近日，在杭州召开的第七届中国太阳能级硅及光伏发电研讨会上，来自上海交通大学太阳能研究所的崔容强教授作了题为“3S 能源方程式”的报告。崔教授幽默风趣的报告风格引发了在场听众的阵阵掌声。
何为3S 能源方程式
3S 是指太阳能（SE）：Solar Energy，储能（ST）Storage Technology，智能电网（SG）Smart Grid 的英文缩写。方程式等式的左侧是一个加法，等式的右侧则是一个减法。具体公式如下：
（太阳能+ 储能+ 智能电网）+ 其他新能源≈ 总能耗 - 化石能源 - 核能（SE + ST + SG）+ ONE ≈ WE - FE - NE
这个3S 方程式到底该如何解读？首先我们先分解一下这个等式，对等式的构成做一个系统了解。
我们先来看等式的左侧：
这个公式中的太阳能是广义上的太阳能，即Solar Energy（SE），包括太阳能发电、水力发电、风能、太阳能热利用、 生物质能、冰雪能等。
Storage Technology（ST）--储能包括抽水蓄能、超级电容、蓄电池蓄能、压缩空气、超导储能、太阳能制氢等，因此太阳能制氢完成后能够完全取代天然气。
Smart Grid（SG）-- 智能电网包括坚强电网系统和微网系统。
Other New Energy（ONE）--其他新能源包括海洋能、潮汐能、地热能等，这些新能源所占的比例较低。
等式的右边内容作如下注解。
总能耗（WE）：Whole Energy
Consumption，全社会总能耗 。
化石能源（FE）：Fossil Fuel Energy，煤、石油、天然气等 。
核能（NE）：Nuclear Energy，一、二、三代核电堆技术。
由公式可以得出：太阳能、储能、智能电网和其他新能源的有效利用，可以抵消社会发展能耗中化石能源和核能的损耗，我们希望有能够看到我国的能源在等式左侧的份额不断增加，右侧的化石能源和核能能够不断递减，直至到零。
崔教授在报告中明确提出了3S 能源方程式两个战略目标，即：充分供应中国能源，彻底改善中国环境和创造太阳能经济、富民强国。
图片：西藏太阳能电站
3S 能源方程式的发展光伏发电在中国
光伏发电的优势在于：
（1）中国的太阳能资源最为巨大
（2）最为永续，可用光伏电生产光伏发电系统
（3）组成3S 能源系统后最为稳定
（4）光- 水- 风 结合最易实施
（5）生产和运行最清洁、最安全、最可靠、最和平
（6）生产-- 运输-- 安装-- 运行 最快捷（2010 年德国新增安装8GW，2011 年预计累积安装量可超过20GW ）
（7）工作寿命长：25 年+25 年+25 年75 年
（8）成本最低 （日本预计2017 年14日元/kwh；2025 年7 日元/kwh，中国预计2012 年1 元/kwh；2020 年0.5 元/kwh ）
因此，光伏发电所产生的社会效益也得以凸显：
（1）立装立用，快速缓解蔓延全国的电荒，创造农林牧渔更多的就业岗位
（2）确保国家节能减排任务提前超额完成
（3）保证我国尽快实现能源产业转型和结构调整，大幅度减少血煤事故和油气事故
（4）保障国家能源安全，减少对国际矿产燃料的依赖，平抑国际油价，减少能源外汇支出
（5）改善电网质量，保障电力供应，减少输配电损失
（6）创新农林牧副渔业生产方式，提高土地利用率，为改善荒漠，改造沿海滩涂开创一条新路
（7）创造能源新经济的繁荣，开辟新的资金流通渠道和模式
（8）更好发挥我国3S 能源产业的明显优势和潜在优势，取得国际能源话语权
（9）有利于中国向世界能源高科技攀登
但是，目前中国的光伏发电依然受到某些偏见，甚至是被妖魔化了的忧虑造成的误区的困扰。例如：光伏发电是否真的高能耗，能量投入得不偿失？是否高污染，生产过程毒化环境？是否产能过剩？是否污染电网，损坏家电，无法调度？是否光污染，有失美学？是否光伏板下的土地100 年难以修复？是否成本太高，无法承受等各种忧虑。这使得大众对光伏发电在认知上出现了很大的偏差，同时也阻碍了光伏发电的快速发展。
在这样的情况下，我们现阶段要怎样对待光伏产业的发展呢？崔教授在报告中提出了十点对策建议：
