美国能否重返太阳能竞赛?

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波士顿—早在1995年,当全球太阳能电池板市场还很小时,美国的光伏组件出货量占全球的40%以上,这些组件利用光产生电力。如今,这个数字已接近4%。

随着中国、台湾、欧洲和日本大幅提高了光伏产品的产量,美国公司未能跟上这个不断增长的行业。但美国能源部(DOE)并没有放弃。能源部的“阳光计划”旨在重振美国太阳能产业,创造绿色就业机会,并在这一过程中降低价格,使太阳能能够与化石燃料能源竞争。

“首要前提是我们希望拥有无需补贴的太阳能电力,”阳光计划主任拉马莫西·拉梅什本周在美国物理学会的一次会议上表示。他说,阳光计划的目标是到2020年将太阳能发电的价格降低约75%,将太阳能阵列的购买和安装成本降至每瓦1美元左右。“这些都是非常崇高的目标,”拉梅什承认。“这非常困难。”


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从名称到内涵,“阳光计划”旨在唤起20世纪60年代和70年代的登月计划,并且像阿波罗计划一样,它源于总统解决科学和技术难题的指令。(然而,阳光计划的联邦 funding 约为每年3亿美元,与阿波罗计划相比只是小菜一碟。)

一个主要的挑战是提高太阳能收集的效率:目前生产的大多数种类的光伏电池的效率仅为其理论可达效率水平的一半左右。拉梅什说,阳光计划的目标是将基于碲化镉的薄膜光伏电池的效率提高到23%,接近其29%的理论最大值。“我们现在称之为迈克尔·乔丹计划,”他说道,这是为了向这位传奇篮球运动员在芝加哥公牛队的第一段时期所穿的球衣号码(23号)致敬。该倡议还投资于新兴的太阳能公司,充当小型企业和希望将颠覆性新技术推向市场的企业家的孵化器。

但仅靠物理学和工程学无法将太阳能普及到大众。诸如安装和许可之类的支出,在行业内被称为系统平衡成本,几乎与光伏组件本身一样多。美国众多嵌套的管辖区使问题更加复杂,潜在的太阳能买家可能不得不应对重叠的地方和州法律——以及每项法律的文件——这些法律会影响太阳能的安装。与当地公用事业公司对接又增加了一层复杂性。我的同事乔治·穆塞尔曾广泛撰写文章,介绍他在安装太阳能的令人头疼的官僚复杂性,他曾在新泽西州屋顶安装太阳能电池板时遇到过这些复杂性。

拉梅什表示,德国的情况并非如此,德国是迄今为止全球太阳能普及的领导者。2009年,该国的太阳能装机容量是美国的六倍。“在德国,这是一套文件,四五页,”拉梅什说。“这是一个非常快速的过程。” 如果太阳能要在美国达到每瓦一美元的水平,系统平衡成本必须缩减到目前水平的一小部分。这不仅意味着使太阳能电池板更易于安装和连接到电网的技术进步,还意味着政府机构之间广泛的程序变革。“这是一个非常难缠的野兽,”拉梅什承认。

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