雨后春笋！超大规模太阳能发电站在世界范围内崛起

为了降低清洁电力的成本，世界各地的电力公司都在扩大他们的太阳能发电厂。

这一点在埃及南部表现得最为明显，那里将是世界上最大的太阳能发电厂，500多万光伏板目前正在建造成形。明年建成后，位于阿斯旺附近、耗资40亿美元的Benban太阳能发电厂的占地面积将比纽约中央公园大10倍，发电量可达1.8亿瓦。

这大约是两家核电站的总产出，几乎是目前墨西哥科阿韦拉州(Coahuila)规模庞大的维拉努瓦核电站(Villanueva)计划产能的两倍。科阿韦拉州目前是美洲最大的核电站。(美国最大的太阳能发电厂是洛杉矶附近580兆瓦的太阳之星设施。)

579兆瓦的“太阳之星”项目是加利福尼亚州克恩县和洛杉矶县的两个太阳能装置项目。

但是Benban可能不会长久地保持这个头衔。

中国计划在西北省份宁夏建设一个20亿瓦的太阳能发电厂，印度西部的古吉拉特邦最近批准了一个50亿瓦的发电厂。日本甚至在研究在太空建立一个大规模的太阳能发电厂。

越大越便宜

位于苏格兰爱丁堡的能源咨询公司Wood Mackenzie的太阳能分析师本杰明•阿蒂亚(Benjamin Attia)表示：“大型项目可以节省大量成本。物流、运输、建筑和安装都得益于规模经济。我们将开始看到更多10到20亿瓦的太阳能发电公园，在未来甚至可能达百亿瓦。”

太阳能电池板价格暴跌是成本节约原因的一部分。美国国家可再生能源实验室(U.S. National Renewable Energy Laboratory) 2017年的一份报告发现，从2010年到2017年，光伏系统的成本下降了5倍。即便是特朗普政府今年早些时候对中国太阳能电池板征收的惩罚性关税，也不太可能减缓大规模太阳能发电的蔓延。在美国，大规模太阳能发电的成本已经比煤炭低，而且比煤炭清洁得多。

“政府已经清醒了，”Attia说。“他们只是想用最便宜、最快的方式增加新的电力供应。对于核能，采购可能需要10年时间，对天然气来说，最多得要4年，如果你要说太阳能，那进展可顺利了，你可以在18个月内完成一个相当大的项目。

对发展中国家来说，太阳能现在是一个特别有吸引力的选择。以前太阳能电池板还很贵的时候，只有富裕的国家才能负担得起补贴和税收减免，从而使太阳能发电厂在财政上办的下去。但现在，世界上许多阳光充足的地区，在没有财政援助的情况下(美国和其他发达国家的部分地区也是如此)，太阳能发电与其他能源相比依然具有竞争力。

包括Benban在内的一些最大的新太阳能发电站被建立起来，这样太阳能板就不是由一家公用事业公司拥有和运营，而是由几十家公司共享。Attia说，这种安排有助于减少与许可证和法规相关的繁文缛节，甚至允许小型太阳能初创企业也能从规模经济中获益。

基础设施的关键作用

但即使太阳能电池板的成本继续下降，未来太阳能发电厂的规模仍有上限。太阳能发电厂只有在其产生的电力能够到达需要它的地方才能有用，而通常需要电力的家庭和工厂都在数百英里外。此外新建的大型风力和太阳能发电厂产生的间歇性电力，也将使得输电网络难以承受。

西雅图华盛顿大学(University of Washington)电气工程教授丹尼尔•科申恩(Daniel Kirschen)表示：“通常这些地点都非常偏远，新的太阳能或风力发电厂周围的电网将不会非常强大，所以你需要加固电网，而这一点可能会非常昂贵。”

特别是中国，一直在努力解决基础设施问题，过去新建的太阳能发电厂发的电最多只能利用到70%。一种潜在解决方案是建立所谓的超级电网，可以将电力输送到很远的地方，确保电力不会浪费。

一个连接中国、韩国、俄罗斯和日本的电网正在被提议出来，另外一个计划中的欧洲超级电网可能在2020年代末就可以跨越欧洲大陆建成。

日不落的地方

当然，并不是每个国家都能参加太阳能革命。例如，拥挤、多云的日本既没有开放的空间，也没有大型太阳能发电厂所需的可靠日照时间。因此，它希望在一个永远有光照，空间也不成问题的地方建造一个光伏电站：外太空。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)正致力研究将一个10亿瓦的轨道太阳能发电厂送入轨道，该发电厂可以24小时发电。从本世纪30年代开始，太阳能空间站将以微波的形式向一个覆盖着数十亿个天线的人造岛屿发射能量。尽管太空发电站的实用性和安全性问题仍然存在，该机构已经演示了一种能将能量输送到几百码远的系统。

撇开太空太阳能发电站不说，在地球上，大型太阳能发电厂的最大竞争对手可能就是安装在房屋顶部和后院的小型太阳能电池板。

大型太阳能发电厂占全球太阳能电池板安装总量的绝大部分是没错，但在美国和德国等发达国家，家用太阳能的比例也大致相当。房主可以将电力卖回给电网，甚至可以使用最初为电动汽车开发的电池在家把电力储存起来。太阳能微电网在缺乏良好电力连接的农村或容易发生极端天气事件的发展中国家中也越来越流行。

无论人类如何利用太阳能，好消息是太阳能有很多。在两小时内到达地球表面的太阳能比我们每年消耗的所有形式的能源都要多。仅仅覆盖撒哈拉沙漠2%面积的太阳能发电厂就能满足全球所有的能源需求——如果我们可以建立一个行星超级电网来利用它的话。