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南非首创海流发电技术

2013-09-06来源:科技世界网

南非东南部海港城市德班计划利用海流发电,有望成为世界上首个利用这一技术进行环保发电的城市。南非公共企业部长马律斯于2011年12月宣布,南非国家电力公司将在该国豪登省境内兴建一座新的太阳能发电站,以推动南非清洁能源事业的发展。该项目是南非政府实施绿色经济协定的重大举措之一,有助于推动南非清洁能源事业的发展并创造大量就业机会。

近年来,南非的用电需求越来越大,发电量占全非洲的2/3,其中近90%来自燃煤发电。由于煤炭储量有限,南非政府决定把绿色能源发展作为南非经济下一个阶段的主要驱动力,加快开发利用太阳能、风能等可再生能源,发展煤炭液化先进技术,调整国家能源消费结构,降低南非电力对煤炭的依赖。

加大绿色能源项目投资

绿色能源也称清洁能源,是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。据南非《信使报》报道,南非德班市正计划利用附近海域的阿古拉斯洋流发电。德班能源部门一位专家说,德班市的最大电力需求约为3000兆瓦,而海流发电的潜力远不止于此。

在上述这项计划中,当地市政府将与一家名为“水力的可替代能源”的企业合作,在相应海域安装可漂浮的发电设备,它将具备1兆瓦的发电能力,耗资约2000万美元。

这家新能源公司的负责人说,利用海流发电的技术此前还没真正实用化,现有的海洋能源开发项目主要以海洋潮汐发电为主。

参与这项工程的德班投资促进署说,利用海流发电将促进德班能源的可持续发展,使德班成为绿色能源城市。

目前,德班投资促进署正对工程进行环境评估,包括发电设备对鲸鱼和海豚等动物的影响。

2012年2月14日南非能源部长Dipuo Peters表示,南非能源部将保证政府在未来五年投入220亿兰特(约合169亿元人民币)用于清洁能源项目,并在该领域创造5万个就业机会。她同时强调,政府允许外国公司在南非进行可再生能源行业的投资,但这些外国公司须带来它们的技术,以便支持本土企业吸收和采纳。她还强调,通过南非能源部门的一系列政策,本土公司将具备所需的技术,并为未来南非清洁能源行业发展做出贡献。

南非政府鼓励私营企业参与发展可再生能源和核能,这为煤炭企业的转型提供了机会。南非萨索尔集团将发展太阳能、生物燃料作为未来发展战略的主要部分,该公司同时正在申请卡鲁地区天然气勘探和开采权。此外,南非还在寻求开发刚果(金)丰富的水资源,让南非国家电力公司经营刚果(金)的英戈大坝。国家电力公司还获得了南非开发银行3.65亿美元贷款,用于建设位于南非北开普省阿平顿的聚光型太阳能电站,以及位于西开普省科科那普的风能电厂。

推动建立清洁发展机制

清洁发展机制是根据《京都议定书》第12条建立的发达国家与发展中国家合作减排温室气体的灵活机制。它允许工业化国家的投资者在发展中国家实施有利于发展中国家可持续发展的减排项目,从而减少温室气体排放量,以履行发达国家在《京都议定书》中所承诺的限排或减排义务。

资料显示,截至2011年年底,南非矿业和能源事务部已批准1241个清洁发展机制项目,项目类型涉及风力发电、太阳能、小水电、工业节能、垃圾填埋气发电等。2012年年初又正式启动了53个清洁发展机制项目。在南非,清洁发展机制项目已得到越来越多的地方政府和企业的重视,许多省已经设立或将要设立清洁发展机制技术服务机构,促进南非企业与发达国家合作开发清洁发展机制项目。本届全球气候大会在德班结束时,联合国开发计划署和联合国环境规划署宣布,将为贫穷国家特别是撒哈拉以南的非洲国家,争取更多的清洁发展机制项目。清洁发展机制是根据《京都议定书》第12条建立的发达国家与发展中国家合作减排温室气体的灵活机制。目前,包括西班牙在内的几个欧洲国家已表示将为该计划提供资金。

建立绿色电力交易机制南非煤炭资源丰富,其国有电力公司ESCOM的火力发电成本几乎是全世界最低的。但是由于火力发电污染严重,南非政府正吸引国内外资金投资开发风能、太阳能以及天然气等清洁能源。2006年,南非的清洁电力发电量已达到1.2亿千瓦。

