世界如何迈向脱碳经济?
太阳能必须处于全球水 - 能 - 气候关联体的核心位置
随着水资源短缺与气候危机日益加剧,太阳能将成为实现可持续发展的终极解决方案。中东地区作为太阳能超级大国,理应发挥引领作用。
过去几年间,我们无奈见证了南非开普敦、澳大利亚悉尼以及印度金奈等地实施此前难以想象的限水措施。“零水日”(day-zero)一词最初源于开普敦,它揭示出:当供水安全无法保障时,人类社会极易陷入原始的生存状态。
尽管人口快速增长、生活水平稳步提升等因素持续给本已不堪重负的水资源系统带来巨大压力,但气候变化仍在不断推高气温,同时加剧极端干旱的发生频率与强度 —— 这两方面因素共同导致农作物灌溉和牲畜养殖的用水量大幅增加。有预测显示,到 2040 年,全球超 60% 的人口可能面临严重缺水。保障水资源安全已成为一项艰巨挑战,在许多国家,这一问题甚至等同于国家安全。
中东地区有限的水资源
海水淡化是一项高耗能过程,却为全球多个地区提供了水资源。而淡水资源匮乏的中东地区,对海水淡化的依赖程度极高 —— 该地区的海水淡化产能占全球总产能的 45%。
因此,在中东地区,水资源与能源紧密交织。在沙特阿拉伯,约 10% 的电力用于海水淡化;在阿布扎比,淡化行业的碳排放量占该酋长国总碳排放量的 22% 以上。
气候变化已开始引发全球海洋环境的变化。浮游植物的生产力可能会成为气候变化的 “受害者”,而这一变化或许会进一步增加海水淡化过程的能源消耗强度。无论是中东地区,还是全球其他地方,水、能源与气候三者都存在密不可分的关联。基于以下四个原因,太阳能必须处于这一关联体的核心位置。
海水淡化是一项高耗能过程,为全球多个地区提供了水资源。而淡水资源匮乏的中东地区,对海水淡化的依赖程度极高 —— 该地区的海水淡化产能占全球总产能的 45%。
王鹏
首先,太阳能清洁环保,碳足迹极低。研究预测,太阳能发电的全生命周期排放量为 4—12 克二氧化碳当量 / 千瓦时(注:每产生 1 千瓦时电力对应的二氧化碳当量克数);相比之下,配备碳捕获与封存技术的化石燃料发电厂,排放量为 80—110 克二氧化碳当量 / 千瓦时,而未配备该技术的化石燃料发电厂,排放量更是高达 400—1000 克二氧化碳当量 / 千瓦时。
人们对太阳能的诟病往往在于其单位面积能量密度较低,这意味着无论以何种形式利用太阳能,都需要占用大量土地。然而,日本的光伏总装机容量位居世界第三;新加坡则计划到 2030 年实现 4% 的电力来自太阳能。这两个土地资源稀缺的国家,理应给世界其他地区带来启示 —— 我们的意愿与决心,总能克服土地资源有限的客观制约。
其次,在全球大部分人类活动区域,太阳能资源都十分丰富。常被引用的一个说法是:地球每小时接收的太阳能,足以满足全球一年的电力需求。这一表述既体现了可用于能源生产的太阳能资源储量之庞大,也凸显了其无可比拟的发展潜力。
第三,太阳能的准入门槛极低,光伏领域尤为如此。光伏成本已大幅下降,且根据可用资金规模,光伏的应用可大可小:既可以是家庭安装的小型光伏面板,也能建成大型工业级太阳能电站。如今,即便是普通家庭,即便没有政府补贴,也能负担得起小型光伏系统。
太阳能发电成本
成本可负担性推动光伏发展形成良性循环。一项最新研究显示,在中国 344 座城市中,即便没有补贴,太阳能发电成本也已低于当地电网电价;其中 76 座城市的太阳能电价,甚至等于或低于燃煤电价。
第四,太阳能发电的耗水量极少。每产生 1 兆瓦时电力,光伏仅需消耗 2 加仑水;而以煤炭和核燃料为能源的热电厂,耗水量分别高达 692 加仑和 572 加仑。目前正在研发的技术,甚至能将传统光伏电站改造为 “净淡水生产设施”—— 在发电的同时产出淡水。
中东地区拥有稳定且优质的太阳辐射,其辐射质量堪称全球最佳。此外,中东还有大片未开发、未利用的土地。沙特阿拉伯的年平均太阳辐射量为 2300 千瓦时 / 平方米,是日本(1600 千瓦时 / 平方米)的 1.4 倍以上。
通过简单计算可知,若将沙特阿拉伯 5% 的土地面积铺设最先进的光伏面板,所产生的电力将超过全球总需求。然而,目前中东地区的太阳能利用率仍极低:在沙特阿拉伯和阿联酋,太阳能发电量占国内总发电量的比例分别不足 0.1% 和 1%。值得庆幸的是,沙特和阿联酋目前正规划大型太阳能项目,这些项目彰显了该地区成为全球太阳能发电领军者的雄心。
随着世界迈向脱碳经济与循环经济,太阳能必须处于水 - 能 - 气候关联体的核心位置。
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原文链接:https://gulfnews.com/opinion/op-eds/how-the-world-can-move-into-a-decarbonised-economy-1.68730893
