成本下降且快速更新，太阳能推广日趋重要

darthracer · 2022-8-31 08:59

全球气候变迁情况加剧，今年夏天用电量屡创新高，在“2050净零碳排”已是全球共识的情况下，洁净能源变得格外重要。其中属于绿色能源之一的太阳能，由于电池板技术迅速发展，成本急剧下降，未来将扮演更重要的角色。

成本降低

过去十多年来的发展，使得洁净能源成本已降至可与石化燃料匹敌的水准，包括太阳能光伏（Photovoltaics）、离岸风力、在岸风力等洁净能源的成本下降，将加速未来能源转型。

尤其是太阳能板技术迅速发展，世界能源转型的关键部分成本正急剧下降。

国际能源总局（International Energy Agency，IEA）表示，太阳能必须在未来10年内大幅扩大规模，才能实现巴黎气候目标，也就是把本世纪全球气温升幅控制在不超过工业化前摄氏1.5度。

好消息是，成本已经在大幅下降。

政府间气候变迁专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）在今年初的一份报告中表示，在2010年和2019年间，太阳能成本下降了85%，而风能则是下降了55%。

威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）教授、同时也是报告的主要共同作者尼麦特（Gregory Nemet）表示，“有人认为，这是人类能够大规模生产电力的最便宜方式”。

专家希望，俄罗斯入侵乌克兰造成的化石燃料价格高昂化以及对能源安全的担忧，可以加速可再生能源的普及。

美国总统拜登（Joe Biden）已经在8月16日签署了规模4,300亿美元的“降低通胀法案”，聚焦气候、医保及税制三大议题。这项立法堪称美国史上对抗气候变迁的最大规模投资，将注资3,700亿美元，完成在2030年将温室气体排放量减少40%的目标。

尼麦特表示，到本世纪中，太阳能可能占世界电力系统的一半，“我认为确实有很大的潜力”。

太阳能技术快速提升

光伏效应（photovoltaic effect），也就是太阳能电池将太阳光转化为电能的过程，是在1839年由法国物理学家贝克勒（Edmond Becquerel）首次发现。

经过几十年的创新，硅太阳电池在20世纪50年代开始在美国开发，1958年发射了世界上第一颗太阳能卫星。

IPCC表示，在所有能源技术中，太阳能和电池等小规模技术，已被证明比核能等笨重的选项，可以更快改进和被采用。

目前几乎所有在屋顶上闪闪发光、遍布广阔领域的太阳能板都是在中国使用硅半导体制造的。但这项技术正在迅速变化。

国际能源总局在最近的一份报告中表示，和4、5年前才安装的标准模块相比，新型太阳能电池已被证明在把光转化为能源方面的效率，高出五分之一。

此外，还有许多新材料和混合电池，包括廉价、高效和轻巧的“薄膜（thin film）”技术，以及可以用油墨打印的钙钛矿（perovskites）技术。专家预测，这些将可以进一步提高效率。

专家表示，如果耐用度可以达到几十年，这将提供大幅扩大太阳能收集的前景。

而最近的研究带来了希望，这是有可能的。

根据今年4月发布在“科学”（Science）期刊的一项研究，科学家们在钙钛矿电池中添加了含金属材料，使它们的效率更稳定。

其他研究也把材料混合适于不同的目的。国际期刊《自然》（Nature）的一项研究，使用“串叠（tandem ）”模型，以钙钛矿半导体吸收太阳光谱中的近红外光，而一种有机碳基（carbon-based）的材料则吸收光线中的紫外线和可见光部分。串叠型太阳能电池被认为有助于提高转换效率。

日落后也能运行

斯坦福大学（Stanford University）研究人员表示，他们今年已经生产出一种太阳能电池，利用从地球泄露回太空的热量，在夜间收集能量。

随着太阳能大规模推广，从每个面板产生更多能量将变得越来越重要，但这也引发了对土地使用和对生态系统统破坏的担忧。

电力研究所（Electric Power Research Institute）可再生能源项目负责人希夫（Ron Schoff）说，在大型项目中一种越来越受欢迎、提高效率的设计是“双面（bifacial）”太阳能板。这种双面板不仅直接从太阳光线中吸收能量，还从地面反射的光中吸收能量。

其他解决方案还包括使用一空间用于多种目的，例如使用半透明的太阳能板作为草莓植物或其他作物的保护屋顶。

十年前，印度率先在运河上使用太阳能板，减少了发电时的蒸发。

美国加州的科学家表示，如果容易发生干旱的加州也屏蔽其运河，将可以节省约630亿加仑的水。而一个试点项目将于今年开始动工。

尼麦特说，消费者也可以扮演自己的角色，例如转移更多的能源使用到白天时间，甚至以一种“Airbnb”（短租）方式托管自己的太阳能网络。

他说，太阳能的模块化特性意味着可以在传统电网稀少的发展中国家推广，“从小到手表、大到世界上最大发电厂，都能使用太阳能，我认为这正是让人们对此感到兴奋的原因。”

adslymvsly · 2022-9-6 20:47

随着科技的日益进步，太阳能电池板的供电成本已经下降到可以同传统的石化燃料电厂竞争了。

anknono · 2022-9-8 11:49

这种东西没用，如果这东西真的很好用，那么不用说，用的人也会自然多起来