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坐享新能源离我们多远

来源:新民周刊 2005年10月20日
 

  崔容强有个美好的设想,将来上海的老百姓也能像德国人一样,把太阳能电力卖给电网,坐在家里,也能挣钱。

  撰稿/贺莉丹(记者)

  2005年10月13日下午3时,上海国际会议中心,63岁的上海交通大学教授崔容强身穿浅蓝色衬衫,兴奋的脸上挂着汗珠。他正参加第十五届国家光伏科学与工程大会和国际太阳能展览会。

  崔教授的头衔包括上海交通大学太阳能研究所所长、中国太阳能学会常务理事、教育部太阳能发电及制冷工程研究中心副主任、上海市太阳能学会秘书长等。因为一个“上海市十万个太阳能屋顶计划”,崔容强被传媒广泛关注。

  2004年8月,崔教授接受世界自然基金会(WWF)和上海市经委的委托,开始对这个计划的可行性撰写研究报告。他大胆预言,到2030年,上海市20%的用电将来自太阳能。

  “这么好的天气,把大量的太阳能都白白浪费了。”崔容强指指窗外,艳阳下黄浦江畔草坪青翠。

  德国模式和日本模式

  崔容强所说的太阳能屋顶,是依靠太阳能光伏电池将太阳能转化为光能,这个发明可追溯到1839年的法国,实验物理学家贝克勒尔在一次试验中将两个金属电极放入电解液中,意外发现,当光照后有额外的电动势增加,这种光生伏打效应成为光伏电池的理论基础。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松等人制成了光电转换效率达6%的世界上第一块实用的硅太阳电池。

  太阳能是一种清洁、高效的可再生能源。在德国和日本,随处可见厂房和大楼屋顶的黑色“硅板”,这就是太阳能屋顶,风和日丽的白天,屋顶把太阳能转化成电能,把富余的电能送入电网;傍晚人们下班时,再使用从电网购买的电。2004年,全球光伏电池的生产首次超过了100万千瓦,比2003年增长了60%。专家预测到2040年,全球太阳能光伏发电将占世界发电量的26%,2050年以后将成为世界能源的支柱。

  1990年,德国政府在世界上率先推出“1000屋顶计划”,至1997年已完成近万套屋顶系统,累计安装量已达33兆瓦,在此基础上,德国政府于1998年进一步提出并于2000年开始实施10万套屋顶计划,争取从这些屋顶上取得300兆瓦太阳电。1994年,日本实施“朝日七年计划”,目前已安装了近7万个太阳能屋顶,预计到2010年要安装100万个太阳能屋顶。西班牙、意大利等许多国家也先后出台高价收购太阳能光伏电力的政策,鼓励居民安装太阳能屋顶。美国则从1997年开始实施“百万太阳能屋顶计划”。按照此计划,到2010年美国将安装101.4万套太阳能住宅和建筑光电系统。届时,这个世界上排放二氧化碳最多的国家,将能减少约351万吨废气的排放。

  崔容强说,在安装太阳能屋顶时德国采用“购电法”,居民自费装上太阳能屋顶,电网给予回购,德国电价是0.1欧元/度,而电力公司回购太阳能发电的价格是0.5欧元/度,居民一算账,能回收成本,于是反应积极;日本则采用“补贴法”,对居民初装太阳能屋顶实施补贴,第一年补贴50%,第二年补贴40%,依次递减成5%以下。

  上海的1000亿元投资

  日本平均每年太阳总辐射量是4500兆焦耳/平方米,德国是4000兆焦耳/平方米,上海每年太阳总辐射量4700兆焦耳/平方米,比德国和日本都高,但目前利用太阳能光伏发电的屋顶不足200平方米。

  在上海奉贤海湾旅游度假区,一幢三层楼的砖红色小屋,一整块100多平方米的蓝色太阳能电池板撑起了朝南的屋顶,一台蓄电池连接着100多幢度假别墅的电网……这个全国第一家实现太阳能并网发电的示范区,相当于装上一台10千瓦的小型发电机。与此类似的上海闵行、崇明等地的太阳能光伏发电装置,目前均处于示范阶段。对于上海总共2亿平方米的屋顶面积,它们还仅仅是个开始。

  在崔容强的计算中,目前1平方米光伏发电太阳电池板需3000-4000元人民币,如果将上海2000万平方米的平顶屋都装上这种太阳能电池板,需投入600亿-800亿元,再加上其他设备,总投资将达1000亿元左右,算下来平均一个太阳能屋顶的投资在15万元。

