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当今阻碍太阳能发展的三大难题

添加时间:12:33:57 编辑:电池在线网  文章来源:电池在线网    

由于再生能源发展日益快速,太阳能又因为政策扶持略胜一筹,丰厚的太阳光照得以满足人类每年的需求。不过太阳能仍有三大问题阻碍其快速发展。

1电池成本

非营利智库的科学技术专家 arun Siaram 表示,若太阳能要满足全球 30% 的电力,其每瓦价格必须从一美元降至25美分。

Siaram 博士认为,要降低太阳能成本的方法就是将钙钛矿电池 (peroskite CELL) 商业化,目前市场上主流的太阳能电池仍为硅晶电池,不过其成本较高;而钙钛矿电池的制程温度较硅晶电电池低、价格也较低廉,其光转换效率也从研发之初的 3.8% 到现在可以达到 25%。

此外,钙钛矿太阳能电池还可滚压制成具有弹性的彩色薄膜、应用广泛,有美国研究团队就以硅钛矿为材料研发出太阳能变色窗。

不过钙钛矿太阳能电池离商业化还有一段距离,而稳定性为其必须克服的一大缺点,钙钛矿晶体容易在潮湿的环境下分解,影响电池的稳定度;另一个问题是电池体积大小,目前的钙钛矿太阳能电池仅有指甲般的大小,科学家也尚未研发出大体积同时保有高效率的电池。

Siaram 博士补充,钙钛矿太阳能电池虽前景看好,不过能源产业投入的研发资金过少,很难将其推向商业化市场。

能源公司仅将其 1% 至 2% 的获利投入研发,而半导体公司投入研发的资金大约是能源公司十倍之多。美国联邦政府每年投入再生能源的研究预算仅 50 亿美元,这样的速度大概在 2020 年前会被中国的能源研究经费超越。

2电力管理

太阳能属于间歇性能源,其发电高峰的需电量通常不高,而在用电量最高的时刻反而发电量较低。电网的不足也使得过多的电力必须分送给其他国家;以美国加州为例,其太阳能发电占该州10%,每当在太阳能发电过多时电网无法负荷,因此必须将多余的电分送给其他州。

其中一种解决得办法是使用大规模的储能系统,不过电池成本目前仍算高,难以达成规模化。根据美国能源部的资料显示,电池仅占电网储能的1.7%,其余的都以抽水蓄能电站处理。

加州奇点大学 (Singularity Uniersity) 能源环境讲师、天使投资人Ramez Naam 表示,针对该问题最直接的解决方案是建置更分散、更大的电网。以美国为例,目前有三大电网包含东部、西部和德州电网,最理想的情况下是将这些电网与新的高压电箱连接,不过这有可能会造成管理权责上的混乱。

3间接成本

有部分人认为,阻碍太阳能发展的是技术层面问题,然而设置太阳能厂的“间接成本”( soft cost )也相当高,包含项目设计、建设核可、选址和电网连结等工作。

美国能源部估计,间接成本占太阳能电厂建置总成本的 64%,其余则花费在太阳能电池和太阳能硬件本身。

不过若是电池和屋顶太阳能板结合的话,消费者就能在自家发电了。2017 年 10 月,特斯拉开始在纽约州水牛城的 Gigafactory 2 工厂建造太阳能电池与零件。然而目前屋顶太阳能板和电池的价格仍过高,就算未来价格降低,民众可能还是希望有电网来做备用电。



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