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光伏点亮整个世界,需要多少土地?

2018-05-15 14:39:43来源:
2018-05-15

作者 大嘴君

如果全球所有的电力需求均用光伏发电来满足,需要多少土地资源?

在2017年7月的一次全美州长协会会议上,特斯拉CEO 埃隆马斯克自信表示只要在内华达州、犹他州或者德克萨斯州比较小的地方铺设100平方英里的太阳能面板就能解决美国的全部电力需求。

满足全美电力需求所需的太阳能面板大小,图片来自Inverse网站截图 满足全美电力需求所需的太阳能面板大小,图片来自Inverse网站截图

Finder.com近日利用公式和数据计算总结了在理想状态下世界各国家和地区向100%光伏供电转型所需要的土地面积。

计算结果

满足所有的用电需求的光伏板面积大小取决于两个因素:一是地区光照总量,二是该地区能源消耗量。计算结果显示,实现全球范围光伏供电需要110万平方千米大小的光伏板,87%的国家和地区只需其占地面积的5%,如果考虑到屋顶光伏,所需的占地面积将会更小!

国家/地区

所需面积

(k㎡)

土地面积占比(%)

中国

106200

1.1

美国

129390

1.4

南非

3310

0.3

朝鲜

140

0.1

墨西哥

27890

1.4

俄罗斯

60980

0.4

印度

22730

0.8

法国

13120

2.4

加拿大

24010

0.3

澳大利亚

6270

0.1

伊朗

17620

1.1

研究显示,只有新加坡(830%),中国香港(213%)和巴林(156%)由于土地面积小、人口密度大、用电需求高,需要的光伏板安装面积大于该地区的总面积。

完整列表见链接:

http://www.finder.com/uk/solar-power-potential

部分国家数据分析

中国 中国实现100%光伏供电所需土地占比,图片来自谷歌地图 中国实现100%光伏供电所需土地占比,图片来自谷歌地图

根据国家能源局统计数据,2017年光伏发电市场规模快速扩大,新增装机5306万千瓦。到12月底,全国光伏发电装机达到1.3亿千瓦。但中国目前风电光伏发电量占比极小,截至2017年,中国风电光伏的发电量仅占全部发电量的7%。

根据该计算,实现全国100%光伏供电需10.62万平方千米大小的光伏板,约占国土面积1.1%,相当于一个江苏省的面积。

俄罗斯 俄罗斯实现100%光伏供电所需土地占比,图片来自Finder.com网站截图 俄罗斯实现100%光伏供电所需土地占比,图片来自Finder.com网站截图

俄罗斯南部地区,尤其是北高加索地区,太阳能的潜力最大。而西伯利亚大部分地区如雅库特、阿尔泰尽管日均气温较低,每年的晴天天数也可能达到300天,日照水平可与法国南部和意大利中部相比拟。

根据公式计算,满足俄罗斯全部电力需求需要60980平方千米大小的光伏板,约占国土面积的0.4%。

韩国 韩国实现100%光伏供电所需土地占比,图片来自Finder.com网站截图 韩国实现100%光伏供电所需土地占比,图片来自Finder.com网站截图

韩国能源资源贫乏,约70%的国土面积是山地,安装风光电站成本高。据韩联社6月26日报道,世界经合组织(OECD)当天发布的《2017年绿色成长指标》显示,韩国可再生能源的利用率仅占1.5%,远落后于世界平均水平,在被调查国家中排在倒数第二位。

实现100%光伏供电需要19.6%国土面积。

朝鲜 朝鲜实现100%光伏供电所需土地占比,图片来自Finder.com网站截图 朝鲜实现100%光伏供电所需土地占比,图片来自Finder.com网站截图

朝鲜背靠大陆,东、南、西三面环海,大大小小的岛屿、潮间带形成长达6000公里的海岸线,年平均日照时数达2500h,朝鲜在潮汐能,风能,太阳能等可再生能源利用方面都有得天独厚的优势。

据媒体报道,朝鲜国内最具典型性的光伏企业是太阳能设备分配中心,该中心每年可生产6000个以上各种类型的太阳能集热器。路透社一篇报道曾指出朝鲜一些住户屋顶已经安装太阳能电板,太阳能公交,太阳能摆渡船也已经投入使用。

计算结果得出实现完全光伏供电只需要0.1%的国土面积。

当然上述的数据只是理论上的推算,真正实现用光伏来满足100%全球能源需求还需要光伏等可再生能源和储能成本的进一步下降,加上一定的碳价水平,这样光伏才能全面替代常规能源。

计算方法:

消耗能量(E)=光伏板总面积(A)*光伏板发电效率(r)*年均太阳辐射总量(H)*系统效率(PR)全球所需光伏板面积=国家/地区平均光伏板安装面积*国家/地区数量(195个)(电网传输损耗并未计算在内)公式来源: photovoltaic-software.com数据来源: CIA World Factbook,OpenSolarDB

本文首发于微信公众号:能源大嘴。文章内容属作者个人观点,不代表和讯网立场。投资者据此操作,风险请自担。

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