（1）解放思想，用创新思维研究德国光伏现象，克服落后的能源观
（2）把快速开发3S 能源系统上升为国家能源战略，实现低碳经济或无碳经济
（3）确立优先发展光电、水电（尤其是抽水蓄能电站）、风电、生物电，重点发展储能和智能电网，限制发展火电，有条件发展核电的发展方针
（4）（参照风力发电上网电价和境外上网电价法）尽快出台便于调控的光伏上网电价法
（5）鼓励生产和使用3S 能源的优惠法案（免税法，辅助初装补贴法等）
（6）调动金融业，保险业，租赁业参与3S 能源建设（提供无息或贴息贷款等）
（7）允许地方政府根据自生条件开发3S 能源，对地方政府试行3S 能源配额制
（8）积极支持民企和国企参与开发3S能源，对大型发电企业试行3S 能源配额制
（9）参照三峡经验，在现行电价基础上每度电征收2-3 分钱作为3S 能源附加，为加快3S 能源发展提供稳定的经济基础
（10）修订国家中长期能源安全规划，2020 年实现能源对外依存度负增长，2050年实现能源供应全部国产化
光伏发电任重道远，崔教授在报告中呼吁" 太阳能经济将给国民经济带来新的增长点，可以改变经济增长方式，创造新的就业机会，提高国家技术水平，确保国家能源安全与产业安全。在当前极其复杂的能源形势下，只有太阳能才能救中国。我们迫切需要" 两弹一星" 的远见卓识，需要" 两弹一星"的决心和信心来大搞太阳能。"
将3s 能源方程式："（太阳能+ 储能+ 智能电网） +其他新能源 ≈ 总能耗 - 化石能源 - 核能" 作为中国的国家能源战略目标来审视，大规模利用太阳能，可大幅减少化石能源的使用，压低化石能源价格，从而确保我国由高碳经济到低碳经济、微碳经济、无碳经济的发展，最后实现太阳能经济。这是崔教授对3S 能源方程式发展的期许，也是我们对能源结构优化的期待。
据预测，到2050 年，欧洲的可再生能源所占比将达到80%，德国则是100% 使用可再生能源。" 中国考虑到实际情况，如果能达到80% 的占比也非常不错，其中光伏要40 亿KW。因此它有可能成为主力能源。到2020 年，常规能源还将占到76%，到2050年是80%，因此这30 年是重要的变革时期。" 对中国的可再生能源利用充满信心的崔教授对中国能源格局变化给出了这样的预测。
光伏产业和其它可再生能源一样，也将历经三个发展阶段：即从补充能源到替代能源，到2050 年成为主力能源。其中值得注意的是，3S 能源包括水力，但不包括核能。
崔教授在报告中特别强调的是光伏发电在这个方程式中的重要作用，他说：" 在3S能源中，光伏是主导地位，这个是毋庸置疑的。虽然现在有不同的排序方式，甚至把光热发电排到光伏发电前面去了，这绝对是错误的。"
针对光伏发电，崔教授在报告中做了系统的阐述。
图片：世界最大潮汐能涡轮机
5 种光伏发电的形式
在"3S 能源方程式" 的报告中，崔教授特别提出了5 种光伏发电的形式，分别为：
独立电站、屋顶电站、荒漠电站、滨海电站以及道路天棚电站。
崔教授认为，独立电站可和分布式发电结合起来。日本有近1 亿3 千万人口，他们提出一千两百万屋顶太阳能计划。而中国有13 亿人口，按照十分之一的比例，该不该提出亿万个太阳能屋顶计划才能够满足中国的需要呢？
实际上，美国、日本、欧洲等国家都提出过千万屋顶计划，所以太阳能屋顶电站是历史的必然。崔教授等人曾在世界自然基金会（WWF）的资助下，向上海市政府提交了十万屋顶电站预可行性研究报告。他风趣地说道：" 今年不搞，明年搞，明年不搞，后年搞。你们不搞，终归有人搞。" 引发全场笑声一片。
荒漠太阳能电站能够得到有效发展的话，不但可以和种植、养殖相结合，还可能使沙漠最终变成良田，甚至变成城市。但是越是美好的事情发展越是有阻力重重，崔教授在报告中强调说：中国的沙漠不是美国的沙漠、更不是非洲的沙漠。中国沙漠温差大，风沙大，是对聚光热发电严重的挑战。如果没有长期的检测数据等，可能根本不能建造荒漠电站。
滨海电站顾名思义就是在靠近沿海城市，利用海宾滩涂建造光伏电站，可就近直接为城市供电，并可实现光伏制氢，开创氢能经济。崔教授认为，这也是国家必然要走的道路。
