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著名的環境學教授瓦茨拉夫·斯米爾（Vaclav Smil）在其著作《能源神話與現實》中，認為太陽能和風力發電能夠成為主力電力設施是那些狂熱分子鼓吹出來的、永遠不可能實現的神話故事。他這樣說的主要依據是2000年到2009年光伏系統的成本價僅僅下降了不到10%，離實現平價上網遙遙無期。

然而，他(ta)沒有料到的是，光伏(fu)行業的技術發(fa)展從2010年(nian)(nian)開始就一(yi)路狂奔，成本以肉眼可見(jian)的速(su)度迅速(su)下降(jiang)(jiang)(jiang)，通威(wei)股份集團董事局主(zhu)席劉漢元在(zai)其著作《重構(gou)大格局》中提到，過去十年(nian)(nian)，光伏(fu)發(fa)電系統的成本下降(jiang)(jiang)(jiang)了90%以上，2020年(nian)(nian)平均(jun)上網電價(jia)已降(jiang)(jiang)(jiang)至(zhi)0.35元/千(qian)瓦時(shi)，預計“十四五”期(qi)間還將降(jiang)(jiang)(jiang)低到0.25元/千(qian)瓦時(shi)以下，屆時(shi)光伏(fu)發(fa)電成本將低于(yu)絕大部分煤(mei)電。

而(er)現(xian)實比(bi)劉漢元(yuan)的預測(ce)還(huan)要激進，在2021年(nian)6月國家電(dian)(dian)投集團在四川甘(gan)孜州中(zhong)標項的的一個光(guang)伏項目的上(shang)網電(dian)(dian)價已經低(di)至0.1476元(yuan)/千瓦(wa)時，不到(dao)(dao)當地(di)脫硫(liu)電(dian)(dian)價的一半。同年(nian)4月，位(wei)于(yu)沙特的某(mou)項目最終上(shang)網電(dian)(dian)價更是低(di)到(dao)(dao)難(nan)以置信(xin)的0.068元(yuan)/千瓦(wa)時，幾乎等于(yu)白給。這(zhe)是連(lian)科幻(huan)小說都不敢寫的逆轉劇情(qing)，但卻真真真切切地(di)實現(xian)了，光(guang)伏的能源神(shen)話已然變成了現(xian)實。

為什么光(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電的(de)(de)成本能(neng)夠夠以難以置信的(de)(de)速度下降(jiang)，這與光(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電自身(shen)的(de)(de)特點有關(guan)。通(tong)威(wei)集團(tuan)主席劉(liu)漢元(yuan)曾在某(mou)次采訪中(zhong)(zhong)提到：“太陽能(neng)是(shi)我們(men)目前(qian)可使(shi)用(yong)的(de)(de)能(neng)源中(zhong)(zhong)一次性轉(zhuan)化(hua)效(xiao)率最(zui)(zui)高，并且(qie)使(shi)用(yong)最(zui)(zui)簡(jian)單、最(zui)(zui)可靠、最(zui)(zui)經濟的(de)(de)新(xin)興能(neng)源，具備十分獨(du)特的(de)(de)優勢，是(shi)未來新(xin)能(neng)源發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)必然選擇。”光(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電是(shi)所有發(fa)(fa)電技術(shu)中(zhong)(zhong)唯一不(bu)需要(yao)通(tong)過機械能(neng)轉(zhuan)化(hua)就可以發(fa)(fa)電的(de)(de)技術(shu)，這就代表了它的(de)(de)能(neng)源轉(zhuan)化(hua)效(xiao)率更高，成本下降(jiang)空(kong)間(jian)更大。

