2022-08-19 | 作者:中央廣播電臺/楊明娟

成本下降且快速更新 太陽能推廣日趨重要

全球氣候變遷情況加劇,今年夏天用電量屢創新高,在「2050 淨零碳排」已是全球共識的情況下,潔淨能源變得格外重要。其中屬於綠色能源之一的太陽能,由於電池板技術迅速發展,成本急劇下降,未來將扮演更重要的角色。

成本降低

過去10多年來的發展,使得潔淨能源成本已降至可與石化燃料匹敵的水準,包括太陽能光伏(Photovoltaics)、離岸風力、在岸風力等潔淨能源的成本下降,將加速未來能源轉型。

尤其是太陽能板技術迅速發展,世界能源轉型的關鍵部分成本正急劇下降。

國際能源總署(International Energy Agency, IEA)表示,太陽能必須在未來10年內大幅擴大規模,才能實現巴黎氣候目標,也就是把本世紀全球氣溫升幅控制在不超過工業化前攝氏1.5度。

好消息是,成本已經在大幅下降。

政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)在今年初的一份報告中表示,在2010年和2019年間,太陽能成本下降了85%,而風能則是下降了55%。

威斯康辛大學麥迪遜分校(University of Wisconsin-Madison)教授、同時也是報告的主要共同作者尼麥特(Gregory Nemet)表示,「有人認為,這是人類能夠大規模生產電力的最便宜方式」。

專家希望,俄羅斯入侵烏克蘭造成的化石燃料價格高昂化以及對能源安全的擔憂,可以加速可再生能源的普及。

美國總統拜登(Joe Biden)已經在8月16日簽署了規模4,300億美元的「降低通膨法案」,聚焦氣候、健保及稅制三大議題。這項立法堪稱美國史上對抗氣候變遷的最大規模投資,將挹注3,700億美元,達成在2030年將溫室氣體排放量減少40%的目標。

尼麥特表示,到本世紀中,太陽能可能佔世界電力系統的一半,「我認為確實有很大的潛力」。

太陽能技術快速提升

光伏效應(photovoltaic effect),也就是太陽能電池將太陽光轉化為電能的過程,是在1839年由法國物理學家貝克勒(Edmond Becquerel)首次發現。

經過幾十年的創新,矽太陽電池在20世紀50年代開始在美國開發,1958年發射了世界上第一顆太陽能衛星。

IPCC表示,在所有能源技術中,太陽能和電池等小規模技術,已被證明比核能等笨重的選項,可以更快改進和被採用。

目前幾乎所有在屋頂上閃閃發光、遍布廣闊領域的太陽能板都是在中國使用矽半導體製造的。但這項技術正在迅速變化。

國際能源總署在最近的一份報告中表示,和4、5年前才安裝的標準模組相比,新型太陽能電池已被證明在把光轉化為能源方面的效率,高出五分之一。

此外,還有許多新材料和混合電池,包括廉價、高效和輕巧的「薄膜(thin film)」技術,以及可以用油墨列印的鈣鈦礦(perovskites)技術。專家預測,這些將可以進一步提高效率。

專家表示,如果耐用度可以達到幾十年,這將提供大幅擴大太陽能收集的前景。

而最近的研究帶來了希望,這是有可能的。

根據今年4月發表在「科學」(Science)期刊的一項研究,科學家們在鈣鈦礦電池中添加了含金屬材料,使它們的效率更穩定。

其他研究也把材料混合用於不同的目的。國際期刊「自然」(Nature)的一項研究,使用「串((tandem)」模型,以鈣鈦礦半導體吸收太陽光譜中的近紅外光,而一種有機碳基(carbon-based)的材料則吸收光線中的紫外線和可見光部份。串疊型太陽能電池被認為有助於提高轉換效率。

日落後也能運作

史丹福大學(Stanford University)研究人員表示,他們今年已經生產出一種太陽能電池,利用從地球洩漏回太空的熱量,在夜間收集能量。

隨著太陽能大規模推廣,從每個面板產生更多能量將變得越來越重要,但這也引發了對土地使用和對生態系統破壞的擔憂。

電力研究所(Electric Power Research Institute)可再生能源項目負責人希夫(Ron Schoff)說,在大型項目中一種越來越受歡迎、提高效率的設計是「雙面(bifacial)」太陽能板。這種雙面板不僅直接從太陽光線中吸收能量,還從地面反射的光中吸收能量。

其他解決方案還包括使用一空間用於多種目的,例如使用半透明的太陽能板做為草莓植物或其他作物的保護屋頂。

十年前,印度率先在運河上使用太陽能板,減少了發電時的蒸發。

美國加州的科學家表示,如果容易發生乾旱的加州也遮蔽其運河,將可以節省約630億加侖的水。而一個試點項目將於今年開始動工。

尼麥特說,消費者也可以扮演自己的角色,例如轉移更多的能源使用到白天時間,甚至以一種「Airbnb」(短租)方式託管自己的太陽能網絡。

他說,太陽能的模組化特性意味著可以在傳統電網稀少的發展中國家推廣,「從小到手錶、大到世界上最大發電廠,都能使用太陽能,我認為這正是讓人們對此感到興奮的原因」。

 

資料來源:中央廣播電臺
圖片來源:🇻🇪 Jose G. Ortega Castro 🇲🇽


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