为何太阳能将主宰全球能源体系

美国Vox.com网站近日刊文称，能源的未来必将属于太阳能。作者大卫˙罗伯茨认为，太阳能光伏发电最终会主宰全球能源体系，而这只是早晚的问题。因为，光伏发电与其他任何发电方式都不同，只有它才符合21世纪的需要。

独一无二的发电方式

文章指出，光伏发电与其他发电方式有一个至关重要的区别：其他任何商业化的发电方式采用的都是大致相同的做法，即转动涡轮机。煤炭、天然气与核能发电只是用不同的方式使水沸腾，产生蒸汽，从而转动涡轮机；风力发电用风转动涡轮机；水电站则是靠流水转动涡轮机。旋转的涡轮机为发电机提供机械动力，而发电机又将机械动力转化成电流。

光伏发电的工作原理则不同：它是把太阳光直接转化成电。在光子的作用下，半导体表面的电子出现松动，形成电场，从而产生可以被电线获取的电动势。这一区别貌似只是技术上的，但实际上它的影响非常重大，使光伏发电具备了三种明显优势。其一，太阳能电池的任何部分都不运动，因此使用和维护成本很低，只需保持清洁就行了。其二，太阳能电池不使用燃料，因此燃料费为零，一旦过了投资回报期，除去低廉的运维费用，就可以享受免费电力了。其三，太阳能电池发电过程中不产生任何污染。

无处不在的分布式能源

文章称，光伏的另一个重要特性是可以高度分散地发电。只要有阳光照射的地方，部分阳光就可以用来提供能源。不过，这种方式产生的能源不会很多。事实上，太阳能的怀疑论者常常称该特性是光伏发电技术的短板，认为要集中足够的能源用于工业文明的运转，必须在广袤的土地上铺满太阳能电池。在他们看来，要集中足够的可再生资源为工厂、医院供电是不可能的，所以能源的未来还得靠化石能源或核能等集中式能源。这其实是一种错误的看法。长远而言，分布式发电将是太阳能的优势，而非弱点。

随着光伏发电技术的进步，光电转化率不断提高，太阳能电池的体积也越来越小。如今，太阳能电池开始与各种东西融为一体——从建筑、屋顶，到道路、公交车站以及背包。

作者预测，经过二三十年的发展，体积小、模块化、高效率的太阳能电池将理所当然地嵌入所有新建的基础设施，包括楼房、桥梁、停车场和车辆等。光伏本身将不再是一种产品，而是其他产品的常见特征。同时，储能设备也将变得更便宜、更小，并能更好地与其他产品融合，这样，不间断地收集和释放少量能源就很方便了。

此外，能源的转移也将更加分布化，以便充分利用各处的太阳光。例如，不久以后，普通消费者只需把电动车停在正确的位置，不通过电线就能给车充电。经过几十年的发展，无线充电设备将更加高效、小巧。在城市基础设施中，无线充电装置将无处不在。在路沿、长椅和公交车上，太阳能不停地被收集、储存，人们可以随时给各种电子产品充电。能源将在人们所处的环境中广泛分布。

文章预言，就像我们今天希望所有设备都连上互联网，上载和下载信息一样，未来我们也许期待所有设备和设施都与分布式能源网相连，收集、储存和共享太阳的能量。