太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)發(fa)電(dian)的(de)(de)(de)發(fa)展空間有多大？根(gen)據(ju)Carbon Tracker的(de)(de)(de)報告《天空的(de)(de)(de)極限》顯示，太(tai)陽通(tong)(tong)過(guo)輻射照射到(dao)地(di)球的(de)(de)(de)總功率約為173,000TW，而(er)人類從技術上可通(tong)(tong)過(guo)光伏發(fa)電(dian)實(shi)現每年最高5500PWh的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)量，超(chao)過(guo)當(dang)前全球總能(neng)(neng)(neng)源需求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)80倍，看起來非常樂觀，即(ji)使(shi)我們只開發(fa)其(qi)中的(de)(de)(de)2%，也能(neng)(neng)(neng)完(wan)全滿足當(dang)前的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源需求(qiu)(qiu)。

光(guang)(guang)伏(fu)發電(dian)的(de)原理是利用半(ban)(ban)導體的(de)光(guang)(guang)生伏(fu)特效應，即(ji)只需要(yao)將太陽(yang)光(guang)(guang)照到薄薄的(de)半(ban)(ban)導體上就能形成(cheng)電(dian)流(liu)，我們(men)將一張(zhang)張(zhang)半(ban)(ban)導體做成(cheng)的(de)電(dian)池片組(zu)裝成(cheng)電(dian)池組(zu)件，就能讓(rang)電(dian)流(liu)規模化持續(xu)地(di)流(liu)動，形成(cheng)光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)站(zhan)。我國(guo)內最(zui)大的(de)光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)站(zhan)規劃裝機(ji)容(rong)量(liang)已經(jing)超(chao)過了1GW。

光(guang)伏發(fa)電主要包括純(chun)晶硅發(fa)電和薄膜發(fa)電兩(liang)種技術，純(chun)晶硅發(fa)電是(shi)由高(gao)純(chun)晶硅切成非常薄的薄片(pian)，通(tong)過刻蝕(shi)成電路(lu)后再(zai)經過相(xiang)互連接組成電池組件，這些組件再(zai)進一步排(pai)列形成更大的光(guang)伏陣列，以產生(sheng)較大的電量。

純晶(jing)硅(gui)發電(dian)(dian)(dian)又分(fen)為單晶(jing)硅(gui)和多晶(jing)硅(gui)兩種(zhong)，單晶(jing)硅(gui)發電(dian)(dian)(dian)效率高(gao)，對(dui)溫度的(de)耐受高(gao)，弱(ruo)光性略好于多晶(jing)硅(gui)，但制造成本高(gao)；多晶(jing)硅(gui)發電(dian)(dian)(dian)效率低(di)，對(dui)溫度耐受低(di)，但勝(sheng)在成本低(di)。目(mu)前規模(mo)化(hua)生(sheng)(sheng)產的(de)單晶(jing)硅(gui)電(dian)(dian)(dian)池太陽能轉化(hua)率已達到23%，多晶(jing)硅(gui)19.4%，隨著單晶(jing)硅(gui)生(sheng)(sheng)產成本的(de)下降，多晶(jing)硅(gui)正逐漸被市(shi)場(chang)淘汰。因為高(gao)純晶(jing)硅(gui)非常薄而脆弱(ruo)，所以必須安(an)裝在堅硬(ying)的(de)框架上(shang)。

目前為(wei)止還有很多(duo)人仍然認為(wei)光(guang)伏(fu)材(cai)料(liao)的生產是高(gao)污染(ran)(ran)高(gao)排放行(xing)業，光(guang)伏(fu)發電(dian)是“偽新能源”。誠(cheng)然，在十(shi)多(duo)年(nian)前，因為(wei)相關技術(shu)不成熟，光(guang)伏(fu)系(xi)統特別是上(shang)游多(duo)晶硅(gui)(gui)生產過(guo)程中消耗了大量能源，能量回(hui)收期長達十(shi)年(nian)，還會排放四氯(lv)化硅(gui)(gui)等高(gao)污染(ran)(ran)廢水。

