全球太阳能发电市场的轮廓开始显现。

 

对于希望找到遏制全球变暖方法的政府、环保活动人士和其他策略师来说，这个行业长期以来不过是一个梦想，但去年却在全球范围内开花结果。来自所有地区的国家首次向国际能源署(International Energy Agency)报告，它们的光伏能源市场正在增长。

 

根据总部设在巴黎的国际太阳能机构发布的这波活动的“快照”，非洲、中东、拉丁美洲以及南亚和东南亚的国家报告说，“光伏”的全球市场正在创造各种各样的记录。它在2015年增长了25%，因为生产电力的基本单元——太阳能电池板的价格持续了令人震惊的8年下跌。

 

PV能量是当太阳光激发某些物质时所捕获的一束运动的电子。主要生产的是多晶硅，它主要由硅晶体组成。1953年，美国贝尔实验室的科学家首次观察和试验了这一现象，并在20世纪60年代率先在美国军事和太空计划中为太空卫星提供动力。

 

随着中国登月，它也开始开发国内的光伏应用，但50多年来，太阳能仍然过于昂贵，无法广泛使用。它在传统电力相对便宜的美国只产生了很小的影响。

 

国际能源署称，自2008年以来，太阳能电池板的价格下降了近80%，主要原因是中国。三年来，中国在制造和出口越来越便宜的太阳能电池板方面一直处于世界领先地位。与此同时，在2015年，中国国内市场的太阳能发电装机容量已从小型太阳能发电市场一跃超过德国，成为全球最大的太阳能发电市场。

 

被一些专家称为“太阳能过山车”的价格迅速下跌，对那些没有做好准备的公司来说不是一件好事。美国一些大型面板制造商已经被迫破产，而从其股价的大幅下挫来看，其他制造商似乎正朝着这个方向发展。根据美国能源部的专家和报告，剩下的两家大型美国太阳能电池板制造商目前的销量至少超过了六家中国竞争对手。中国生产的太阳能电池板占世界总产量的40%，而美国占20%。中国还在继续扩大其领先地位。与此同时，人们普遍认为，全球太阳能市场已发展成为一个年销售额达1000亿美元的行业。

 

美国能源部国家光伏中心(National Center for光伏)联席主任格雷戈里•威尔逊(Gregory Wilson)预测:“所有这一切的最终目的是，光伏正迅速将自己定位为全球真正的大玩家。”“对于任何关心气候变化和碳排放，但也关心生活质量而不是颠覆经济的人来说，它(PV)将是一件非常可取的事情。”风力发电目前也相当惊人，但风力将达到顶峰。PV不会。”

 

威尔逊认为，美国必须制定政策，推动创新，以留在混乱的光伏市场。

 

“我们对气候变化的愚蠢政治争论不休，却没有认识到这带来的巨大经济机遇。”能源系统将被重新设计，有人会这么做。“中国人似乎已经认识到这一机遇的重要性。”

 

威尔逊断言，pv将引领一个更便宜、更清洁的能源时代，它将被用于为我们的家庭供电甚至供暖;推动电动汽车;将氢从水中分离出来作为制造汽车、卡车和飞机合成燃料的原料。

 

“我们看到很多机会摆在我们面前，但我们似乎行动迟缓，甚至麻木。”我们并非一直如此，”他说。

“在革命的前沿”

数学早已证明太阳能是地球上最丰富的能源。新情况是，随着硅面板价格下跌，将其转化为电能的经济效益已有所改善，开始吸引更大的买家。

 

例如，在美国，电力公司现在是全国最大的太阳能电池板客户，占到市场的60%，直到最近，这个市场还由屋顶太阳能装置的业主和商业买家主导。

 

由于与商业或住宅系统相比，公用事业规模的系统可以以较低的成本安装，因此在某些地区，公用事业公司的太阳能发电价格几乎与传统能源竞争。

 

美国能源部国家可再生能源实验室(National Renewable energy Laboratory)战略能源分析主管戴维•穆尼(David Mooney)表示，太阳能电池板的成本从每瓦20美元降至每瓦不到2美元，这是“天鹅跳水”的结果。

 

