US-China Forum (Bilingual)
                             
  • 首頁
  • 每週論壇
  • 關於我們
  • 連絡我們
  • 活動
  • 捐贈
  • 散文
  • English Home
  • 中文首頁 Chinese Home
  • Nonclickable 页
  • Nonclickable 页

​把太陽能電場建為人類可居住城鎮

11/19/2022

0 Comments

 
吳章銓

 聯合國氣候變化會議舉行了第27屆締約國會議。氣候變化是公認的影響全人類的重大問題。所有國家都承諾盡量減碳;排放大國都提出了明確的減碳目標。以可再生能源renewable energy (或清潔能源、綠色能源)取代化石能源fossil fuel,是大勢所趨。俄羅斯入侵烏克蘭,更使歐洲以至全球認識到能源短缺的危機。歐洲的電費猛漲達20倍、30倍。經濟危機進而影響政治動向。

     1. 各國都在盡力探索各種新能源的開發。其中,太陽能是最主要的,比風能、核能、生物能都更重要。氫能還在開始。太陽能取之不盡,用之不竭,但也有其缺點。沒有太陽照射的時候,便不能生產太陽能電源,因此必須設法储蓄電能,或到處大規模設電場,建立大電網系統。不僅如此,太陽能電場的鋪設,需要大量土地,付出非常大的資源代價:土地本身就是不可再生的有限資源。世界人口越來越多,居住用地日益缺乏。各種新舊工業、礦業都要使用土地,發展交通更佔用大量土地。由於氣候變化,海水平面上升,不久的將來很可能淹沒全世界海洋沿岸的大量土地。這些地帶密集的人口將大規模向內地遷徙,又須要尋找大量新土地。土地越來越成為稀缺資源。爭奪土地自古以來就是引發戰爭的最重要因素之一。因此,在開發太陽能的同時,有必要設想如何高效利用可貴的土地資源。否則,以一種不可再生資源去解决再生資源問題,無異於飲鴆止渴。  

     2.太陽能電場需用的土地,有不少估算。美國普林斯頓大學的一項研究認為,為達到全面減碳,風能和太陽能將使用或實際影響到 59萬平方公里的土地,大致相當於康乃狄、伊利諾、印第安納、肯塔基、 麻薩諸塞、俄亥俄、羅德島和田納西八州的總面積。 脫碳建設的用地不亞於電氣化或州際公路系統建設的用地。

比照以上數據,中國人口是美國人口的四倍,未來清潔能源的用地,將是美國的四倍,約240萬平方公里。
又一項估算認為,僅以太陽能而言,以現有的技術條件,提供全球的能源需求,需要45萬平方公里的土地。中國人口佔世界1/5,即需要10萬平方公里土地。這是計算密集全鋪蓋太陽能板的面積。實際建造的太陽能電場,必須場內場外都有各種間隔和交通以及相關設施用地。實際的需要遠不止此。
中國大陸也做了各種研究。據一項估計,實現碳中和願景,2060年風電和光伏裝機量需要高達60億千瓦以上。

         a.  按裝機密度計算,60億新能源裝機,需要將幾乎整個華東地區(上海、江蘇、浙江、安徽、福建、山東、江西)“全覆蓋”。

         b. 按分散式光伏計算,需要用地66萬平方公裡,約佔國土面積的7%。中國高山、沙漠佔國土總面積的一半多,哪裡去擠出那麼多土地建設新能源?
無論怎麼估算,都需要極大面積的土地來鋪設太陽能板。任何國家都面臨土地資源不足的挑戰。於是,利用太陽能板下的空間,勢必是當前必須認真思考的緊急課題。

     3.  太陽能電場下的土地,不能僅僅是用於覆蓋太陽能板而已,還必須兼用於居住和生產。換一個說法,即將太陽能板場架設在居住和生產性建築之上。
現在很多家庭的屋頂上鋪設了太陽能板,以節省公共電源。美國紐約市許多居民的區全面鼓勵屋頂鋪設太陽能板,由政府負擔全部費用。新加坡是運用各種新概念最先進的城市之一,城市密集的各種各樣房屋屋頂都改造裝設了太陽能板。太陽能板下面的居住和各種經濟、社會活動,完全正常。證明這個概念是實際可行的。
網查資料稱,中國大陸2021年夏啟動試點計劃。在幾個省推動若干縣、市、區,與企業合作,在2023年底之前,將50%以上的機關建築、40%以上的學校、醫院等公共建築、30%以上的工商業廠房、20%以上的農村居民住屋屋頂上安裝太陽能設備。