而如今的(de)(de)多晶硅生產(chan)早已實現零(ling)廢棄物(wu)排放，所(suo)有資源實現循(xun)環再利用；能耗(hao)也下降到(dao)不(bu)到(dao)以前的(de)(de)十分之一(yi)。以一(yi)個350W光伏組(zu)件為例，其全(quan)生命周期生產(chan)過(guo)程中大約(yue)耗(hao)電(dian)150kwh，而該組(zu)件投(tou)用后不(bu)到(dao)4個月就能回收所(suo)消耗(hao)的(de)(de)電(dian)能，剩下的(de)(de)25-30年都是凈輸出的(de)(de)電(dian)能，可(ke)以說是名副其實的(de)(de)清潔能源。

薄(bo)膜發電(dian)的(de)(de)(de)材(cai)料則屬于一種柔(rou)(rou)性(xing)材(cai)料，它(ta)不存在(zai)(zai)剛(gang)性(xing)的(de)(de)(de)晶體結(jie)構(gou)，所以(yi)可(ke)以(yi)將(jiang)半(ban)導(dao)體材(cai)料的(de)(de)(de)微小晶粒(li)沉積在(zai)(zai)任何(he)基材(cai)上。薄(bo)膜光(guang)伏(fu)電(dian)池可(ke)以(yi)根(gen)據需要制(zhi)造得有柔(rou)(rou)韌度。未來，噴涂光(guang)伏(fu)薄(bo)膜甚至可(ke)以(yi)應用到布料上，讓我們的(de)(de)(de)衣服在(zai)(zai)陽(yang)光(guang)下產生(sheng)電(dian)能。相(xiang)對于晶硅發電(dian)，薄(bo)膜發電(dian)技術的(de)(de)(de)轉(zhuan)化率普遍較(jiao)低，而(er)且(qie)成(cheng)本偏(pian)高，但優勢是(shi)可(ke)以(yi)制(zhi)造成(cheng)任何(he)的(de)(de)(de)形狀(zhuang)，未來有望在(zai)(zai)光(guang)伏(fu)建筑(zhu)一體化（BIPV）上廣泛(fan)應用。

薄膜(mo)(mo)(mo)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)電(dian)材料比較(jiao)廣泛，目(mu)前主(zhu)要的(de)薄膜(mo)(mo)(mo)太陽(yang)能電(dian)池材料研究方(fang)向包括非晶硅、碲化(hua)鎘(ge)(ge)、銅(tong)(tong)銦硒(xi)(xi)，銅(tong)(tong)銦鎵硒(xi)(xi)、砷化(hua)鎵、和(he)銅(tong)(tong)鋅錫硫和(he)鈣鈦礦等(deng)，其中碲化(hua)鎘(ge)(ge)和(he)銅(tong)(tong)銦鎵硒(xi)(xi)是(shi)目(mu)前薄膜(mo)(mo)(mo)電(dian)池最為流行的(de)材料，鈣鈦礦仍處(chu)于實(shi)驗室階段、還(huan)有(you)(you)許多難題需要攻克，但因為其成本(ben)非常(chang)低且無毒性，所(suo)以一(yi)旦(dan)實(shi)現技(ji)術(shu)突破，將戰勝其它所(suo)有(you)(you)對手，成為主(zhu)流薄膜(mo)(mo)(mo)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)。

除(chu)了太陽(yang)能(neng)(neng)光伏發(fa)(fa)電(dian)以(yi)外，另一個以(yi)太陽(yang)能(neng)(neng)為(wei)能(neng)(neng)源的發(fa)(fa)電(dian)技術也(ye)需要介紹(shao)一下，那就是太陽(yang)能(neng)(neng)光熱發(fa)(fa)電(dian)。

太陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)光(guang)熱(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)，是(shi)將比較集中的(de)太陽(yang)(yang)(yang)光(guang)能(neng)(neng)(neng)(neng)通(tong)過(guo)(guo)傳遞(di)介質(zhi)轉(zhuan)(zhuan)化為熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)，然后(hou)再(zai)轉(zhuan)(zhuan)化為電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)技術。太陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)光(guang)熱(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)通(tong)過(guo)(guo)大量的(de)光(guang)學(xue)發(fa)射裝置將陽(yang)(yang)(yang)光(guang)聚焦在一個接收(shou)器上，將接收(shou)器內的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)(re)介質(zhi)溫度加熱(re)(re)(re)(re)到350℃—1000℃，然后(hou)這些導(dao)熱(re)(re)(re)(re)介質(zhi)通(tong)過(guo)(guo)熱(re)(re)(re)(re)交換產生(sheng)蒸(zheng)汽，蒸(zheng)汽再(zai)推動汽輪機實現發(fa)電(dian)。我們(men)可以看(kan)出太陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)光(guang)熱(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)的(de)原理(li)跟(gen)傳統的(de)火(huo)力(li)發(fa)電(dian)相同(tong)，只是(shi)制造蒸(zheng)汽的(de)熱(re)(re)(re)(re)量來自太陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)而已。

目前(qian)太陽能光(guang)(guang)熱發電(dian)整體效(xiao)率在20%~34%之間，略高(gao)于(yu)光(guang)(guang)伏(fu)發電(dian)，但因(yin)為(wei)要(yao)經(jing)過(guo)一(yi)系列的(de)能源轉化過(guo)程，其建(jian)造成(cheng)本(ben)和運行(xing)成(cheng)本(ben)都遠遠大于(yu)光(guang)(guang)伏(fu)發電(dian)。目前(qian)光(guang)(guang)熱發電(dian)的(de)成(cheng)本(ben)高(gao)于(yu)1元/kwh，隨著(zhu)技術的(de)成(cheng)熟(shu)及(ji)產(chan)業的(de)規模化，預(yu)計到2030年可以下降到0.4元/kwh。

因為(wei)光(guang)熱(re)發電(dian)中的(de)(de)導熱(re)介質自(zi)帶儲能(neng)功能(neng)，可以實現24小時不間(jian)斷發電(dian)，而且(qie)啟停響應速度遠(yuan)高于傳統的(de)(de)火(huo)電(dian)，所以是最(zui)好的(de)(de)調(diao)峰(feng)電(dian)源(yuan)。在考慮到儲能(neng)和(he)碳價成(cheng)本的(de)(de)情況下，太陽能(neng)光(guang)熱(re)發電(dian)或許將(jiang)成(cheng)為(wei)基荷和(he)調(diao)峰(feng)電(dian)站(zhan)的(de)(de)主(zhu)力。

有陽(yang)光的地(di)方(fang)，就有清潔(jie)能源(yuan)。從某(mou)種意(yi)義(yi)上說，人類所用(yong)的所有能源(yuan)包括化石能源(yuan)在(zai)內(nei)，都來自(zi)太陽(yang)。地(di)球上任何一(yi)個地(di)方(fang)都有陽(yang)光照耀，也就等同于任何一(yi)個地(di)方(fang)都可以獲得清潔(jie)的能源(yuan)。

現在(zai)(zai)，為了讓(rang)氣候變(bian)暖不至于對人(ren)類造成(cheng)(cheng)毀滅性(xing)傷害，人(ren)類已經(jing)吹響了碳(tan)中和的(de)號角(jiao)，化(hua)石(shi)(shi)能(neng)源(yuan)將(jiang)在(zai)(zai)未來30-40年(nian)退出(chu)歷史舞臺。在(zai)(zai)新一代(dai)(dai)的(de)太陽(yang)(yang)能(neng)技術下，太陽(yang)(yang)能(neng)成(cheng)(cheng)為人(ren)類主要能(neng)源(yuan)已不再是神(shen)話。在(zai)(zai)碳(tan)中和目標的(de)推動下，相信在(zai)(zai)不久的(de)將(jiang)來，以太陽(yang)(yang)能(neng)為主體的(de)清潔能(neng)源(yuan)完全替(ti)代(dai)(dai)化(hua)石(shi)(shi)能(neng)源(yuan)終將(jiang)從神(shen)話照進現實。