但是,清洁能源发电的成本较高。在南非境内,风力发电成本是火力发电成本的两倍多,其他绿色能源的发电成本也远远高于火力发电,因此,有自由选择权的消费者不可能花双倍的钱购买昂贵的新电能。为了解决这一问题,南非政府建立了绿色电力交易机制,由一家名为AMATOLA的机构负责把清洁电力推向市场。绿色电力交易机制下的消费者主要以一些高污染行业的国际企业为主。这些企业受国际上相关环境公约的限制,必须要通过消费绿色电能等方式来弥补其造成的环境污染。据了解,消费每1000兰特(约合769.5元人民币)的再生能源电能,等于少向自然界排放2.3吨的二氧化碳。

而所谓的绿色电力包括甘蔗渣发电、生物能等。由于制糖业兴盛,南非众多糖厂都开发了甘蔗渣发电项目,除了自给自足以外,还向国家电网输送电力。目前甘蔗渣发电是所有可再生能源发电模式中成本最低的。专家预测,甘蔗渣发电由于原材料价格几乎没有波动,将来其电力价格有可能比用煤炭和天然气发电还低。

在生物能方面,南非农业森林生物能源协会已将种植麻疯树、辣木等四种树木的计划进行到商业化阶段,并利用它们的树种提取大量的生物柴油,这一计划的最终目标是建立生产生物柴油的商业公司。相关单位在执行计划的同时,也针对种植环境进行环境影响综合评估,只有评估通过,才能获得南非政府商业化种植树木的许可。

其实,疯树、辣木等四种树木的种植,对于南非而言,不仅有助于能源的取得以及赚取外汇,制成柴油后所剩余的材料既可以用于生产煤球和用来发电,也可以用来做动物饲料。同时,这些树木还具有各种医药用途。更重要的是,这些植物的种植正好适合南非的干旱气候,不会对当地耕地和水资源造成压力。

南非在其政府白皮书中表示,希望海外投资大力参与可再生能源发电项目的投资和经营,以协助南非解决日益严重的电力短缺和环境污染等窘境。

采取鼓励政策发展太阳能经济

南非拥有充足的日照和绵长的海岸线,太阳能资源丰富,发展前景广阔。依靠得天独厚的地理和环境优势,南非政府加快推进太阳能的开发利用。

2011年12月,南非公共企业部长马律斯宣布,南非国家电力公司将在南非豪登省境内兴建一座新的太阳能发电站,以推动南非清洁能源事业的发展。马律斯表示,该项目是南非政府实施绿色经济协定的重大举措之一,有助于推动南非清洁能源事业的发展,并创造大量就业机会。首席执行官布赖恩指出,为进一步促进南非电力事业转型,减少废气排放,该公司已制定了一项长期节能减排战略,其中太阳能发电项目是这一战略的重要组成部分,并有望逐步取代燃煤发电站在南非能源事业中的主导地位。

为了太阳光能发电的推广普及,南非政府也采取了双管齐下的经济鼓励政策。一方面政府资助科研机构,加大开发研究力度,提高太阳光能电池板的性能,使其发电能力增强、面积减小、厚度变薄、成本降低。另一方面对住宅使用太阳光能发电屋顶给予经济补偿和无息贷款,大大提高了民众使用太阳光能的热情。在南非开普敦与德班,太阳光能发电已经进入了千家万户。

南非国家电力公司首席执行官布赖恩于2011年12月表示,该公司已制定一个长期的节能减排战略,其当务之急是促进发电事业转型以减少废气排放。太阳能发电项目是这一战略的重要组成部分,并有望逐步取代燃煤发电站在南非能源事业中的主导地位。据悉,该太阳能发电站项目每年约可减少碳排放量2845吨。

当前,南非大规模开发利用太阳光能事业方兴未艾,一个更大规模的太阳发电系统已在德班市郊建成。它是南非产业技术综合研究所的杰作。该系统采用了单晶硅等4种材料,分别镶在研究所大楼、停车场棚顶和空地的斜坡上,使用的太阳能电池板共4600块,面积共6500平方米,像足球场一样大。系统中仅直流电变交流电的装置就用了15台,发电量足可供300户家庭使用,每年减少二氧化碳排放1200吨,装机容量在当今世界上暂列第二,是南非最新技术的结晶。

大力推动风力发电发展

南非风能资源丰富,几乎有一半地区适合建立风能发电站,特别是内陆地区有着非常丰富的风能资源。

在南非,风能的发电转换率高于煤炭,而且更便宜、更清洁。南非能源发展数据显示,南非电力公司新建的火力发电厂每兆瓦电力的成本为3000万兰特(约合2308万元人民币),而风能发电站每兆瓦电力的成本为2000万至2500万兰特(合1539万至1924万元人民币)。基于成本和环保优势,近年来南非政府对风能的发展高度重视,并将其作为2013年可再生能源供应达到10亿千瓦时这一计划的重要部分。

