太阳能是可再生能源。每年投射到地面上的太阳能高达1.05×1018千瓦时,相当于1.3×106亿吨标准煤。按照目前太阳质量消耗速率计,太阳内部的热核反应足以维持6×1010年,相对于人类发展历史的有限年代而言,可以说是“取之不尽用之不竭”的最大的清洁能源。因此,攻克太阳能利用技术,意味着可以解决能源危机,可以确保能源安全。
在太阳能利用技术的研究与开发方面,以色列一直处于世界领先行列。在上月举行的以色列高技术大会上,记者结识了以色列太阳能热利用技术研究的代表人物———魏兹曼研究院环境与能源系能源研究中心主任卡尔里教授。卡尔里教授对中国的太阳能资源分布和利用技术研究情况比较了解。我应他的热情邀请访问了他的实验室。
研究与利用全面开花
“以色列是一个日照充足,太阳能资源条件非常好的国家。以色列没有石油、煤炭等自然资源,因此在太阳能利用技术的研究与开发方面,一直受到政府主管部门、研究机构和企业的重视,取得了许多先进的技术成果。”卡尔里教授开门见山地说。
据卡尔里教授介绍,太阳能技术主要分为两大块,一是太阳能光伏技术;二是太阳能热利用技术。前项技术比较成熟,目前已经得到较大规模的利用,美国等太阳能技术大国,利用太阳能光伏发电技术,建立了许多太阳能发电站。以色列正在内盖夫沙漠中建造世界上装机功率最大的太阳能电站,利用的太阳能技术是在以色列开发,并在加利福尼亚太阳能电站使用过的光伏发电技术。但是,由于使用光伏发电的主要构件,特别是太阳能电池的生产成本较高,所以极大地限制了太阳能光伏发电电厂的建设和发展。尽管目前许多国家的研究者都在竭力攻克这一技术难题,但进展较为缓慢。太阳能利用技术包括太阳能热水器、太阳楼房、太阳能空调和太阳能热发电技术等。卡教授说,太阳能热水器在以色列已经得到普及,基本上家家装有这种东西,极大地节省了电力。而太阳房和太阳能空调技术等也取得了许多成果,正在进行实用转化。对以色列使用太阳能热水器这一点记者也深有感触。这里的家用太阳能热水器,其储水罐一般都有电加热装置,太阳能装置则被统一安装在建筑物顶层朝阳的地方。如果天气不好,可以用电进行补充加热。事实上,由于以色列日照充分,需要用电加热的天数很少。毫无疑问,干净、方便的太阳能热水器为提高以色列人的生活水准,节省能源开支作出了巨大的贡献。
技术产业化正在进行时
太阳能热发电技术较光伏发电技术起步晚,目前商业化规模也比较小,但却是一种发展较快的太阳能综合利用技术。卡尔里教授介绍说,目前以色列魏兹曼研究院,也就是他的实验室,在该项技术的研究方面已经取得突破,正处于工业应用阶段,估计再需要2-3年的时间,就可以完成工业化应用试验,成为开发利用太阳能的一大实用技术。
1989年,卡尔里教授从美国回国后开始了太阳能热利用技术的研究,也就是在这一年,魏兹曼研究院建成世界上最为先进的太阳能技术研究试验室,为他成功地进行太阳能热利用技术的研究提供了极大的帮助。
拿着一块上面插满针状物体的模型,卡教授介绍道,太阳能热利用技术的核心是太阳能吸收和存储设备。我们采用圆锥型塔式吸收装置,内部主要构建为针状放射性吸收块,在25个大气压下,可以将穿过其中的蒸汽加热到1300摄氏度,可以成为推动发电机运转发电的动力及其它用途的动力源。并且,利用该项技术建设的发电厂,其发电成本要比目前利用光伏技术发电低5-10倍,完全可以使太阳能发电进入商用电力销售市场。卡教授乐观地说:“目前,技术上已经没有什么问题,我们正在利用本国和来自美国的风险基金进行工业化实验。用不了几年,太阳能利用技术,就可以成为人类开发利用太阳能,解决能源危机的重要手段。”
对中国的建议非常中肯。
卡尔里教授认为,中国是一个能源进口国,随着发展的加快,能源缺口会越来越大。但是中国又是一个太阳能资源极为丰富的国家,尤其是西北部地区有大量的太阳能资源,不仅可以提供这一地区经济发展的需要,而且可以供沿海发达地区使用。
“开发利用太阳能需要对太阳能技术和太阳能技术的产业化两个方面进行扶植和投资。目前世界上许多国家,包括以色列,政府只是对太阳能技术的基础研究与开发进行直接资助,而对太阳能技术的产业化投资,需要企业和风险投资基金等来完成,政府只是给予政策上的扶植,这种体制其实不利于像太阳能这样重大关键技术的开发和产业化。”卡教授说。
利用太阳能是合理解决能源危机,确保一个国家能源安全的重要途径。他建议中国需要对当前发展迅速、应用前景广阔的太阳能利用技术予以高度重视,加强基础研究和国际合作,尽快弥补该项技术研究方面的薄弱环节;而且还要在太阳能新技术产业化方面,发挥自己的优势,如给予政策和资金上的直接支持,以产业化带动技术开发与合作。以色列一直非常重视太阳能技术的研究与开发,不仅光伏发电技术方面处于世界先进水平,而且在太阳能热利用技术的研究方面,已经取得非常突出的成果。“中国可以加强与以色列的合作,以缩短技术开发上的差距。目前,中国正在进行西部大开发,而开发这一地区必须首先解决能源交通等基础设施问题,因此可以用一部分开发资金进行太阳能开发利用。”
卡教授认为,如果中国能够像举办奥运会那样,重视开发和利用太阳能,那么中国未来的经济发展和社会进步一定会极大地得益于太阳能的利用。
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