綠色能源的最大潛力股─太陽能

“如果我們想在能源方面減少二氧化碳排放以緩解全球暖化，那麼太陽能必將成為發電的主要能量來源。”全球太陽能委員會主席布魯斯·道格拉斯日前在巴黎氣候大會上說道。

儘管當今世界上太陽能的發電量僅占總發電量的 1%，但在 2015年巴黎氣候大會召開後，歐洲太陽能產業最新一輪的大規模投資將使其產業成長近 80%，其他地區國家也不甘示弱，太陽能產業有望邁進一個全新的發展階段。

太陽不簡單─太陽能的產生

地球上左右生物所需的能量，絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用將太陽能直接轉變成化學能貯存在體內；而因太陽的作用產生的風能、水能、波浪能等能量同樣間接來源於太陽，因此從廣義上來講，太陽能的範圍非常的大。

通常我們所說的太陽能（solar energy）指的是太陽的熱輻射能，是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能從而產生的能量。然而太陽輻射到地球大氣層的能量僅僅是其總輻射能量的22億分之一，儘管如此，這22億分之一的能量就已達到173,000TW，簡單來講就是太陽每秒鐘照射到地球上的能量相當於500萬噸煤的產能量！如此驚人的龐大資源就算僅增加收集一小部分來加以利用，也必定會提高一大截人們的能源生活品質。

“採集”陽光─太陽能的收集

太陽能的威力如此之大，那麼要如何採集陽光呢？目前，按能量轉換的方式不同可將太陽能的收集劃分為以下三個主要方向：

• 轉換成熱能：利用各種集熱器（如常用的平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等）將太陽能轉換成熱能收集起來，加以利用為人類生活服務。
• 轉換成電能：利用太陽能電池的光電效應，將太陽能直接轉換成電能，即光伏發電技術。太陽能電池是利用光生伏特效應把光能轉換成電能，是通過光子撞擊半導體材料裝置的表面時，半導體的接合面有電子擴散從而產生電流。太陽能電池主要有單晶矽電池和單晶砷化鎵電池等，除此之外，太陽能發電還可以通過集熱器先將太陽能轉換成熱能，再利用汽輪機等裝置將熱能變成電能供人類使用。
• 轉換成化學能：主要是指植物在光合作用下，通過葉綠素把光能轉化成化學能，實現自身生長與繁衍的這種方式。目前，專家們正在積極探索和研究光化轉換的奧秘，以實現未來人造葉綠素發電的願景。

造福生活─太陽能產業鏈

人類生活離不開太陽，它為地球源源不斷提供著豐富、潔淨的可再生能量，單是地球兩天內從太陽接收的能量，就比所有已知的石化燃料礦藏所貯存的能量還多。自古以來，人類對於蘊含量如此龐大的太陽能進行的研究和利用也不曾間斷，從過去簡單的聚焦點火、乾燥農副產品、制鹽…發展到現代的發電供能，對太陽能的利用也日益廣泛。

根據太陽能收集方式的不同，可將太陽能的利用分為光熱利用、光電利用和光化學利用三個方面：

（一）光熱利用：

隨著太陽能科技的發展，通過太陽能取暖系統和太陽能熱水裝置等設備，太陽能已可以生產熱水、蒸氣和電力。目前，全世界已有數百萬的太陽能熱水裝置，而太陽能取暖設置也解決了許多寒冷地區的取暖問題。除了在生活中太陽能熱水器、太陽能空調等設備的廣泛應用外，在建築中應用太陽能供暖、製冷，同樣可以節省大量電力、煤炭等能源且不污染環境。在年日照時間長、空氣潔淨度高、陽光充足但卻缺乏其他傳統能源的地區，採用太陽能並加以利用尤為有利。

（二）光電利用：

光伏發電系統由太陽能電池板（元件）、控制器和逆變器三大部分組成，利用電池組件將太陽能直接轉變為電能並貯存。上至航天器，下至家用電源；大到兆瓦級電站、小到玩具，光伏電源可以出現在任何需要用電的地方，應用極其廣泛。

雖然太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題，但是近年來隨著各國對可再生能源發展的重視，太陽能光伏發電成為世界新能源領域的一大亮點並且迅速發展。全球太陽能產業發展勢頭迅猛，2014年全世界光伏的一年裝機量穩步成長達44GW，中、日、美市場表現也首次超越歐洲這一老牌優勢地區；同時，印度、南非、智利等新興市場也均呈現飛速發展。

（三）光化學利用

2015年9月美國人工光合作用聯合中心（JCAP）通過他們稱之為 “人工樹葉” 的新系統，首次利用收集的太陽能將水轉化為氫氣燃料，將 10% 的太陽能轉化為化學能。JCAP科技總監、加州理工學院化學教授納特·路易士說道：

“我們的研究證實了在一個集成系統中，使用廉價元件，高效並安全地從太陽能中生產燃料是有可能的。當然，我們還需要繼續下工夫延長系統壽命，並設計出低成本生產這種系統的方法，這兩項工作都在進行中。”

作為綠色能源，太陽能在應對氣候變化上具有成本優勢，可說太陽能發電已成為全球最便宜的電力資源之一，將是未來發電產業的關鍵。為了推動全球太陽能市場發展和分享成功經驗，由領先國家和地區的太陽能協會在國際層面建立了太陽能產業機構—全球太陽能理事會。理事會主張，為了避免全球氣溫升幅超過 2ºC，加速太陽能發電的部署勢在必行。在正確的市場環境引導下，太陽能在全球的發電量應從目前的低於 1% 增至 2030 年 10% 的目標發展。全球太陽能理事會聯合主席、中國光伏產業協會理事長高紀凡說道：

“我相信全球太陽能理事會的成立標誌著太陽能行業發展進入一個新時代，將形成一個統一的力量，代表所有成員共用相同的目標，太陽能已成為當今發電的主要來源。天合光能（中國）在過去十年的累積出貨量達到15吉瓦，相當於每年減少1800萬噸碳排放。科技的進步也讓光伏成本不斷下降，太陽能已成為最通用的發電方式，並將為應對氣候變化發揮更大的作用。我相信全球太陽能理事將進一步推動太陽能的使用，在應對氣候變化方面造福全人類。”

如今全球氣候變化課題已成為世界共同關注的焦點，在大力提倡綠色能源和節能環保的趨勢下，隨著政府的政策支持和市場的需求增加，太陽能產業的發展腳步也逐漸加快。蘊含量如此龐大的太陽能，已儼然成為綠色能源中的最大潛力成長股。