可再生能源大规模应用在荒漠治理中的作用-论文.pdf

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1、第32卷第9期可再生能Vo1_32No．92014年9月RenewableEnergyResourcesSept．2014可再生能源大规模应用在荒漠治理中的作用张恒旭．刘玉田(山东大学电网智能化调度与控制教育部重点实验室，山东济南250061)摘要：分析了在荒漠地区大规模光伏发电对缓解能源危机、改造荒漠、减轻空气污染和增加淡水供给的潜在作用。以NASA实测数据估算了我国荒漠地区潜在的太阳能可开发量。提出了通过特高压电网将可再生能源电力配送至东部沿海用于海水淡化，然后沿南、北两线逐级提水实现淡水西调，用于治理荒漠和缓解我国北部城市淡水危机的设想。文章估算了

2、海水淡化西调的功率需求，提出将其作为巨大的可中断负荷用于抑制风、光混合能源基地功率波动的构想，分析了特高压电网在大规模可再生能源优化配置中的基础性支撑作用。关键词：可再生能源；海水淡化；荒漠；特高压电网中图分类号：TK519；TM615文献标志码：A文章编号：167卜5292(2014)09—1249—06O引言的200元／kWh降到2010年的1元／kWh并在持能源、环境以及淡水资源是社会可持续发展续下降中，不久的将来将具有显著的经济技术优的必要物质基础。积极推进可再生能源的大规模势。根据国家“十二五”规划对大规模太阳能发电利用是人类的必然选择的要求。

3、大规模沙漠太阳能电站将是我国太阳能气候变化和人类对自然资源的过度开发均可产业发展的一个重要方向7_。能加剧土地荒漠化。目前，在全球范围内有荒漠我国太阳能资源丰富区主要位于北部和西北化加剧的趋势_11。截至2009年底，我国荒漠化土部广袤的荒漠地区[81，[91。未来我国北部和西北部荒地总面积达262．37万km．占国土总面积的漠地区可提供巨量的太阳能电力．并与我国北部27_33％嘲。造成土地荒漠化的重要因素是地表降风电场形成可再生能源基地『61----。本文宏观思考了水的减少，因此解决荒漠中水的补给问题是改善未来大规模可再生能源发电带来的契机，估算了环境

4、的有效措施。荒漠太阳能的潜在发电能力，提出通过将大量富我国人均淡水资源低于全球平均值的1／3，余电力用于海水淡化并西调的设想。该方案有助而且在空间和时间上的分布又极不均匀．黄河流于荒漠治理、解决大中城市淡水缺乏问题，并缓解域单位面积的淡水资源仅为长江流域的1／8，西地下水污染。同时，这些电力又可以作为巨大的北地区更是常年干旱少雨f31。淡水资源的补充和可中断负荷，通过合理调配，将有助于抑制可再生更新主要依靠大气降水，我国北方降水主要集中能源基地输出功率的波动。在6～8月，在一年之中分布不均。1大规模荒漠太阳能发电潜力随着我国工业化进展、人民生活水平提高以

5、荒漠地区是指气候干燥、降水稀少、蒸发量及经济总量的快速增长，淡水匮乏问题日渐突大、植被贫乏的地区，包括沙漠、戈壁及沙漠化土出。探索大容量人工增加淡水的途径迫在眉睫。地。荒漠地区大都是人烟稀少。往往太阳能资源与化石能源相比，风能、太阳能具有清沽环保和丰富。太阳能是低能量密度的自然资源，其大规可再生等优势。随着可再生能源发电技术的快速模开发利用需要大面积土地，荒漠地区非常适合进步大规模利用风电、太阳能发电已成为世界太阳能的大规模开发利用。尽管太阳能能量密度能源发展的趋势【4j。太阳能发电成本已由1977年低，但大面积光伏发电可提供相当可观的电能。收稿日期：2

6、014—0l一12。作者简介：张恒旭(1975一)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电力系统监测、电力系统稳定分析与控制、电力系统数值仿真技术。E—mail：zhar。ghx@sdu．edu．cn·1249·可再生能如果我国北部和西部荒漠面积的50％用于光伏资成本逐年降低。各类主流海水淡化技术中，每吨发电．则所发电力相当于2002年全世界的用电淡水能耗为4～15kwh，电力消耗在生产成本中占量【埘。一半以上。以每吨淡水能耗为7kwh进行粗略估青海格尔木地区具有典型的荒漠特征，地广计，如果海水淡化量相当于黄河多年平均径流量人稀、降水极少，适宜大规模开

7、发太阳能资源。由(1774．5m／s)，约需电功率为44717MW。NASA网站可以获取格尔木地区每天的累积辐鉴于新疆沙漠化问题严重，有的学者曾经提射量，通过累加即可获取每年的太阳辐射量。出将渤海水西送到新疆的“引渤人疆”设想。然而，2009～2012年格尔木地区太阳辐射量分别为由于该方案存在输水管道投资成本高、海水能造6950．97。6925．77，7025．90，6875．3MJ／m，4年的成土壤盐碱化等问题，而且将已经受到严重污染平均值为6944．49MJ／m。的渤海水直接引入，会对内陆造成新的污染问题。2012年．我国大陆全年发电量约为4．94~

8、10如果利用富余、廉价的可再生能源清洁电力，将海kWhtl”．按光伏转换效率为1