早在2009年2月,南非就与丹麦企业签署能源合作协议,共同开发风能,解决南非能源短缺问题。之后,南非国家电力公司与7家欧洲银行签署了价值5.3亿欧元(约合60亿兰特)、期限12年的贷款协议,用于投资风力发电场建设。

在政府的积极推动下,南非风力发电速度加快。从2004年风能发电正式并入开普敦电网以来,风能发电装机容量快速增长,其中最大装机容量已达到5.2兆瓦。目前,南非风能发电总量每小时达到100兆瓦。预计到2020年,风能和太阳能可满足南非20%的电力需求,到2050年可以满足70%的电力需求。

发展煤炭液化先进技术

南非矿产资源丰富,但是重要的战略资源石油的蕴藏量却非常稀少,到目前为止,除沿海地区发现少量石油外,南非内陆地区一直没有发现石油的影子。

但是,石油缺乏的窘境并未使南非的能源供应出现吃紧现象,即使在20世纪50年代国际社会对南非实行石油禁运时,南非的能源都能照常供应,其主要原因是,南非拥有世界上最先进的煤炭液化技术。

煤炭液化是指把煤通过高温高压的办法变成富含各种烃类的气体,然后将这些气体经过提纯后进行反应从而生成石油和其他化工产品的过程。这项技术最早由德国人发明,后因石油的发现使这项研究陷于停顿,随着全世界石油资源逐渐趋于枯竭,这项技术又被世界各国重新认识。目前,南非是应用这项技术最成功的国家。南非从事煤炭液化技术的研究始于1927年。1947年,南非通过了《液化燃料和石油法案》,明确提出开发煤炭液化技术是能源工业的重点工作。1950年,南非专门从事煤炭液化研究和生产的单位萨索尔(Sasol)公司成立,短短5年,萨索尔公司生产的第一批石油制品开始供应市场,南非进入了能源技术的新时代。

现在,南非人不仅可以从煤炭中提炼汽油、柴油、煤油等普通石油制品,而且还可以提炼出航空燃油和润滑油等高品质石油制品。特别值得一提的是,所有这些制品全部都能大规模生产,从而成功解决了最难解决的成本控制问题。依靠这项技术,南非不仅打破了国际社会的石油制裁,而且成为了世界上第一个可利用煤炭液化技术大规模生产石油制品的国家。这项技术对于全球能源界都是一个巨大的贡献,萨索尔公司也因这项技术的发明而名扬世界。

现在,南非矿业和能源事务部正在力推煤炭液化先进技进一步发展,实行国家资助与免税优惠等政策,同时向其他非洲国家以及欧洲及亚洲地区出口煤炭液化先进技术。

政策支持催成绿色能源发展新动力

南非总统祖马认为,南非需要大力发展绿色技术和绿色产业及太阳能新能源产业,使较快的经济增长建立在可持续的自然资源管理基础之上。发展绿色经济及太阳能新能源产业需要综合的战略和计划,有效地平衡经济发展、社会稳定和自然生态系统保护三者间的关系。南非政府优先考虑的5个重点之一就是增加就业,通过刺激和加大对绿色产业的投资,可以创造更多的就业机会。

在非洲,南非是进军新能源领域较早的国家。但是与发达国家相比,南非的太阳能、风能等新能源开发利用尚处于起步阶段,成本较高成为新能源项目发展的主要障碍。对此,南非政府正在推出一系列措施,包括可再生能源保护价格、可再生能源财政补贴计划、可再生能源市场转化工程、可再生能源凭证交易以及南非风能工程等等,大力支持可再生能源发展。这一系列政策措施极大地调动了企业投资新能源的积极性,有效地促进了可再生能源技术的发展。

南非是非洲第一个颁布产业补贴措施的国家。对于符合条件的可再生能源项目,南非能源部的可再生能源财政补贴办公室将给予一次性的补贴。可再生能源财政补贴办公室在2008-2009财政年度共拨款5400万兰特,2009-2010财政年度1000万兰特用于补贴,并已经对2个水电项目、1个风能项目、1个垃圾填埋项目和1个生物质沼气项目给予了600万兰特的补贴。

南非经济发展部部长帕特尔认为,绿色经济及太阳能新能源产业是指能够减少单位产出碳排放的技术和生产活动,涉及矿业、农业、电力、建筑、制造业和服务业等所有经济部门。南非在发展绿色经济方面有着许多优势,如丰富的生物多样性、优越的太阳能资源、漫长的海岸线、巨大的风能潜力、成熟的科学研究和技术开发能力等等。

南非政府已经和即将推出的支持新能源发展的系列政策,既为国内外资本进入南非新能源市场,参与能源结构调整升级打下了坚实基础,又为南非的财政收入以及就业率的提高创造了有利条件,南非已驶入绿色能源发展快车道。