超越化石燃料:大衛·米爾斯談太陽能

Ausra的創始人兼首席科學官就其行業面臨的障礙發表看法


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編者注:此問答是《大眾科學》對從事開發和實施非化石燃料能源技術的公司高管進行的一項調查的一部分。

目前,哪些技術障礙最阻礙太陽能(特別是太陽能熱能)的增長?在不久的將來和長期內克服這些障礙的前景如何?
最大的障礙是規模化能力、長期可靠性以及由於雲層和日常太陽週期而導致的間歇性。 Ausra的核心技術,緊湊型線性菲涅爾反射器(CLFR)系統,簡單且堅固耐用。我們正在為最低的能源成本進行最佳化,而不是最高的精尖技術。這種組合為我們的客戶帶來最佳價值和高可靠性。 CLFR使用相對扁平的反射鏡陣列,將陽光反射到高架管道中以煮沸水,產生蒸汽,從而驅動渦輪機發電。 CLFR也是最節省土地的太陽能技術。透過使用幾乎扁平的反射鏡、水/蒸汽熱傳遞和商品材料,我們還能夠實現顯著的成本節約和快速部署。此外,透過使用我們特殊的反射器幾何形狀,我們能夠在區域內擁有更大的反射器密度,並使用大約競爭技術一半的地面面積。我們的系統為獨立的、大型太陽能發電廠產生蒸汽,並增加現有傳統發電廠的能源輸出並減少排放。蒸汽還可用於工業應用,如食品加工和提高石油採收率。與光伏(PV)或其他聚光太陽能技術不同,當雲層覆蓋時,這些技術會立即失去輸出,而我們的技術具有20到30分鐘的儲存容量,因此它可以適應天氣變化或影響電網的其他因素。 CLFR混合發電廠(配備天然氣鍋爐)也可以為電網提供穩定的容量。我們目前正在加利福尼亞州貝克斯菲爾德的五兆瓦示範和測試設施中驗證我們的CLFR技術。這是美國同類設施中的第一個,也是近20年來加利福尼亞州第一個上線的大型太陽能熱電廠。

將太陽能擴大規模以服務更大的國家或全球客戶群是否存在障礙?
大規模太陽能的最大挑戰是在當今嚴峻的信貸市場中獲得專案融資的能力。我們預計未來一年將是充滿挑戰的一年,這就是為什麼我們加快了Ausra從專案開發公司向太陽能技術和裝置供應商的轉變,擴大我們的客戶群並降低我們的資本和債務要求。

現有的能源基礎設施能否承受太陽能的增長?或者,它是否也需要進一步修改?
我們目前老化的輸電網建立在由當地系統組成的拼湊集合之上。我們需要投資於現代化的國家輸電網,該輸電網可以將太陽能輸送到美國的人口中心,以滿足我們不斷增長的能源需求,並減少國家對外國石油的依賴。此外,開闊的土地和卓越的太陽輻射使美國西南部的沙漠成為建設大型太陽能發電廠的最佳場所。但是,為了使這些發電廠為整個國家供電,我們需要一個現代化的輸電網來連線這些地點。我們感到鼓舞的是,奧巴馬總統的經濟刺激計劃和能源計劃強調了我們國家輸電基礎設施的現代化。我們期待與政府和國會合作,實現這一目標。

鑑於當前的經濟危機,你們的行業能否獲得必要的資金(來自公共或私人來源)來充分資助其增長?
經濟衰退使許多為商業太陽能專案提供資金的金融公司沒有應稅收入,也無法像預期那樣利用太陽能投資稅收抵免(ITC)。我們正在鼓勵國會透過諸如長期能源部(DOE)贈款等機制將ITC貨幣化。這將使這些公司有資格獲得稅收抵免,並允許對大型專案進行融資、建設和運營。但是,我們必須意識到當前的環境,並且我們對PG&E執行長Peter Darbee最近關於建設和擁有太陽能發電廠而不是從第三方供應商處購買太陽能的評論非常感興趣。公用事業公司現在可以利用ITC並擁有足夠的資產負債表來為大型發電廠提供資金。 Ausra可以向公用事業公司提供裝置,以幫助快速且經濟高效地部署大型太陽能發電廠。我們的商業模式也已發展和擴充套件,以在短期內專注於較小的、資本密集度較低的專案,這些專案將為現有的燃煤和燃氣發電廠提供電力增補,併為許多工業過程應用提供太陽能產生的工藝蒸汽。我們的長期重點仍然是為公用事業公司和獨立發電公司可以擁有和運營的大型發電廠提供裝置。在短期內,Ausra從專案開發公司向裝置供應商的轉變降低了我們的資本和債務要求,並使我們能夠更加專注於進一步的技術開發和裝置銷售。

從戰略角度來看,太陽能最大的競爭對手是:現有的煤炭、石油和天然氣技術還是其他替代能源技術?
我們實際上正在尋找燃煤和燃氣發電廠作為潛在客戶。我們可以將我們的太陽能熱技術整合到現有的發電廠中,以利用太陽能提高它們在高峰需求期間的能源輸出,並減少它們的總體碳足跡。同樣,我們直接、可靠的太陽能蒸汽發生器可用於各種工業應用,包括提高石油採收率、石油精煉和食品加工。我們可以幫助這些型別的公司降低其燃料和排放成本。奧巴馬總統明確表示,可再生能源將在其經濟復甦努力和我們未來的能源政策中發揮重要作用。顯然,許多清潔技術將有機會蓬勃發展,但實際上,屋頂光伏板雖然很好,但它們自身無法滿足我們的能源需求。我們將需要大型太陽能專案來滿足我們不斷增長的電力需求,並且我們認為Ausra在成為最節省土地和最具成本效益的大型太陽能形式方面具有競爭優勢。

是否存在您和您行業中的其他人旨在在五年內實現的成本目標?
由於石油和天然氣、建築材料以及資本成本的價格波動劇烈,這很難回答。也就是說,太陽能具有燃料來源免費(太陽)的優勢。透過正確的稅收政策,例如對碳成本進行定價的機制,太陽能熱發電沒有理由在不久的將來不能與化石燃料具有成本競爭力。

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