能源永续系列——新能源的首选太阳能
这种现象在技术进步史上极其常见:有了廉价替代品,政府与企业就失去了研发兴趣,不再资助相关的发明创造,多数科学家的注意力,就随着“无形之手”的指向转移。因为单纯凭兴趣从事科研的人,毕竟少之又少:绝大多数科学家都要吃饭穿衣、养家活口。
正像前几篇评论介绍过的乙醇和沼气一样,人类对它们的研究和探索本来已经有模有样,展示出广阔的前景,却都因为石油的大普及而突然中止。只有极少数“精神贵族”,才能不受商品大潮的裹胁,继续沿着崎岖小路攀登不息。可惜从石油大量采用,到第一次世界石油危机,时间相隔太长。“俟河之清,人寿几何”,谁也没有那么多的时间可供坚守。这是全人类的共同损失。
历史上的太阳能
1973年,第一次世界石油危机降临,发达国家大小城市的加油站,排起了车辆长龙。狂飙的油价,甚至迫使许多中产阶级家庭封车不开。于是乎“家贫思孝子,国难想能臣”,科学家们这才蓦然回首,关注包括太阳能在内的各种可再生能源。
有一件事足以说明科学家们把记忆的源头追溯到古希腊。1980年意大利西西里岛卡塔尼亚省政府,在欧洲共同体9个成员国共同投资下,就在传说中阿基米德火烧战船的原地——阿德拉镇,用180面特大号玻璃镜,组成了总面积为6200多平方米的巨大广场。把反射出的阳光聚焦到广场中心的中央塔上,用塔顶接收器接收的阳光,将锅炉里的水加热到500℃,64个大气压的高温高压蒸汽,推动涡轮机发电,发电能力达到1000千瓦。此后,世界各国相继建立起各种太阳能电站。
1973年美国政府、1974年日本政府先后制定阳光发电计划,拔出大笔经费。美国还成立太阳能开发银行,促进商业化生产。日本则重点开发太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。之后,各国先后制定出中长期发展计划,国际间的技术合作日益活跃。
不过此后的进展并不顺利,80年代后开始落潮,并迅速滑向低谷。许多国家又开始大幅度削弱投资,原因是石油价格又跌了。太阳能产品价格居高不下,缺乏市场竞争力。相比之下,倒是核能发电取得明显进展。核电的优势在于贮能效果好、占地小,这些又恰恰都是太阳能发电的弱项。这种世界流行观点,也影响到中国的科研决策。好在石油危机阴影尚在,谁也不敢完全放弃太阳能的研发。
好在没有多久,一个新的生存威胁引起全世界警觉,那就是矿物能源造成的全球性污染和生态破坏。1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”,会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》, 《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等系列重要文件,确立了可持续发展模式。太阳能作为一种清洁能源,重新受到人们的重视。石油的局限再次成为太阳能的福音。和其它可再生能源相同,一百多年来太阳能研发的大起大落,始终石油的命运直接成反比。1992年联合国提出“可持续发展观”,成为历史性的转折点。
进入21世纪,英国的低碳经济新理念,被全世界普遍接受。太阳能和其它新能源研发的最大观念障碍,被彻底排除。剩下的纯属经济技术困扰,概括起来主要有三:
第一是资源高度分散:太阳能辐射密度太稀,在北回归线附近,夏季天气较为晴朗条件下,正午时分最强烈的辐射照度,垂直于阳光方向1平方米面积,也只能接收平均1000W左右,若按全年日夜平均,也不过200W左右。冬季还要减半,阴天还占1/5。把这些稀疏散落的太阳能收集起来,转移功率,成本必然高昂。第二是蓄能高度不稳:贮存晴朗白天的太阳能供夜间或阴雨天使用,仍然是薄弱环节。由此就产生的第三个困扰,就是效率低、成本高。
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