不再缺電的新世界!便宜、零碳排,太陽能光電可望躍升全球最重要能源

2024-06-25 16:03
《經濟學人》指出太陽能發電正在指數成長,全球不再缺電的未來已觸手可及。圖為美國佛羅里達州的日出,一隻海鷗在太陽升起時飛過大西洋。(美聯社)

太陽能電池所需的主要資源——如矽砂、陽光充足的土地以及人類的智慧——都極為充裕。此外,雖然生產太陽能電池需要一定的能源,但隨著太陽能發電技術的進步,能源的供應也變得更加可持續和充足。這使得隨著發電成本降低、電力更加便宜,電力消費將自然而然地成長,進一步推動太陽能市場的擴展和成本的下降。

德國的太陽能發電與風力發電。(美聯社)
德國的太陽能發電與風力發電。(美聯社)

據彭博新能源財經(BloombergNEF)資料,2015年全球太陽能發電的平準化能源成本(LCOE)為每百萬瓦時(MWh)122美元(約新台幣3950元),陸上風電的LCOE為83美元(約新台幣2690元),而燃煤發電的LCOE為50至75美元(約新台幣1620至2430元)。如今,太陽能和陸上風電的成本均已降至40美元(約新台幣1300元)左右,而燃煤發電的成本幾乎沒有變化。

太陽能發電的成本下降速度比風力發電更快。儘管在某些地區(如農田或沙漠)鋪設太陽能板可能引發反對,但相較於風力發電裝置,平面的太陽能板佔用空間相對較少。研究表明,與其他形式的能源發電(包括可再生能源、化石燃料和核能)相比,太陽能電池板的社會接受度更高。

因此,太陽能已經成為最經濟實惠的能源選擇之一,且這一趨勢有望持續下去。隨著太陽能的廣泛應用,許多行業將經歷深刻的變革,甚至可能催生出新興產業,從而對全球經濟中的基本生產要素價格產生深遠影響,使其降至前所未有的低水平。

光電面臨的挑戰與解決方案

太陽能作為一種廉價、充足且受歡迎的無碳能源,似乎為解決氣候危機提供了理想的方案。然而,這一技術的廣泛應用面臨兩大挑戰:儲能需求與經濟效益。

首先,儲能技術的需求成為太陽能推廣的瓶頸。由於用戶希望能在夜間使用電力,太陽能發電必須與高效的儲能技術結合,將日間收集的能量儲存起來,供晚間使用。其次,低成本能源的湧入帶來了市場獲益的疑慮。當大量太陽能電力在白天中午投入市場時,電價可能因供應過剩而驟降至接近零,甚至出現「負電價」,這對電力市場的經濟運作和太陽能投資的回報構成了挑戰。

2024年3月15日。太陽落在柬埔寨金邊郊區的一座佛教寺廟塔樓上。(美聯社)
2024年3月15日。太陽落在柬埔寨金邊郊區的一座佛教寺廟塔樓上。(美聯社)

為應對這些問題,幾種解決方案逐漸浮現,包括發展先進的輸電系統、提升儲能技術(尤其是電池技術)、擴大電力需求以及推動創新。透過輸電系統,來自陽光充沛地區的電力可以傳輸至需求旺盛的地區。例如,英國可以利用來自北非摩洛哥的太陽能供電,雖然建立如此遠距離的輸電系統需要時間與金錢,但如果一端充足且便宜的電力能在另一端獲得足夠吸引人的價格,這樣的連接便是值得的。

電池及其他儲能技術則可實現時間套利,將白天產生的低價電力儲存起來,待晚上電價較高時釋放至市場。儲電電池與太陽能板一樣,可以大規模生產。隨著電池技術的進步與市場應用的擴展,儲能技術將不僅滿足電力儲存的需求,還將進一步促進太陽能系統的發展和投資回報。

此外,低價能源的推廣通常會激發創新,例如開發更高效的能源利用技術或新型用電方式,這些創新有望進一步增強對電力的需求,為整體能源市場帶來新的活力。

中國是供應大國帶來隱憂

目前,全球絕大多數的太陽能板及其製造原料來自中國。中國的太陽能產業受益於大量政府補貼,導致產能過剩,足以支撐未來數年的太陽能擴展。從長遠來看,如果全球能擺脫對政局不穩定或關係緊張地區的石油和天然氣依賴,轉向其他發電方式,能源供應將變得更加穩定和可靠。

不過,即使中國無法像石油輸出國組織(OPEC)那樣操縱石油價格,也無法控制陽光的價格,但關鍵產業過度集中在一個可能敵對的國家仍引發美國的擔憂。這也解釋了美國為何對中國的太陽能設備加徵關稅。

儘管如此,隨著未來需求預計大幅增長,全球其他地區在太陽能面板市場上還有很大的進入與發展機會。雖然川普(Donald Trump)當選的話,他對化石燃料的支持可能會一時阻礙美國的太陽能發展,但這種影響或許只是暫時的。如果美國能簡化家庭太陽能板的安裝和電網接入程序,釋放出被壓抑的需求,那麼太陽能的普及速度將大幅提升。

設置在美國拉斯維加斯一個乾涸湖底的太陽能發電場。(美聯社)
設置在美國拉斯維加斯一個乾涸湖底的太陽能發電場。(美聯社)

能源革命的未來

《經濟學人》指出,當前的關鍵目標是迅速實現太陽能生產的良性循環,提供更廉價的能源。好處首先是提高生產力,降低人們各類活動中的能源成本。

廉價能源將使一切成為可能。過去因能源成本高昂而無法享受電力的人們,現在有機會使用更多能源,例如照亮家居或駕駛電動車。廉價能源還可用於水的淨化和海水淡化,推動人工智慧(AI)技術發展,並在未來炎熱的夏季中,讓數十億個家庭和辦公場所更加舒適。

最重要的是,廉價能源的豐富供應將釋放人們的想像力,激發出更多創新和可能性,帶來尚未預見的技術突破和社會變革。 (相關報導: 專訪》「日月潭蓄電只夠幾十分鐘!」童子賢剝開供電殘酷真相:風電全開發也僅占23% 更多文章

2023年7月,德國法蘭克福一名男子在太陽升起時獨自慢跑。(美聯社)
2023年7月,德國法蘭克福一名男子在太陽升起時獨自慢跑。(美聯社)

 

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