2013年清洁能源领域取得的13项主要突破

 尽管每天关于气候变化的消息听起来似乎变得更加糟糕，但是快速改进的技术、下降的成本和清洁能源的日益普遍的确成为我们奔向零碳未来的一大亮点。2013年，在清洁能源领域有许多的里程碑事件，但下面这13项关键突破值得我们认真玩味一下。
配备熔盐储热的光热电站建成

1. 配备熔盐储热的光热电站建成。

借助能源部贷款项目的支持，今年10月位于亚利桑那州的Solana 280MW太阳能光热电站并网。该电站有一大特色：利用“盐电池”在无光的情况下保持持续发电。对美国来说，Solana电站是热能储存的第一次，也是全球最大的利用抛物镜聚焦太阳能发电的电站。

2. 可以为建筑物提供电力的电动车电池

世界各地大多数的电力供应在繁忙的高峰时段比晚上拥有更高的用电需求。因此，日产的工程师认为，如果他们可以在夜间为电动汽车的电池充电，然后利用这个存储的能量在白天为建筑物提供电能，以此就可减少白天需求的昂贵电费。Vehicle-To-Building系统测试证实了这一想法的可行性。在用电高峰期，电费较为昂贵时，电动汽车为建筑提供电能；而在非用电高峰期时段，电动汽车则处于充电状态。

这个系统在日产位于厚木市的先进技术中心进行了测试，其在用电高峰期时段可以为建筑减少约2.5%的能源损耗，也就意味着每年几乎可以节省约5000美元的电费开支。为了此次测试，日产投入了6量聆风电动汽车，在修改优化后的充电站上进行正常供电测试。

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3. 新一代风力涡轮机是“游戏规则改变者”。

2013年5月迎来了通用电气Brilliant风力涡轮机系列，该系列产品在涡轮机内融入了两项技术用以解决储存和间歇性问题。涡轮机内置的电网级电池可以在起风而不需要电力的时候把电力存储起来，并在需要的时候再输入电网，消除电力供应时的波动。与化石燃料电站相比，这是解决高峰电力需求更加有效的一种方式，使得其纯粹从业务角度考虑具有不小的吸引力。59个涡轮机运往密歇根州，剩余两个将抵达德克萨斯州。


4. 太阳能实现与煤的市电同价

1977年，太阳能光伏电池成本每瓦76.67美元，然后出现暴跌。彭博新能源财经预计2013年光伏电池的价格将来到每瓦0.74美元，其实截止今年第一季度光伏电池的售价为每瓦0.64美元。这也降低了太阳能安装成本，由于阳光是免费的，较低的安装成本意味着降低的电力费用。2013年，太阳能实现与煤的市电同价：2月，一家西南公用事业公司同意以低于新火电厂现行价格的水平从新墨西哥州一座太阳能项目那里购买电力。在意大利和印度，未接受补贴的太阳能已经实现平价上网。太阳能安装在世界范围内迅速发展。在美国，降低的组件成本也压低了安装价格。

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5. 海浪推动可再生能源进一步发展。

作为第一个商业并网发电项目，美国缅因州海岸的水下潮汐涡轮发电机已经成功运行了一年之久。海洋可再生电力公司（ORPC）已经放眼更大规模的增长。该项目已经投入超过2100万美元，三月份进行的环境评估发现其对海洋环境没有不利影响。在能源部的帮助之下，2014年该项目将再部署两台设备。今年十一月，ORPC被选中来管理位于阿拉斯加亚库塔特的波浪能量转换项目。

6. 利用海浪来生产淡水。
今年，西澳大利亚州Carnegie波浪能有限公司宣布将使用波浪能为海水淡化工厂供电。该工厂将使用Carnegie波浪能公司的水下浮标技术，利用波浪能直接驱动海水淡化高压泵，用压力驱动海水通过一系列渗透膜装置，转变为可饮用的淡水。该项目是世界上第一次尝试使用波浪能直接驱动海水淡化高压泵，对于减少碳排放和电力消耗具有重要意义。计划细节于十月份完成，十一月份授予制造合同。竣工后，该海水淡化工厂每年将提供550亿升新鲜的饮用水。

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7. 超薄太阳能电池打破转换效率记录。



转换效率是光照打在太阳能电池后实际转化成电能的量，通常的数值为18.7%和24%。但是，硅谷太阳能制造商Alta Devices在今年创造了30.8%的转换效率新纪录。该方法比较昂贵的，但结果是一块经久耐用、超薄太阳能电池上非常小的面积就可以产生大量的电力。这使得Alta的电池片最适合小型便携式电子设备，如智能手机和平板电脑。该公司正在讨论将它们应用到手机、烟雾探测器、门磁报警器、电脑、手表和遥控器等装置上。

