太陽能科技發(fā)展展望

20世紀(jì)太陽能科技發(fā)展和太陽能利用實(shí)踐，為21世紀(jì)大規(guī)模利用太陽能奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。近來，世界上一些著名分析預(yù)測研究機(jī)構(gòu)、跨國公司、太陽能專家和一些國家政府紛紛預(yù)測，認(rèn)為21世紀(jì)中葉即2050年前后，太陽能（含風(fēng)能、生物質(zhì)能）在世界能源構(gòu)成中將占50％的份額，那時(shí)太陽能將成為世界可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)能源。對于這一預(yù)測，有人支持，也有人懷疑，意見不完全一致。為了科學(xué)地看待這一問題，我們可以從世界礦物能源生產(chǎn)和消費(fèi)、全球環(huán)境保護(hù)以及太陽能科技進(jìn)步三個(gè)方面進(jìn)行一些分析，以便得出比較客觀的結(jié)論。

世界能源消費(fèi)量增長一倍，在本世紀(jì)初大約需要50年，到本世紀(jì)中期縮短到30年，進(jìn)入80年代大約只要15年。全球礦物能源的消費(fèi)量越來越大，而全球礦物能源貯量卻十分有限。全球石油貯量約1300億噸，目前全球石油的年消耗量約35億噸，而亞洲石油的消耗量在激增之中。如果這種趨勢不變，則在今后25年中將平均年消耗50億噸石油，足以把全部貯量耗盡。即使在此期間有新油田發(fā)現(xiàn)，專家估計(jì)全球石油貯量也不會超過2000億噸，全球石油資源在三、五十年內(nèi)將枯竭。今后用什么來代替石油？70年代“石油危機(jī)”以后，曾把主要希望寄托在煤的氣化和液化，30年快過去了，而這方面的收效甚微，復(fù)雜的技術(shù)和巨大的投資，制約了氣化煤和液化煤的廣泛使用。
    社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要能源的支撐。但是，用增加煤炭消耗來彌補(bǔ)石油不足，是一條以環(huán)境為代價(jià)的能源發(fā)展道路，是完全行不通的。據(jù)測定，直接燃燒：噸煤，產(chǎn)生粉塵3-11kg，二氧化硫60kg，二氧化氮3-9kg，還有大量二氧化碳。我國1995年排放的煙塵為1744萬噸，二氧化硫?yàn)?370萬噸，其中燃煤排放的分別占70％和85％。目前，我國每年燃煤排放的碳已達(dá)10億噸。煤炭的大量開發(fā)利用是造成全球環(huán)境惡化的主要原因。根據(jù)1992年聯(lián)合國召開的世界環(huán)境與發(fā)展大會的要求，煤炭的消費(fèi)不僅不能增加，而應(yīng)予以限制并逐步減少。
    另外，我們可以通過對太陽能利用中最重要的光伏發(fā)電進(jìn)行一些分析，以評估太陽能在下一世紀(jì)的發(fā)展前景。
    以70年代不變價(jià)計(jì)算，近30年間，太陽電池的價(jià)格下降了數(shù)十倍。專家預(yù)測，通過擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)進(jìn)步，2030年以后，光伏發(fā)電對常規(guī)發(fā)電開始具有競爭力。2050年，太陽電池的價(jià)格將比現(xiàn)在下降1Q倍，即每瓦4．5元左右，每千瓦時(shí)的電價(jià)約0；2元左右。從現(xiàn)在起經(jīng)過50年的發(fā)展，那時(shí)光伏發(fā)電量將占全球總發(fā)電量的一半。
    以上分析表明，21世紀(jì)全球能源結(jié)構(gòu)必將發(fā)生根本性變化。當(dāng)今占主導(dǎo)地位的石油將逐漸減少直至枯竭，完成其歷史使命；煤炭的利用將受到限制，但考慮發(fā)展中國家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的需要，在2030年前可能還會有所增長，此后將逐漸下降；核能利用，因核安全和核廢料處理技術(shù)尚未完全解決，若無技術(shù)上突破，在今后50年內(nèi)發(fā)達(dá)國家會逐漸關(guān)閉核電站，發(fā)展中國家還會新建一些核電站，二者相抵，總數(shù)上不會有什么增加，相反還會有所減少；太陽能和其它可再生能源將替代石油和煤炭，逐漸成為世界能源的主角。
    對2050年各種一次能源在世界能源構(gòu)成中所占的比例進(jìn)行預(yù)測，可以得出如下結(jié)果：石油0（或甚微），天然氣13％，煤20％，核能10％，水電5％，太陽能（含風(fēng)能、生物質(zhì)能）50％，其它2％。
21世紀(jì)是人類大規(guī)模利用太陽能的世紀(jì)，這是不以任何人的意志為轉(zhuǎn)移的歷史發(fā)展必然結(jié)果。