此外，中国有10 万公里铁路以及150万公里公路，如果两者都相加上光伏天棚，完全可以满足中国的电力供应需求，甚至还有富余。道路天棚光伏电站的建设可自然形成坚强电网。而最近在比利时隧道上安装的太阳能电板就是最佳的例证。纵观人类交通发展，交通电气化将是历史的必然。
光伏发电在中国
光伏发电的优势在于：
（1）中国的太阳能资源最为巨大
（2）最为永续，可用光伏电生产光伏发电系统
（3）组成3S 能源系统后最为稳定
（4）光- 水- 风 结合最易实施
（5）生产和运行最清洁、最安全、最可靠、最和平
（6）生产-- 运输-- 安装-- 运行 最快捷（2010 年德国新增安装8GW，2011 年预计累积安装量可超过20GW ）
（7）工作寿命长：25 年+25 年+25 年75 年
（8）成本最低 （日本预计2017 年14日元/kwh；2025 年7 日元/kwh，中国预计2012 年1 元/kwh；2020 年0.5 元/kwh ）
因此，光伏发电所产生的社会效益也得以凸显：
（1）立装立用，快速缓解蔓延全国的电荒，创造农林牧渔更多的就业岗位
（2）确保国家节能减排任务提前超额完成
（3）保证我国尽快实现能源产业转型和结构调整，大幅度减少血煤事故和油气事故
（4）保障国家能源安全，减少对国际矿产燃料的依赖，平抑国际油价，减少能源外汇支出
（5）改善电网质量，保障电力供应，减少输配电损失
（6）创新农林牧副渔业生产方式，提高土地利用率，为改善荒漠，改造沿海滩涂开创一条新路
（7）创造能源新经济的繁荣，开辟新的资金流通渠道和模式
（8）更好发挥我国3S 能源产业的明显优势和潜在优势，取得国际能源话语权
（9）有利于中国向世界能源高科技攀登
但是，目前中国的光伏发电依然受到某些偏见，甚至是被妖魔化了的忧虑造成的误区的困扰。例如：光伏发电是否真的高能耗，能量投入得不偿失？是否高污染，生产过程毒化环境？是否产能过剩？是否污染电网，损坏家电，无法调度？是否光污染，有失美学？是否光伏板下的土地100 年难以修复？是否成本太高，无法承受等各种忧虑。这使得大众对光伏发电在认知上出现了很大的偏差，同时也阻碍了光伏发电的快速发展。
在这样的情况下，我们现阶段要怎样对待光伏产业的发展呢？崔教授在报告中提出了十点对策建议：
（1）解放思想，用创新思维研究德国光伏现象，克服落后的能源观
（2）把快速开发3S 能源系统上升为国家能源战略，实现低碳经济或无碳经济
（3）确立优先发展光电、水电（尤其是抽水蓄能电站）、风电、生物电，重点发展储能和智能电网，限制发展火电，有条件发展核电的发展方针
（4）（参照风力发电上网电价和境外上网电价法）尽快出台便于调控的光伏上网电价法
（5）鼓励生产和使用3S 能源的优惠法案（免税法，辅助初装补贴法等）
（6）调动金融业，保险业，租赁业参与3S 能源建设（提供无息或贴息贷款等）
（7）允许地方政府根据自生条件开发3S 能源，对地方政府试行3S 能源配额制
（8）积极支持民企和国企参与开发3S能源，对大型发电企业试行3S 能源配额制
（9）参照三峡经验，在现行电价基础上每度电征收2-3 分钱作为3S 能源附加，为加快3S 能源发展提供稳定的经济基础
（10）修订国家中长期能源安全规划，2020 年实现能源对外依存度负增长，2050年实现能源供应全部国产化
光伏发电任重道远，崔教授在报告中呼吁" 太阳能经济将给国民经济带来新的增长点，可以改变经济增长方式，创造新的就业机会，提高国家技术水平，确保国家能源安全与产业安全。在当前极其复杂的能源形势下，只有太阳能才能救中国。我们迫切需要" 两弹一星" 的远见卓识，需要" 两弹一星"的决心和信心来大搞太阳能。"
将3s 能源方程式："（太阳能+ 储能+ 智能电网） +其他新能源 ≈ 总能耗 - 化石能源 - 核能" 作为中国的国家能源战略目标来审视，大规模利用太阳能，可大幅减少化石能源的使用，压低化石能源价格，从而确保我国由高碳经济到低碳经济、微碳经济、无碳经济的发展，最后实现太阳能经济。这是崔教授对3S 能源方程式发展的期许，也是我们对能源结构优化的期待。
责任编辑：solar_robot
