富足的能源－－－太陽能發(fā)電
能源可以說是實現(xiàn)全球富足最重要的基石。
■貧窮的多米諾骨牌
根據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計，目前全球仍然有15億人過著沒有電的生活，有35億人必須依賴如木材或木炭這樣的原始燃料做飯取暖。在撒哈拉以南的非洲地區(qū)，這樣的人所占的比例甚至還要更高。肯尼亞有85%的地區(qū)仍然飽受著能源短缺之苦。
能源短缺給當(dāng)?shù)厣鐣硪贿B串的連鎖問題：婦女和兒童每天都得花費大量的時間去找尋日益短缺的能源資源。這使他們會面臨遭受野生動物攻擊或者被人強暴的危險，這使治安惡化；當(dāng)他們開始燃燒生物燃料的時候，煙霧會給他們帶來嚴重的肺部疾病。吸入濃煙所造成的死亡要比瘧疾所引起的死亡人數(shù)更多；由于兒童不得不在本來應(yīng)該上學(xué)的時間里幫忙搜集燃料，所以他們可以接受教育的時間受到了嚴重的影響。教育不足又導(dǎo)致技術(shù)落后，以致開始任何一項簡簡單單的業(yè)務(wù)，人們都要付出更加艱辛的努力。這種能源短缺的影響已深入到當(dāng)?shù)厣鐣母鱾€層面，整個非洲大陸的情況也大致如此。
如果能夠獲得更充足的能源，那么這此問題都將可以得到顯著的改善。充足的能源能夠解決水資源短缺的問題，同時也有助于解決目前絕大多數(shù)的健康問題。能源還能為我們帶來光明，因而有利于促進教育的發(fā)展，進而減少貧困發(fā)生。聯(lián)合國發(fā)展計劃曾經(jīng)發(fā)出過這樣的警告：如果發(fā)展中國家的能源服務(wù)無法獲得顯著的改善，那么旨在減少半數(shù)貧困人口的千年發(fā)展目標(biāo)便一項也無法實現(xiàn)。
■用太陽能拯救貧窮
這并非是無法改變的現(xiàn)實狀況，前提是先解決技術(shù)問題。最終而言，能提供最多能源的是太陽。因為只有太陽能才是去中心化的、完全免費的，而且是任何人都能取用的能源。非洲擁有大面積的沙漠，這些沙漠目前遠遠沒有得到充分利用，而且它們都處于日照量很高的低緯度地區(qū)，因此擁有既充足而又完全免費的陽光。我們所缺乏的只不過是開發(fā)太陽能的技術(shù)而已。
根據(jù)跨地中?？稍偕茉春献鹘M織的報告：照射在非洲沙漠上1平方千米的充沛的太陽能，足以生產(chǎn)出相當(dāng)于150萬桶石油，或30萬噸煤炭所能產(chǎn)生的能量。德國航空航天中心也估計，照射在非洲北部沙漠的太陽能如果被充分利用起來，就足夠為人類提供相當(dāng)于目前全世界用電需求量40倍的能量。
此外，美國全球發(fā)展中心（Center for Global Development）研究員大衛(wèi)·惠勒（David Wheeler）發(fā)現(xiàn)，非洲的太陽能潛力是歐洲的9倍，每年的能源量相當(dāng)于1億噸石油。再加上非洲所擁有的巨大的風(fēng)力、地?zé)帷⑺Φ奶N藏量，這個大陸將不僅能夠滿足自身的能源需求，而且還能把剩余的能源出口給歐洲。非洲要開發(fā)這種潛力巨大的可再生能源的最大困境也許在于，它目前幾乎沒有任何能源基礎(chǔ)設(shè)施，但是，這也恰恰是非洲的優(yōu)勢所在，這是一個頗具悖謬性的事實。
■跨代式發(fā)展，非洲成為熱點
在歷史上，正因為非洲缺乏以銅線鋪設(shè)的固定電話網(wǎng)絡(luò)，才使得無線通信系統(tǒng)以爆炸性的速度發(fā)展起來。類似地，現(xiàn)在非洲缺乏大規(guī)模的、集中化的煤炭和石油發(fā)電廠，也許剛好能為去中心化的、可再生能源發(fā)電廠的建設(shè)鋪平道路。而且，那些早期就采用傳統(tǒng)發(fā)電方式的富裕國家（多數(shù)為第一世界國家），很可能會愿意出資來發(fā)展這些技術(shù)（最理想的情況是，它們與崛起中的10億人以共同開發(fā)的方式來發(fā)展），一旦他們找到了進入非洲的方法，那么這些全新的能源系統(tǒng)將會帶來立竿見影的好處。