     4. 將以上在屋頂裝設太陽能板的做法擴大,便是設想建立太陽能板場的城鎮:規劃新建城鎮,住宅和各種功能的產業園區、街道、空地、各種服務設備等等,各街區blocks的樓房則成片地設計為同等高度,屋頂都鋪設太陽能板。各街區的屋頂平台之間以天橋連接;不同高度的街區屋頂之間,則以自動扶梯連接。使大面積的太陽能電場完整連接,便於管理、維修和進行科研工作。在太陽能電場下的城鎮,居住生產以及其他活動,完全正常。
現在的太陽能電場多是建在人口稀少,土地利用較難的地方。將來則建在居住和生產需要的地方,或將現有的城鎮改建。

     5. 太陽能電場下的城鎮可以發展各種企業。
農業:太陽能板可以做到極薄,太陽能板下與大棚種植的環境相同。現代的農業已經逐漸推進到節土、節水、節能、節肥、調光、減污、高產的全天候立體農業,太陽能電場下的多層建築空間,最適合發展未來型的科技農業,提高土地利用率,擴大生產,解決糧食和飼料不足的問題。

畜牧:室內畜牧是新興企業,與大棚種植一樣高效高產。利用光牧互补,现代生物技术、信息技术、新材料和先进装备等,太陽能板下是發展畜牧業的好地方。

製造業:製造業本來就是室內產業,在太陽能電場下發展各種製造業,正好利用太陽能電場電源充沛的優點。
漁業:在水上建立的太陽能電場城鎮,其下方的水域將是優良的自然養漁場和人工養魚場。

     6. 在水面上架設浮筏,躉船,浮橋,或浮島(筆者曾有另文論述浮島),則沿河和沿海的水上,可以鋪設大面積的可居住平台,在平台上建立太陽能電場的小城鎮,比陸地上的太陽能電場城鎮更多兩重重要功能:

          a. 沿河沿海的水上太陽能電場城鎮可以建在已經有的城市附近,就近提供電力,並與河岸、海岸上的城鎮和產業配套,形成綜合利用水、土的人居空間和產業園區;

          b. 水上的太陽能電場城鎮可以在平台下從事水產養殖,或與平台上的農業、畜牧業、製造業形成功能互補的產業群落。

各地大小湖泊中可以因地制宜,建設水上的太陽能電場小城鎮。新加坡已經在水上建立太陽能電場,但仍是像在陸地上那樣,在水面上鋪設平台,架設太陽能板。如果加強水上平台的承載能力,便能夠建立水上的太陽能板電場城鎮。
水上太陽能電場的概念可以推廣應用到沙漠中,既生產電能,又兼保護稀有的水資源。沙漠地帶降水少,人類難以居住和進行生產活動。但是在靠近高山的地方,仍有融冰形成的河流,只因水蒸發的問題嚴重,河水在沙漠中逐漸蒸發消失。新疆塔里木盆地中的河流,都是半途而終。塔里木河長2300多公里,流域面積1000多萬平方公里。有很多支流,僅和田河就長達1100多公里。如果沿河順流建立長片的水上浮橋浮島,上鋪長片的平台地面,平台上建城鎮,城鎮上鋪設擴伸面積的太陽能電場,則既可以發電,又可以減少河水的蒸發,保存河流水量,延長河流。同時,河上的太陽能電場城鎮,可以協助在岸上再建立太陽能電場城鎮,綜合開闢利用沿河的河濱土地,開闢新的生活空間。

由於氣候變化導致海平面上升,沿海低地的大量人口必須內遷。在沿海建立海上的浮島太陽能板場城鎮,可以遷移部份人口和產業,舒緩人口遷徙的壓力。內陸由於氣候變化而生態發生巨大變化,也將迫使大量的人口遷移。太陽能電場城鎮將是因應這人口變遷的新城鎮建設模式之一。

世界上有許多沙漠地帶是瀕臨海洋,或離海洋不遠,例如阿拉伯半島、澳洲、非洲北部與西南部。缺淡水缺電,難以生存。在沿海的水上建立太陽能電場,可以提供電力,以電力建設海水化淡廠(424期筆者有另文論述),便一舉解決水、電兩大問題。電場下和陸地上可以新生大片的宜居地方,發展經濟。

