河面架设太阳能“屋顶”减少碳排放!南科大发表能源领域重要研究成果
发布者:admin | 来源:深圳商报 | 0评论 | 2338查看 | 2020-11-18 15:24:01    

近日,中国提出争取2060年前实现“碳中和”目标,这让可再生能源的研究成为焦点。近日,南方科技大学环境科学与工程学院访问助理教授叶斌、讲席教授刘俊国在资源循环利用重要期刊《资源、节约和循环利用》上发表研究论文,提出了减少碳排放的新模式。


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南水北调中线工程及经过主要城市


我国实施南水北调东线和中线工程,有效地缓解了北方水资源紧缺的状况,但输水过程需修建梯级泵站,增加了河道沿线的用电需求。近年来随着太阳能发电成本下降,该研究提出在输水河道上方架设光伏板,充分利用河道上方的空间资源建设太阳能发电站。南水北调工程的河面因为没有船只往来,所以为架设光伏板提供了可能。


该研究首先确定了太阳能电池板的安装面积。由于河道的宽度在9至40米之间,河道两边绿化带宽100至200米,据此确定河道上铺设光伏组件的平均宽度,该研究提出两种方案:


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场景1(铺设宽度40m)


第一种为太阳能光伏板仅覆盖河道水面面积,安装面积平均宽度为40米,这种情况对河道生态系统和周边环境的影响有限;


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场景2(铺设宽度200m)


第二种方案是根据南水北调施工要求,河道两侧要分别设置约200米的绿地,河道总宽度在409至440米之间。假设二分之一的面积被太阳能电池板覆盖,则太阳能电池板通过柱子支撑在水面以上10至20米的位置,屋顶的平均宽度为200米,相当于给河面架设了一个“屋顶”。


以光伏发电和风力发电为代表的可再生能源替换高碳煤电是实现碳中和目标的关键路径之一,该项研究为在土地资源紧缺的内陆地区开发可再生能源提供了新的思路。


那么,这个项目是否能起到环保、节约的理想效果?研究比较了南水北调中线工程经过的河南省和河北省的脱硫煤电厂基准价,结果发现,太阳能发电的电价低于脱硫燃煤基准价格。按照财务参数设定,本项目不考虑新能源政府补贴情况下回收期为19.8年;如果考虑光伏的可再生能源补贴,其回收期可大幅缩短至11.2年。在没有补贴的情况下,两种情况下的投资回报率均为4.6%,这个数据已经非常接近2020年9月中国长期国债的收益率。这表明,即使没有任何政府补贴,目前该项目也可实现盈亏平衡。此外,蒸散发分析表明,光伏板的遮挡效应可以在一定程度上减少河道水分的蒸发。碳平衡分析表明,与目前项目所在省份的燃煤发电系统相比,该工程的碳减排率可达98.45%。


对于土地资源十分有限的内陆地区来说,这无疑是减少碳排放的一种新思路。

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