把燃料和發(fā)電機運送到偏遠地區(qū)，其實是要付出巨大的代價的。在大多數(shù)地方，這么做會讓每千瓦時的電力成本額外上升35美分。因此，即使在今天，太陽能的成本為每千瓦時20美分（這已經(jīng)包括了所需的電池的成本），它仍然比現(xiàn)行技術(shù)便宜約每千瓦時25美分，這相當(dāng)于節(jié)省了30%的成本。
■太陽能產(chǎn)品急速增長
過去的10年里，太陽光電產(chǎn)品的生產(chǎn)量和安裝量每年都增長45%～50%。與全球其他能源產(chǎn)品的年增長率相比（其他能源的年增長率只有1%），太陽能光電產(chǎn)品的增長率可以說是非常巨大的。2002年，這個產(chǎn)業(yè)年的銷售總量約為1000萬瓦。在之后不到10年的時間里，增長了將近2000倍。與此同時，而其成本卻在不到4年的時間里下降了３倍。而目前依然看不到成本的谷底。
太陽能市場的巨大潛力，以及太陽能技術(shù)為人類帶來無窮的好處，使得降低太陽光電的成本、提高安裝的簡便性和進行全球化的生產(chǎn)成為了成千上萬的企業(yè)家、大公司和大學(xué)實驗室追求的目標(biāo)。在美國2010年的第一季度，清潔技術(shù)專利的數(shù)量創(chuàng)下了歷史新高，達到了379項，而在2008年中期至2010年初這段時間里，與太陽能有關(guān)的專利數(shù)量幾乎增加了兩倍。
■窗戶就能收集太陽能
IBM的科學(xué)家已經(jīng)找到了一種方法，可以用比較廉價的銅、錫、鋅、硫和硒等元素來替代銦、鎵等昂貴的稀土元素。與此同時，麻省理工學(xué)院的工程師們利用碳納米管收集太陽能，使得太陽能電池板的效率比傳統(tǒng)模式提高了100倍，再也不需要讓整個屋頂都覆蓋上太陽能光電池。
而最新的技術(shù)已經(jīng)能夠把普通的窗戶轉(zhuǎn)變成太陽能電池板。與傳統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)不一樣，這種技術(shù)采用的是世界上最小的有機太陽能電池，這種電池能夠利用人工光源與自然光源發(fā)電，而且，它的光電轉(zhuǎn)換率是今天商業(yè)性的薄膜太陽能電池的10多倍。
更鼓舞人心的是，相關(guān)物理學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)臈l件下，光在通過像玻璃這樣的絕緣材料時，它所產(chǎn)生的磁場要比我們以前所認為的強上1億倍。這個結(jié)果將使得以下的理想變成現(xiàn)實：制造出無需使用半導(dǎo)體的太陽能電池板，從而使得生產(chǎn)成本大幅下降。
■光伏發(fā)電設(shè)備太陽能價格越來越低
太陽能發(fā)電的先行城市意大利和美國將分別在兩年與5年內(nèi)實現(xiàn)市電平價（gridparity，市電平價是指可再生能源的價格與傳統(tǒng)能源的價格一樣）。今天在加利福尼亞州，信用良好的業(yè)主無需支付訂金就能安裝太陽能電池板，而且在使用太陽能系統(tǒng)后的第一個月，他所需支付的安裝太陽能系統(tǒng)的費用，就會比上個月從電網(wǎng)購買傳統(tǒng)能源的費用更低。如果太陽能一旦無需任何資助就能達到市電平價，那么，它的發(fā)展將會一飛沖天，并在全球范圍逐漸普及。
把太陽能變得更便宜，便宜到足以覆蓋所有屋頂，而且足以與煤炭競爭，是美國前能源部部長朱棣文公布的“太陽計劃” （SunShot Initiative）的目標(biāo)。太陽計劃的目的是為了促進美國的創(chuàng)新，并且在2020年前讓太陽能系統(tǒng)的成本降低75%。這個目標(biāo)實現(xiàn)后，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的成本將下降到每瓦特1美元，或每千瓦時6美分——這個價格甚至足以與燃煤發(fā)電抗衡。
文章來源: 讀攬世界 微信公眾號上一篇：你知道人類用多少想象力來發(fā)電嗎? 下一篇：來詳細解說下太陽能發(fā)電原理