世界上有許多小島嶼國家,四周環繞著寶貴的海洋資源,卻無法利用,竟多半是最貧窮國家。問題就是缺電、缺淡水、還缺地,如果綜合建立水上太陽能電場下的小城鎮和海水化淡廠,水、電、地三者俱備,既能居住,又能從事各種生產,立刻便有了發展前景。面臨氣候變化和海水平面上升的威脅時,他們也將擁有新的土地和水、電資源,延長國運。

     7. 建立太陽能板廠下的城鎮,還是夢想。問題很多。技術本身不是問題。相關問題可舉3例:

           a. 城市設計和改造。現在的太陽能電場非常單調,淒涼,不但毫無美感,而且令人感到恐怖。將來因利用太陽能板而設計新城鎮和改造舊城鎮城市,應乘機美化設計,優化環境,提升生活素質,從而吸引人們去居住。

          b. 環境保護特別重要:必須研究處理生活和生產排污排毒的科技,使太陽能電場下的城鎮不造成新的空氣、水、土污染問題。塑料業產生大量危害環境和健康的結果,是前車之鑑。太陽能板的壽命只有30年左右,廢板內含硫酸一類的有害化學物質,今後對太陽能板和有關材料的廢舊部件,必須徹底回收利用recycle,安全銷毀,以保護母親大地。不可以重蹈塑料產品污染土地和海洋的覆轍。

           c. 最棘手的是政治問題:新能源是世界性問題,世界各國必須通力合作,共同努力。現在各國雖然承諾減碳目標,但是沒有真誠的合作,前景可慮。太陽能板下空間的建設,是巨大的新興產業,也將產生新的全球產業佈局,例如開發西伯利亞和北非沙漠等大片地區。所有這些巨大變化,不久即將發生,要求各國真誠合作,設想如何共享,而不是爭奪搶掠。新產業創生的新科技,應開放共享,避免產生新一輪的巨富和貧富差距。

結論:氣候變化導致全球生態環境變化與社會經濟的大變動,全人類面臨前所未有的能源和土地資源不足的巨大挑戰。而危機就是契機,太陽能電場城鎮的興起,勢必是未來的新興產業,與海水化淡廠結合,與沙漠開發結合,將大幅度改變人類的生活和生產環境。這些挑戰是全球性的,需要全球共同努力去應對,例如將各種解決辦法和科技進步規定為全球性共有。當前各國仍在為爭一分地一分水而戰爭、殺戮、破壞,令人懷疑人類的智慧何在。祈願各國出現大政治家,設法減少衝突,提升平等的合作。使全球八十億人口都能夠享有小康生活,世界大同。

吳章銓,聯合國退休人員,是最早注意釣魚台群島問題的老保釣成員之一。
 
 

0 Comments



Leave a Reply.

    类别

    All
    保釣專題
    兩岸議題
    台灣點滴
    國際政治軍事
    國際財經
    國際財經
    大陸政經
    大陸政經
    大陸觀察
    科學
    科學
    觀察
    觀察


    An advertisement
    will go here


    Archives

    November 2023
    October 2023
    September 2023
    August 2023
    July 2023
    June 2023
    May 2023
    April 2023
    March 2023
    February 2023
    January 2023
    December 2022
    November 2022
    October 2022
    September 2022
    August 2022
    July 2022
    June 2022
    May 2022
    April 2022
    March 2022
    February 2022
    January 2022
    December 2021
    November 2021
    October 2021
    September 2021
    August 2021
    July 2021
    June 2021
    May 2021
    April 2021
    March 2021
    February 2021
    January 2021
    December 2020
    November 2020
    October 2020
    September 2020
    August 2020
    July 2020
    June 2020
    May 2020
    April 2020
    March 2020
    February 2020
    January 2020
    December 2019
    November 2019
    October 2019
    September 2019
    August 2019
    July 2019
    June 2019
    May 2019
    April 2019
    March 2019
    February 2019
    January 2019
    December 2018
    November 2018
    October 2018
    September 2018
    August 2018
    July 2018
    June 2018
    May 2018
    April 2018
    March 2018
    February 2018
    January 2018
    December 2017
    November 2017
    October 2017
    September 2017
    August 2017
    July 2017
    June 2017
    May 2017
    April 2017
    March 2017
    February 2017
    January 2017
    December 2016
    November 2016
    October 2016
    September 2016
    August 2016
    July 2016
    June 2016
    May 2016
    April 2016
    March 2016
    February 2016
    January 2016
    December 2015
    November 2015
    October 2015
    September 2015
    August 2015
    July 2015
    June 2015
    May 2015
    April 2015
    March 2015
    August 2013

    RSS Feed

Proudly powered by Weebly