光伏发电：新能源革命的前夜

来源：发布时间：2012-08-07 08:55:59

国际气候谈判旷日持久，而全球二氧化碳的排放量却在屡创新高，全球气候变化的风险日益严峻。自二十年前巴西里约热内卢的第一次全球气候谈判以来，温室气体的排放已经上升了50%，而大气层中二氧化碳的浓度从里约会议时的350ppm上升到现在的超过390ppm。

到目前为止，尽管我们的行动仍然迟缓，但仍有一些激动人心的好消息正在浮出水面。能源革命的种子已经悄悄地萌发，有可能最终把我们带出气候危机的困局。

　　全球格局

太阳能与风能的发展远超我们大多数人的预计，事实上，大多数人甚至还没有意识到其快速发展的势头。让我们来看看太阳能、风能在全世界和在欧洲的进展情况。

2005年，全球太阳能的装机容量为1百万千瓦（GW）。五年后，这个数字上升了20倍。在未来的几年间，据预测，太阳能电池的年生产能力将达到100 GW。风能的发展也是日新月异，年装机容量比太阳能的增长还要快。2011年，全球风能的总装机容量是240 GW，太阳能光伏发电是60GW，这些基本上都是自2005年以来发展起来的。

　　图为19世纪初，科学家研究太阳能的应用

“30年后追忆历史时，我们也许会感慨万千地说，就是这个时候，2012年前后，世界能源体系完成了华丽的转身”

去年，欧洲太阳能光伏发电的装机容量达到了21GW，从装机容量的增长来说，位居欧洲供电来源的榜首。风能与天然气发电厂紧随其后。核能的装机容量则萎缩到6GW，而煤炭却增加了1GW。由太阳能光伏电池发出的电量约为60TWh/年，足以为150万户欧洲家庭供电。

　　财务视角

最为重要的是，如今，太阳能与风能的成本都大为降低。过去的三年间，太阳能发电的成本下降了3到4倍。当前，太阳能电池板的平均售价约为2美元每峰瓦，据报道的最低价格甚至达到了1美元每峰瓦。在阳光灿烂的地方，上述数据可以解读为发电成本约为0.15美元/千瓦时（具体的成本取决于利率、光照、安装成本等等）。正如太阳能产业界人士所普遍认为，随着太阳能光伏产业的飞速发展，在未来几年间，不需要政府提供补贴，太阳能光伏发电就能够与传统的电力生产相抗衡。

诸多因素推动了成本的降低。政府为太阳能与风能创造出市场需求，也为企业的成长提供了空间。企业家在全球范围内将实验室里的科研成果进行转化。随着市场份额的扩大，规模经济成为可能，制造工艺得以改进，人们在实践中不断学习进步。而且，越来越多的科研经费促进了技术的进步，例如太阳能电池的能效。这是一种良性的循环，而且正变得越来越有活力。

过去数年间，制造太阳能电池所需的硅是稀缺的，价格居高不下，但这个瓶颈已经被突破。现在硅的产量甚至还要大于需求，成本自然会显著降低。这也导致了太阳能公司的估值下降，以及光伏电池企业间残酷的市场竞争。一些企业将会破产清算；弱势的企业不得不黯然离开这个市场，由新的、更有效率的企业取而代之。

中国进入太阳能光伏电池行业促使价格进一步降低。2005年，几乎没有光伏电池是在中国生产的，而今天，中国制造占据了全球市场的半壁江山。中国政府也计划在国内培育光伏电池市场，引入了上网电价，为太阳能发电提供保证电价。

　　解决方案

太阳能与风能产业的发展是迅速的，但如果要因此而沾沾自喜，就为时太早，可再生能源的发展还要继续努力。从绝对数字来说，化石能源的增长仍然快于风能与太阳能，而且温室气体的排放还在上升。全球太阳能与风能的发展势头强劲，但现在的投资额度仍然太小，难以显著降低二氧化碳排放的增长率。

解决气候危机需要毅然决然地运用政策工具，特别是下面两项工具：

为二氧化碳定价。碳税或是总量控制的排放权交易都切实可行。确立系统是很重要的，一个国家如果选择总量控制的排放权交易体系，千万不要过度分配额度，重蹈欧盟的覆辙。我们需要更多的政策制定者，企业领袖，以及强有力的公众意见来推进这个过程，特别是美国，作为全球工业化与科学技术的领头羊，以及全球最高的二氧化碳人均排放量，需要切实采取行动。

支持技术进步。这里谈到的支持不光是资助基础性的研究，还要支持市场的培育，从而让企业有成长的空间与技能。这样的支持可以采取认证体系（瑞典的实践，促进了风能的飞速发展）或上网电价（德国的实践）。太阳能并非是唯一需要这类支持的能源技术，其他新兴的技术，例如燃料电池，更先进与廉价的电动汽车电池、太阳能热发电、氢的贮存等技术都需要支持。

一些人质疑针对技术发展提供的补贴，例如德国为太阳能提供的补贴。这些人，特别是经济学家，往往把补贴的成本与很多缓解气候变化努力的成本进行比较，进而坚持认为，提供补贴是削减排放措施中更为昂贵的选择。但这样理解就是完全的南辕北辙了。问题的关键不是简单地“削减（一些）排放”，而是这些技术补贴能够催生出气候挑战的解决方案。我们现在买单的技术补贴将改进并降低这些先进能源技术的成本，而这些先进技术从长期来讲，将最终解决气候危机。

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　　光明前景

一旦有了这样的认识，我们才能理解太阳能的确是取之不尽，用之不竭的金矿，从中不但能实现全球很低的、甚至零碳的排放，还能够获得造福所有地球人的能源供应。这一切的实现，只需要在全球5%的沙漠里铺上太阳能电池板就行了！当然现实情况并不是说要把所有的光伏电池都安装在沙漠里。作为万里长征的第一步，屋顶铺设太阳能电池项目性价比更高。我们还需要针对不同地区太阳与风力的不同情况，改进并进一步发展一系列应对的措施，来充分运用这些天然的能源。从长期来看，由于太阳能热电池可以即时贮存，有可能成为可行的选择，类似的选择还包括电网扩展，太阳能与风能中提取氢气，以及实行电力需求侧管理等。

如果我们集中投资于太阳能，产出的将是无限的能源！这样做的好处包括可以将生物质能源的需要降到最低，因为生物质能源的种植会与全球粮食种植争地，还不断地对热带雨林造成威胁；我们也不必增加核能发电了，因为存在核武器扩散以及核电事故的巨大风险。

全球能源系统零排放的转化需要超过五十年，或者一个世纪的时间。太阳能与风能的年增长率要在现在的基础上翻十倍才行。几十年间，我们都不得不受到旧的技术的拖累，现在建造的煤电厂可能还要存在30-40年。然而，从长期来讲，我们完全有机会应对这个挑战。

我们也许就生活在一个转型时期，能源的革命能够让“绿色地球”的梦想成真；30年后追忆历史时，我们也许会感慨万千地说，就是这个时候，2012年前后，世界能源体系完成了华丽的转身，新能源革命从此风起云涌这是完全可能的。但要将这种可能性变为现实，需要更多、更强有力的对太阳能以及风能技术的支持体系，例如德国与中国的上网电价方案，并且将这些支持体系普及到越来越多的国家。