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光伏产业终于崛起 中国将是领跑和受益者

发表于:2016-12-28 14:18:43 来源:观察者 作者:徐令予
 2016年,中国收获了太多的成功和喜悦,临近年底最后几天,又有更大喜讯传来。一个全球范围的太阳能发电市场正在形成,这个长期以来只有政府、环保组织为了应对全球变暖而费心培植的行业,终于在2016年成为了正在迅速崛起的世界性产业。中国是这场新兴产业革命的引领者和主要的受益者。

有史以来第一次,来自所有地区的国家向国际能源署(IEA)报告称,它们的太阳能发电市场都有显著的增长。总部位于巴黎的这个联合国机构发布的最初分析报告显示:来自非洲、中东、拉丁美洲、南亚和东南亚国家的数据表明,太阳能发电的世界市场,在过去的一年中增长了25%。

 

 

太阳能电池发电的原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。太阳能电池实质上是一个大面积的PN结,当光照射到PN结的一个面,例如P型面时,若光子能量大于半导体材料的禁带宽度,那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴,电子-空穴对从表面向内迅速扩散,从而建立一个与光照强度有关的电动势。

1953年,美国贝尔实验室的科学家对光生伏特效应作了深入的研究。急速发展的美国的军事和太空计划最终促成了太阳能电池的诞生。在20世纪60年代开始,太阳能电池为卫星和其它航天器的正常工作提供了不可或缺的能源。

登月高潮消退以后,美国政府让太阳能电池飞入平常百姓家的努力虽然一直没有中断过,但是50多年来进展十分缓慢,与便宜的常规电力相比,太阳电能实在太贵了,这极大地限制了它的广泛应用。

但是奇迹出现了,自2008年以来,太阳能电池板的价格在8年里已经下降了近80%。IEA的报告指出,这个奇迹的创造者就是中国。特别是近三年来,中国引领世界,制造和出口了越来越便宜的太阳能电池板。与此同时,其国内的太阳市场由小到大逐步成长,于2015年一举超过德国成为世界太阳能装机市场的领跑者。

光伏技术(PV:Photovoltaic technology)在美国的学术界曾经受到过质疑。经过多年的政治炒作和数十亿美元的政府补贴,宏伟的太阳能开发计划开始受到怀疑论者的反对。2008年以前,在哈佛大学教应用物理学的基思教授(David Keith)一直就是光伏技术的反对者。他看到太阳能电池板的装机容量增加,但是电池板的成本没有明显下降。他相当肯定地认为,慷慨的政府补贴只会阻碍现有技术的进步,使得太阳能发电的效率低下,在没有进一步的创新突破前,要想依靠大规模使用太阳能来减缓气候变化危机将成为不可能。

今年4月,基思教授发表了“I Was Wrong about the Limits of Solar. PV is Becoming Dirt Cheap.”的论文,纠正了自己对太阳能发电的错误认识。他认为“事实已经改变”,除了中国的低成本制造以外,一系列的“渐进性创新”也有助于成本的降低。到2020年,他认为,即使政府完全取消补贴,公用电力公司的太阳能发电成本“很可能会低于每兆瓦20美元”,这将是“这个星球上最便宜的电力”。

 

 

现在的基思教授为推进太阳能发电事业不遗余力,他把自己的反思和相关理论放上了“MOOC”(即哈佛大学互联网上大规模的开放式在线课程),第一个教程就吸引了全球大约12,000多名学生。

美国能源部国家可再生能源实验室战略能源分析总监大卫·穆尼(David Mooney)表示,当安装太阳能电池板的成本从每瓦20美元下降到今天2美元以下的跳楼价,一切都已经被注定了。“我们至少到了电力革命的前夜,”穆尼回忆道,“1987年开始研究光伏时,我曾经开玩笑说,这只是我们的一个梦想。我从来没有想过它会发生,但今天梦想已经成真。”

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