  这个投资对于一个家庭来说造价昂贵,但崔容强解释说,太阳能屋顶维护简便,光伏电池有25-40年的寿命,到了一定年限后,光伏电池的输出效能下降,可通过添加电池延续其寿命。如此平摊,成本就大大降低。根据国外科学家的预测,到2010年,国际光伏电池的成本可降低到6美分/度。

  如何推广太阳能屋顶显得至关重要,在崔容强看来,德国模式和日本模式都有值得中国借鉴之处,如果要在上海推广太阳能屋顶计划,需要政府积极制定利用太阳能的总体规划。

  今年国家公布的《可再生能源法》有两个明确规定:其一是鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统;其二是上网电价收购可再生能源电量所发生的费用,高于按照常规能源发电平均上网电价计算所发生费用之间的差额,可附加在销售电价中分摊。但引进太阳能后,全网如何分摊电价,法律并未说明。

  “太阳能本身具有增值效应,用太阳能发电的盈利去安装新的太阳能设备,就像鸡生蛋、蛋生鸡一样,关键是政府要买下这只下蛋的母鸡。”崔容强打了个比方。他有个美好的设想,将来上海市老百姓也能像德国人一样,把太阳能电力卖给电网,坐在家里,也能挣钱。

  崔容强算了一笔账,如果2005年上海电价增加1分钱,1年下来全市就能增加8.6亿元的收入;另外,目前的上海绿色电力机制也在鼓励老百姓自己购买高价绿色电,这部分老百姓自愿出的钱亦用于支持可再生能源。

  全球88%的光伏组件和光伏电池的生产集中在12个国际大公司,日本占全球的52%,欧洲占26%。,美国占12%。由上海发改委、经委、科委、建设交通委等联合制定的《2005年—2007年本市开发利用太阳能计划》中指出,上海发展太阳能的产业目标是:到2007年,光伏电池组件生产能力达到150—200兆瓦,光伏电池单片生产能力达到100—150兆瓦,产值达100亿元。显然,目前我国如果要降低太阳能成本,只有增强国产光伏电池的生产能力。

  “15年前的手机很贵,现在很多人都在用,太阳能也是如此,如果90%的光伏电池能国产化,成本将大大降低,降为现在价格的三分之一,甚至十分之一,那么就完全可以让太阳能进入千家万户。”崔容强对此充满信心。

  贝丁顿零能源社区梦想

  英国的贝丁顿零能源社区,自居民2002年入住以来,蜚声世界,成为国际公认的最重要的可持续能源建筑范例。

  贝丁顿社区由8座三层住宅楼、一个综合中心及绿地组成。房屋保温是该建筑群的第一项考虑,通过加厚外墙,使屋顶、墙和地面形成贝丁顿社区的超级绝缘外套。厚墙在夏天可阻热,冬天可保暖,热水和做饭等日常活动中产生的热能,就足以保持室内的温暖。所有的住宅都朝南,采用三层玻璃的大落地窗采光、保暖,向阳面的部分玻璃窗和屋顶安装了透明太阳能板,产生的电力供小区40辆电动车充电。社区热电中心的电力与国家电网相连,一般情况下,可满足小区需要,多余部分供给国家电网;用电高峰时,国家电网可以补充。

  崔容强告诉记者,在我国有四种家用太阳能发电系统可以普及:一是利用普通太阳电池组件构成太阳能建筑一体化墙体,组件之间采用铝合金封条进行连接,并起到防雨作用;二是透光型太阳电池组件构成太阳光发电幕墙,该组件由太阳电池芯片和双层玻璃板构成;三是装有屋顶一体化太阳能发电系统的别墅,整个方阵代替了相应面积的屋瓦;四是上海交通大学太阳能研究所于2001年建造的多能互补生态能源房。

  在崔容强看来,上海居民可以根据需要给房屋装上这几类光伏发电设备,“现在的太阳能利用状况好比星星之火,25年后的上海,可将太阳能通过电线输入城市电网,缓解上海用电紧张的局面。”

  目前上海市政府已将800多万平方米的平顶屋改成斜坡顶,用于增加顶屋的保温隔热功能,在崔容强的计划中,可以在屋顶上安装“太阳并网屋顶光伏发电系统”,按他的计算方法,一个太阳能屋顶相当于一台3千瓦的小型发电机组,1年能发电3300度。如果上海能安装10万个屋顶,并网发电,每年至少能发电4.3亿度,这个太阳能发电系统就是未来上海的巨大能源库。

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