互动科普

稳定可靠的能源供应是关系国计民生的基础条件，是关系社会安定和经济可持续发展的重大战略问题。

太阳能光伏发电由于具有资源无限、无污染和能把太阳光直接转变为电能，系统无运动部件、运行可靠、少维护、寿命长的特点，且电能易于输送、储存，因此是最有前途的替代能源和主力能源。

欧洲、日本、美国等国政府的扶持与激励政策推动了太阳能光伏应用的迅猛发展，也拉动了我国光伏产业的飞跃式发展。到目前为止，我国的太阳能级硅材料生产厂已有30多家，太阳电池生产厂达到80多家，太阳能光伏组件厂超过400家；我国的太阳能光伏产业不仅初具人才、技术优势，规模上也连续两年超越欧洲、日本，成为世界太阳电池生产的第一大国，2007年产量达到1088兆瓦，2008年更是大幅度跳跃，达到2500兆瓦。但是应该看到，尽管我国成为世界生产太阳电池最多的国家，但与国外还有不小的差距，特别是在各种新型太阳电池的开发上，国外已经有了很大的发展，而我国还处在起步的阶段。因此，我国的太阳能光伏产业的发展任重而道远。

国际金融危机使得原来两头在外的中国光伏产业受到很大冲击，加之高纯硅材料产业的快速扩张和硅材料价格的迅速下降，太阳能光伏组件的价格降到巅峰时期的一半以下；财政部、住房和城乡建设部、科技部和国家能源局先后出台了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《关于实施金太阳示范工程的通知》，都为我国的太阳能光伏应用创造了大好契机。

但在如此的大好形势下，经常还会听到“太阳能光伏是高耗能、高污染的产业，不宜大规模发展”的议论。事实上，即使算上从生产冶金级硅到太阳能光伏组件的全过程，生产每瓦光伏组件的平均用能也仅为2度电，下面的一组数据就能佐证这一点：

从硅矿石制成冶金级硅的能耗为10度/千克，从冶金级硅到高纯硅的能耗为120度/千克，从高纯硅到硅片的能耗为20度/千克（每千克硅材料生产100～140瓦太阳电池，这里按100瓦/千克计），从硅片到太阳电池约为0.3度/瓦，从太阳电池到光伏组件则为0.2度/瓦，合计约为每瓦耗电2度。即使在太阳辐照介于二类和三类之间的北京，1千瓦光伏发电系统每年也能发电1100度（合1.1度/瓦·年），不到两年的时间就能够回收生产太阳能光伏组件所用的能量，而光伏组件的寿命至少25年。

太阳电池生产的整个生产链中，污染相对大一点的是高纯硅材料的生产过程。然而，由于使用了还原炉和氢化炉，形成了硅材料的闭路生产，基本没有污染产生。美国、日本、德国和挪威的十大高纯硅材料生产商至今仍然坚持自己生产的事实也可以说明这一点。

这些都说明太阳能光伏发电是无可争议的低污染、低耗能的洁净能源。

本期特别策划详细地介绍了太阳能光伏发电，使读者能够了解太阳电池的发电原理，了解晶体硅太阳电池、薄膜硅太阳电池、化合物太阳电池、染料敏化太阳电池和有机薄膜太阳电池等多种太阳电池的特点，以及如何安装和使用太阳能光伏发电系统。文章特别强调要建立“电力公司有义务购买各个家庭所生产的电力”的制度来推广应用太阳能光伏发电。

值得一提的是，日本推出的2030+光伏路线图，它代表了国际上最先进的太阳能光伏发展方向，开发高效、低成本和长寿命的薄晶体硅太阳电池和薄膜太阳电池的产业化技术，能量回收期会大大缩短，并逐步将太阳能光伏发电的成本降低到每度电7日元（约折合人民币0.5元）。

随着光伏发电的大规模使用，生产技术会取得飞跃的发展，太阳能光伏发电将在未来世界能源结构中占据着最重要的地位，成为未来世界能源的主体。根据欧洲联合研究中心的预测，2050年可再生能源在总能源结构中将占到50%以上，太阳能光伏发电在世界总电力的供应中将超过20%；到21世纪末，可再生能源在能源结构中占到80%以上，太阳能光伏发电超过60%，显示出太阳能光伏发电的重要战略地位。

太阳能光伏发电是最具可持续发电理想特征的可再生能源发电技术，理应得到更高的重视和更大的支持。

（本文发表于《科学世界》2009年第11期）