地?zé)崮茉吹某杀緸槊慷入?美分至10美分(不含補(bǔ)貼)。主要費(fèi)用是建造鉆井和在井上修建發(fā)電廠。另外,需要專門技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行管理,確保適量的液體回到地?zé)嵫h(huán)以獲取熱量。產(chǎn)生的電量取決于許多因素,包括地?zé)釄龅拇笮,水壓和溫度,以及地(zé)釄黾訜岷歪尫潘乃俣取S葹閷氋F的是,地?zé)崮茉纯梢詴円共煌5刂圃祀娏。此外,與風(fēng)力和太陽能裝置不同,地?zé)岚l(fā)電廠占地很小,甚至比許多礦物燃料發(fā)電廠還小。目前,全球地?zé)嵫b機(jī)容量為8000兆瓦,其中3000兆瓦在堪稱地?zé)岚l(fā)電大國的美國。美國舊金山市北部72英里的間歇泉地區(qū)是世界上最大的已開發(fā)地?zé)釄觯側(cè)萘繛?25兆瓦,相當(dāng)于一個(gè)半傳統(tǒng)發(fā)電站。
美國麻省理工學(xué)院的研究發(fā)現(xiàn),如果各大公司,尤其是石油公司運(yùn)用它們在鉆探、地質(zhì)學(xué)和水文學(xué)方面的知識(shí)來解決這個(gè)問題,地?zé)峥梢詭Ыo人們更多的電力。研究和開發(fā)一處地?zé)犭姀S需要投入8至10億美元,相當(dāng)于一個(gè)燃煤發(fā)電廠的研發(fā)費(fèi)用。
開始階段,每發(fā)一度電大約需要10美分,但隨著工藝的改進(jìn),今后的成本會(huì)降至每度電5美分,這一點(diǎn)可能10年之內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)。這樣的話,地?zé)崞髽I(yè)將可與現(xiàn)代的燃?xì)獍l(fā)電廠競爭。不過,主張開發(fā)地?zé)岚l(fā)電的人士說,地?zé)崮茉吹陌l(fā)展需要政策扶持,包括貸款擔(dān)保、資源耗減補(bǔ)助、稅收減免和加速折舊,這些優(yōu)惠政策石油、天然氣和礦物開采公司都在享受。
盡管如此,地?zé)崮茉慈悦媾R風(fēng)險(xiǎn):如果管理不慎,熱能可能會(huì)耗盡。以間歇泉地區(qū)為例,運(yùn)營商們不得不讓至少六臺(tái)發(fā)電設(shè)備閑置,雖然那里的地?zé)釄龃蟛糠质瞧甙耸甏砰_發(fā)的。