2020年11月

中国全部使用太阳供能计算

2019年能源消费总量:4860.0Mtce = 1.42434936e+20J = 48亿吨标准煤

国土面积:960万平方公里 = 9.6e+12 m2

我国属太阳能资源丰富的国家之一,全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时,年辐射量在5000MJ/m2以上。据统计资料分析,中国陆地面积每年接收的太阳辐射总量为3.3×103~8.4×103MJ/m2,相当于24,000亿吨标准煤的储量。

太阳能储量/能源消费总量:24000/48 = 500倍。

如果使用20%转化率的太阳能电池,则为满足2018年一次能源消耗量,则需要9.6e+12 * 48 / (24,000 * 20%) = 9.6 万平方公里(1.44亿亩),1%的国土面积。

考虑到中国有大片沙漠戈壁(总面积达130.8万平方千米,约占全国土地总面积的13.6%),所以我建议:

将沙漠和隔壁披上太阳能电池!发电,减少沙尘危害!

Q&A、答疑:

  1. 这事能赚钱么?
    按照目前市面上的太阳能电池价格和年发电量比例,不能赚钱。但是能极大地降低中国碳排放量,极大减少石油依赖,极大保护中国的环境。而且能带动太阳能电池板研发制造、电力输送、终端产品(电动汽车、电动工业机械等)非常多的产业发展。如果我们走在前头,还能把这些先进的产业链出口全球,赚取知识产权和研发设计等高端附加值。
  2. 这事儿技术上可行吗?
    • 目前中国能源消费总量年均增速在3.4%左右,按照国家「十四五」计划中的「到2030年达到碳排放峰值」,预计我们最多耗能应该在4860.0Mtce * (1 + 3.4%) ^ 11 = 7095Mtce, 71亿吨标准煤,或者说 207937422000000000000 焦耳
    • 目前市面上太阳能天池的功率面积比大约在200 瓦特/平米, 计算成每年产出的电能和面积比应该是2522880000 焦耳,那么很清楚就知道咱们需要207937422000000000000/2522880000 = 82420654966 平方米 = 82420 平方公里 = 1.23569 亿亩土地。小于上面假设的9.6万平方公里,更小于130.8万平方千米的沙漠戈壁。说明有的是地方装。
    • 目前中国光伏产业是少数处于世界领先位置的产业,而且还有点产能过剩,我们自己用没问题!
  3. 大概要花多少钱?
    • 电池: 这么大规模的采购,单价可以降低到0.5W/元(原价在1W/元左右)。按照最高71亿吨标准煤的年发电量,需要1.64841e+13 W的装机量,也就是需要8.24207e+12元,即8.24207万亿人民币。只是一倍于2008年中国4万亿振兴计划嘛,咱们现在可比十多年前富强多了!
    • 土地:沙漠戈壁啥的,基本上可以免费,就算1000元/亩象征性收点钱。1.64841e+13 W的装机量,目前市面上太阳能电池功率占面积比大约200 W/平米, 再留一个10%的面积用来固定,那么需要9.06628e+10 平米 = 1.35926e+8亩,粗略需要1.26亿亩地。看来目前转化率不错,不需要1.38亿亩土地了。1.26亿亩土地,需要1260亿买地。
    • 运送安装:厂家包邮,沙漠全是啥子,他们可以就近建厂。沙漠治理+安装费用算1万元/亩,需要1.26万亿
    • 配送运输:国家电网的事情,给他们2000亿
    • 其他费用: 1000亿
    • 总费用: 9.92807万亿,十万亿的能源投资计划出炉了!
  4. 那么多的电池,哪里来?
    太阳能电池需要单晶硅,沙漠里面都是沙,就地取材即可。然后招标10-100个太阳能电池厂干活。
  5. 这么大的工程规模,怎么铺设电池,怎么输送?
    国家电网的事情,你能发电,他们就能输电,不操心。
  6. 谁掏钱啊?
    11.2万亿,你让国家突然出这么多也不太好,毕竟2019年国家财政收入才19万亿。我建议用财政收入的5%,即1万亿,在加上社会资本1万亿,每年2万亿投入,6年即可完工!
  7. 晚上怎么办?靠月亮吗?
    电池,储能电池。另外晚上基本上工业用电木有了,再加上水能发电、核能发电等的补充,相信能够满足夜晚供电的需求。
  8. 收益?
    • 一个几乎只用可持续的绿色能源的国家,子孙后代不愁环境污染
    • 一个基本上没有石油依存的国家,没人随便能源卡脖子
    • 带动国内相关产业发展,少说带动50万亿产业总量,增加相关就业人口1亿人
    • 相关技术出国国外,从产品制造、到技术研发、到设计服务,高低搭配,应有尽有,赚一堆外汇!

参考

  1. 国家数据 - 能源 - 能源消费量