在几百年前 ， 人类所需的动力大部分还来自于风、水流、人力 。 进入现代工业文明之后 ， 人们学会了用煤炭、天然气自己制造动力 ， 然而随着化石能源的大量使用 ， 环境和资源的压力开始与日俱增 ， 人们把目光重新投向了自然界 。
01
顶级风场叶片出自中国 ， 订单排到两年后
中国东部福建沿海 ， 是中国人正在开发的大型海上风电场之一 。
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过去十五年 ， 中国工程师以上海为起点 ， 沿海岸线向南北延伸 ， 先后建成了多座大型海上风电场 ， 总装机规模超过 1000万千瓦 。 然而海上风电的建设和运营成本远高于陆上 ， 因此采用大容量的风电机组被认为是海上风电的发展方向 。
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福建兴化湾 ， 安装着中国首台亚太地区单机容量最大的 10兆瓦海上风机 。 风机单只叶片的设计长度达 90 米 ， 叶轮组装完成后 ， 叶轮直径 185 米 ， 相当于三台波音 747并排的宽度 。
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成功安装之后的风机 ， 在年平均 10 米每秒风速条件下 ， 单台机组每年发电 4000万千瓦时 ， 可满足两万个三口之家一年的用电需求 ， 减少排放二氧化碳 35000 吨 。
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然而 ， 海上风电 ， 最大的考验是台风频发 ， 含盐量极高的空气还会对巨型风机造成极大的威胁 ， 中国人已经开始了对风机的升级 。
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江苏盐城拥有亚洲最大的风电叶片制造基地 ， 全球许多顶级风场的叶片都出自这里 ， 订单早已排到两年以后 。
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为了得到更高的发电效率和更强的机组稳定性 ， 叶片主梁必须被制作得更轻更坚 。 碳纤维材料重量轻 ， 其强度比钢材高 5 倍 ， 比铝合金高4 倍 ， 因此被认为是满足条件的理想材料 。
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这种材料对温度非常敏感 ， 使用它 ， 最关键的是控制温度 。 叶片工艺高级工程师罗宽要尝试用这种新的材料替代传统的玻璃纤维 ， 制作一个新型叶片主梁 。 铺设要连续进行 ， 83 层的碳纤维 ， 每一层都必须保持平整 ， 不允许有一丝褶皱 。
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环境、模具的温度必须控制在 28 ℃到 32 ℃之间 ， 与碳纤维材料的温度保持一致 。 20 个小时过后 ， 83层碳纤维主梁铺设完成 ， 相比于玻璃纤维 ， 更加坚固 ， 重量却轻了 3.6吨 。 然而 ， 它能否成为未来几年海上风机的主力叶片 ， 还必须经历一次最为严苛的检验 。
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五台自动化静力加载设备通过钢丝绳与叶片上的夹具相连 ， 他们将模拟自然界的台风考验叶片 。 力量逐渐加大 ， 直到100% ， 叶片依然没有折断 ， 完美通过测试 。
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全新的碳纤维叶片将用来打造新型海上风机 ， 这会给能源工程师注入更多的信心 ， 迎接可再生能源利用道路上的更多挑战 。
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过去十年 ， 从轴承、塔筒 ， 到发电机、叶片 ， 中国的风机制造产业链经历了一次全面升级 。 今天 ， 中国已经成为全球最大的风能生产国 ， 但是开发风电的脚步还在继续加速 ， 从海洋到陆地 ， 从草原到山地 ， 一座座风场陆续建成 。
02
三个世界第一 ， 中国光伏产业领先世界
中国已经向全世界作出重大承诺—— 2030 年实现风电、太阳能发电总装机容量达到 12亿千瓦以上 ， 这意味着 ， 风电加速发展的同时 ， 中国太阳能发电也将跑出加速度 。
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硅是太阳能电池板最为重要的材料 ， 硅的纯度直接影响着电池板的发电效率 。 四川的一家新能源公司提纯硅的纯度高达 11 个9（99.99999999999%） 。
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从硅料到一片可以真正用来发电的光伏电池 ， 还需要历经很多个环节 。 单晶硅拉棒 ， 硅片切割 ， 这些过程往往在不同工厂进行 。 这家工厂要在原有产线上 ， 让电池片的光电转化效率再提高1.5% 。
升级后的电池片 ， 光电转换效率高达24% ， 这是新的世界纪录 。 像这样的电池片 ， 在这条新的生产线 ， 每年可以产出超过 5040万片 ， 如果把它们全部安装 ， 每年可以发电约 4.5 亿度 。
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仅仅十多年前 ， 中国还无法自己生产高纯度多晶硅 ， 制造的光伏电池也主要出口供国外使用 。 如今 ， 完备的产业链 ， 让中国拥有了光伏电池世界第一的产能 。 不仅如此 ， 今天的中国 ， 光伏总装机容量世界第一、发电量世界第一 ， 在光伏发电领域中国再次领先世界 。
03
中国建成光热电站 ， 不使用任何化石燃料
新疆哈密淖毛湖 ， 是中国西部的一个边陲小镇 ， 这里最大的特点是 ， 一年四季阳光充足 。 这里有一个光热电站 。
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数万面的镜子 ， 可以把阳光反射到 181 米高的塔顶 ， 集热器充分吸收热量后 ， 温度超过 560 ℃ 。
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塔的底部 ， 冷罐中存储的低温熔盐 ， 被高压泵送至塔顶 ， 吸收热量后 ， 流回塔底将水加热 ， 产生的水蒸气驱动蒸汽机旋转产生电能 。
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我们日常穿衣镜的反射率只有 70% ， 而用来收集热量的定日镜 ， 都经过了抛光、镀银的处理 ， 反射率高达 93.5% 。
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这些五边形定日镜 ， 不但能增加采光面积 ， 还可以减少镜子间的相互遮挡 ， 让镜场布置更加紧凑 。 更重要的是 ， 这些镜子都必须拥有向日葵的本领 ， 才能追随太阳的位置调整方向 。
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如果某一面定日镜 ， 无法把光斑对准吸热器 ， 控制室系统就会收到红外监测仪发出的信号 ， 快速调整原本瞄准另一位置的定日镜补位 。
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半小时观察：打造绿色动能的中国方案
2020 年 ， 我国可再生能源开发利用规模达到 6.8 亿吨标准煤 ， 相当于替代煤炭近 10亿吨 ， 减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分别约 17.9 亿吨、86.4 万吨、79.8 万吨 。 特别是我国风电、光伏 2020年新增装机约 1.2亿千瓦 ， 占全球风电、光伏新增装机容量的一半以上 ， 成为全球可再生能源发展的中坚力量 。 今天的中国正在用坚实的行动 ， 去兑现绿色发展的承诺 ， 实现可再生能源开发利用与生态文明建设协调发展、相得益彰 。
【中国|三个世界第一！中国这个产业领先世界！】来源：央视财经《经济半小时》
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