8. 电池较以往更加安全、轻便、储存更多。

丰富和具有成本效益的存储技术对清洁能源经济至关重要，这一点在电动车上体现地更加淋淋尽致。但是，目前的电池并不总是保持足够的电荷来长时间驱动电力汽车，想要实现该目的就得显着增加电池的体积和成本。不过，2013年初，美国橡树岭国家实验室的研究人员成功地演示了新的锂离子电池技术，可以在更小的尺寸里存储更多的能量，而且更安全，很少出现短路现象。他们利用纳米技术创造固体、超薄、多孔电解质，还结合了可能会进一步提高成本效益的锂硫电池技术。

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9. 新时代的漂浮式海上风力涡轮机。

近海地区是建设风电场的最佳地点，但是标准的涡轮机需要大量的建设施工，并仅限于海水深度不超过60米。不过，挪威石油和天然气公司--挪威国家石油公司今年开始在苏格兰海岸建设漂浮风力涡轮机。涡轮机仅仅需要几根缆绳将它们固定住，并且可以放置在深度达700米的水中。这可能会极大地扩大经济实用的海上风电量。该区域将成为世界上最大的漂浮风力发电场。此外，两个漂浮式涡轮机计划部署在日本福岛沿岸，一同安装的还有世界上第一座漂浮式变电站。

10. 利用直流电源减少电费。

目前，交流电（AC）而不是直流电流（DC）是用电的主要标准。但是，直流电也有自己的优点：便宜、高效，适用于太阳能电池板和风力涡轮机，并且不需要浪费能源的适配器。脸谱、摩根大通、斯普林特公司、波音公司和美国银行都建立了依靠直流电源的数据中心，因为直流供电效率高出20%，成本降低了30%，并且占地面积要求也减少25%到40%。在住宅层面，新的USB技术将很快能够传输100瓦的功率，将直流电源分配给电压越来越低的个人电子产品，并减少电费开支。

11. 植物废料清洁能源的商业化生产最终来临。

取自玉米的乙醇曾被视为替代汽油的气候友好型衍生产品，正受到越来越多火灾的威胁。许多专家认为它抬高了粮食价格，研究对它在生命周期内是否真的减少二氧化碳释放持不同的意见。纤维素生物燃料有望越过这些障碍，2013年该行业或许终将转危为安。INOES Bio位于佛罗里达州的纤维素乙醇工厂以及KiOR位于密西西比州的纤维素厂今年开始了商业化生产。另外两个纤维素乙醇工厂位于爱荷华州，还有一个位于堪萨斯州，正处于建设之中。该产业表示将很容易实现拟定的2014年170万加仑纤维素燃料的任务。


12. 创新融资让更多人用上清洁能源。

在哥伦比亚特区，有史以来第一次的“房产评估清洁能源（PACE）计划”允许通过投资效率和可再生能源，征收物业特别税来偿还，从而降低业主风险。PACE是美国白宫推行的一项清洁能源融资计划，通过计划，城市将发行市政债券，然后向房产业主放贷用于更换门、窗及其他材料以减少能源和水用量并安装屋顶太阳能电池板等可再生能源系统。清洁能源项目大众融资取得重大进展，让更多人用上分布式可再生能源，特别是世界上的贫穷人口。Solar Mosaic正在美国倡导贫困社区投资太阳能。加利福尼亚州想出如何让没有房产或没有适合安装太阳能的屋顶的人（据推测，加州约有75%的住户处于无法设置太阳能发电系统的状态）仍能为他们的家庭或企业购买100%的清洁能源。以科罗拉多州成功的举措为蓝本，明尼苏达州掀起了社区太阳能花园计划。华盛顿特区投票引入“虚拟净计量电价”（virtual net metering），允许人们购买大型太阳能或风能项目的一部分，然后将属于他们的电力出售或退还到电网，从而减少电费支出。

13. 风力发电和化石燃料一样具有竞争力。

“我们看到，现在与风电场签订的电力购买协议已经低至每兆瓦时25美元，”摩根士丹利北美电力及公用事业和清洁能源证券研究部主管斯蒂芬·伯德说道。他解释说，风力持续存在的可变成本可以忽略不计，这意味着所有者可以通过将前期投资分割成尽可能多的单位来降低购电协议成本。结果，中西部地区较大的风力发电场正面临粉河盆地煤电厂的“恶性竞争。”而且，即使没有生产税收抵免，风电还是能够削弱很多天然气发电厂。风力发电具有可行性一个很明显的标志就是，目前其已经满足了爱荷华州25%的能源需求，预计到2018年这一数值将达到惊人的50%。