6月19日,中國能源戰(zhàn)略與“十二五”能源發(fā)展論壇上,新能源引發(fā)的能源變革得到與會專家學者的高度關(guān)注。國家能源局副局長吳吟表示,全球正處在第三次能源變革時期,可再生能源和新能源的發(fā)展迅猛,已在世界能源格局當中居于重要地位,并有超越油氣等傳統(tǒng)化石能源的趨勢。其中,太陽能作為取之不盡用之不竭的可再生能源,以其綠色、低碳、安全等特性備受各國關(guān)注。
能源變革帶來的發(fā)展機遇
能源是現(xiàn)代社會存在和發(fā)展的基石。在化石能源供應(yīng)日趨緊張、全球環(huán)境問題日趨嚴重的背景下,清潔能源和可再生能源的發(fā)展迎來了新的機遇,大規(guī)模開發(fā)和利用可再生能源已成為各國能源戰(zhàn)略中重要組成部分。
美國學者約翰·麥克尼爾在北京大學的一次演講中說:“未來的燃料可能是陽光和風力。沒有人能夠控制風和陽光,但有人能夠首先發(fā)明新技術(shù),能夠用新技術(shù)把這些共有的資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢和軍事優(yōu)勢。”他的這一觀點得到不少國內(nèi)外專家的支持。
每一場世界變革都需要有新技術(shù)的支持。作為未來燃料重要來源的太陽能,其技術(shù)革新能否為世界能源打開一個低碳、清潔、可持續(xù)發(fā)展的新格局,能否拯救世界?國內(nèi)外很多能源行業(yè)專家都將未來能源發(fā)展的希望寄托于此。
近年來,世界各國都在加大太陽能相關(guān)技術(shù)的研究與開發(fā)力度,并制定了支持和鼓勵光伏發(fā)電發(fā)展的優(yōu)惠政策,使光伏發(fā)電得到了突飛猛進的發(fā)展, 光伏電池的轉(zhuǎn)換效率不斷提高。我國太陽能資源十分豐富,并已擁有一批生產(chǎn)太陽能電池實力強勁的企業(yè),具備大規(guī)模發(fā)展光伏發(fā)電的良好的資源條件和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)光伏電池面臨的挑戰(zhàn)
太陽能電池是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,包括硅系太陽能電池和非硅系太陽能電池等,目前各國市場均給予太陽能光伏電池較高關(guān)注。但在當今世界能源領(lǐng)域,太陽能發(fā)電技術(shù)仍然是微不足道的角色。
目前光伏電池最大的障礙就是還沒有廉價到可以大規(guī)模與化石能源相競爭。在美國,太陽能電池提供的電能還不到電力供應(yīng)總量的0.05%。造成這一現(xiàn)象的部分原因是電力供應(yīng)的復(fù)雜性,更主要的原因是太陽光的不可持續(xù)性。
同時,晶體硅材料的短缺也為傳統(tǒng)的晶體硅太陽能電池發(fā)展造成一定阻礙。2007年,中國成為繼日本、德國之后的世界第三大太陽能電池制造者。世界上最大的太陽能制造商日本夏普公司,也計劃擴大其產(chǎn)能。2005年以來,受西班牙、德國等歐美國家的太陽能電池優(yōu)惠政策的刺激,海外太陽能電池需求呈爆炸式增長,從而導(dǎo)致全球性多晶硅原料缺乏,多晶硅價格出現(xiàn)暴漲,晶體硅太陽能電池成本隨著原材料價格上漲也受到嚴重影響。
盡管光伏電池面臨著巨大挑戰(zhàn),美國工業(yè)研究公司Clean Edge仍預(yù)計,在2015年之前,太陽能光伏電池工業(yè)的收入將增長到每年500億美元,總裝機容量達到75兆瓦,比現(xiàn)在增長10倍。但這種快速擴張將取決于能夠走向商業(yè)市場的下一代光伏電池技術(shù)。
太陽能熱發(fā)電再度復(fù)興
“在近一段時期內(nèi),太陽能熱發(fā)電仍是唯一能與燃煤發(fā)電潛在競爭的清潔能源,無論是在規(guī)模還是在價格方面?!边@是美國環(huán)境保護協(xié)會主席費雷德·克魯普,在其所著的《決戰(zhàn)新能源:一場影響國家興衰的產(chǎn)業(yè)革命》中所表述的觀點。他認為太陽能發(fā)電廠比光伏電池更為占優(yōu),原因在于它以熱的形式儲存能量的能力遠比儲存電能便宜。
早在上個世紀80年代,美國就已開始關(guān)注太陽能熱發(fā)電技術(shù)。但隨著化石燃料成本的下降,推動清潔能源發(fā)展的政治意愿也隨之降低。如今,太陽能熱發(fā)電技術(shù)在美國沉寂多年后再度復(fù)興,目前市場競爭已經(jīng)白熱化。今年2月,美國能源部為BrightSource能源公司提供了將近14億美元的貸款擔保,用于支持其建設(shè)一座400兆瓦的聚熱太陽能發(fā)電廠。這是美國近20年來首座聚熱太陽能發(fā)電設(shè)施,有望成為世界上最大的太陽能項目。
大規(guī)模集中化生產(chǎn)太陽能熱電就必須解決入網(wǎng)問題。一般大規(guī)模生產(chǎn)太陽能熱電的最佳地點都是遠離人煙的偏僻之地,比如沙漠地帶,而那里恰恰沒有大型輸電線路。要把太陽能熱電廠生產(chǎn)的電力從沙漠送到幾百英里外的電力需求市場,就必須新增大量投資用于修建電網(wǎng)。除非線路持續(xù)使用,否則建設(shè)投資難以獲得回報,這就將帶來高昂的成本問題,而晝夜交替的自然規(guī)律,難以滿足向電網(wǎng)持續(xù)供電的要求。
國際能源機構(gòu)預(yù)計,太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)將解決夜間發(fā)電問題。報告表示,在“并不遙遠的未來”,聚熱太陽能發(fā)電廠將能晝夜無間斷發(fā)電,新興的蓄熱技術(shù)將讓太陽能發(fā)電廠能夠和傳統(tǒng)燃料電廠相競爭。
不難看出,太陽能拯救世界的希望還是有的,而今后攻克這一難題的關(guān)鍵,就在于人類能否研發(fā)出相關(guān)技術(shù),破解現(xiàn)在所遇到的困境和阻礙,使這一美好愿望變成現(xiàn)實。
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