“我们至少处于电力行业革命的前沿，”他说。穆尼回忆说，1987年他开始研究PV时，“我曾经开玩笑说，这是我们都梦想的时代。我从没想过它会发生，但它确实发生了。

 

电力研究院,为全国公用事业工作,追踪新兴太阳能技术40多年,但最近工作花费帮助公用事业了解购买的最好方法,更好地掌握如何操作太阳能发电厂,根据迈克尔·保伦EPRI高级技术主管。

 

博伦指出，多年来，美国公用事业公司一直受到一些州监管机构和联邦立法机构的压力，被迫购买太阳能，或者在房主或太阳能公司开始在当地发电时接受太阳能。迫于环保组织的压力，许多州通过了可再生能源组合标准，要求不同水平的可再生能源。1978年通过的联邦法律《公共事业管理政策法案》(Public Utility Regulatory Policies Act, PURPA)要求，如果太阳能发电的成本低于其所能生产的成本，公用事业公司必须购买太阳能发电，这使得一些生产商在市场上有了立足之地，尤其是在加州。

 

“这通常是用‘你应该’这样的语言来表达的，”Bolen说，他说许多公用事业公司对此并不感兴趣。现在的新情况是，公用事业公司开始拥有并运营自己的太阳能站点来盈利。

 

“现在更重要的是，我们如何将太阳能以某种形式或方式纳入发电组合和费率基础?””他说。

 

公用事业公司希望获得更多关于如何购买太阳能的信息，他们希望太阳能电池板能使用多长时间，以及在广告宣传的30年寿命结束时是否可以回收利用。“这是一种从摇篮到坟墓的方法，”博伦解释说。在公用事业领域，运营太阳能发电厂的最佳做法和标准仍在形成之中。“80%的公用事业规模的光伏电站是在过去的五年里建成的，所以我们仍在努力解决这个问题。”我们需要更多的经验。

 

他确信，公用事业公司将为他生成更多的数据。“随着越来越多的人开始进入太阳能组件(电池板)制造业，这将成为另一场每瓦1美元的竞争。”

 

终于:太阳能的复兴

工程师j·查尔斯·史密斯(J. Charles Smith)一直处于这场竞争的中心。每年5次，他召集一个全国性的小组来教授和分享更多生产和销售可再生能源的经验。他的集团成立于26年前，最初名为“公用事业风能利益集团”(Utility Wind Interest group)，但2013年，随着越来越多的电力生产商对太阳能产生兴趣，该集团更名为“公用事业可变发电集成集团”(Utility Variable-Generation Integration group)，并将开发一个新的专注于太阳能生产和销售的领域。

 

该组织有200多名成员;其中三分之二来自公用事业公司，主要是美国的大型公用事业公司。“外面的世界瞬息万变，这对许多公用事业公司来说是一个冲击。”他们传统上是非常保守的，行动缓慢的组织，也许是正确的。他们的工作是运行一个可靠的、经济的电力系统，而不是加入那里最新最好的技术，”史密斯解释说。

 

“但这项技术的发展速度如此之快，已经席卷了整个国家和世界，”他补充道。公用事业公司之间的界线正在变得模糊。许多小型公用事业公司还没有意识到太阳能的竞争威胁。但一些人痛苦地意识到这一点，因为一些规模较大的公用事业公司正在组建不受监管的子公司，这些子公司可以自由地利用PURPA法律入侵其他公用事业公司的领地。在那里，他们可以生产太阳能电力，并迫使当地公用事业公司接受它，因为它更便宜。

 

“有些地方的人反应有点慢，”史密斯这样描述，“但如果他们不这样做，他们的午餐就会被吃掉。”

 

经过多年的政治炒作和数十亿美元的政府补贴，太阳能复兴的想法赢得了一些怀疑者的支持。直到2008年，在哈佛大学(Harvard University)教授应用物理学的戴维•基思(David Keith)还是其中之一。他看到太阳能电池板的装机容量增加了，但电池板的成本并没有明显下降。

 

他相当肯定,慷慨的政府补贴只会冻结技术水平,保持solar-to-electricity效率低利率,防止未来的突破,他确信需要达到的规模将太阳能将成为气候变化的减缓进步的一个因素。

 

今年4月，基思发表了一篇题为《关于太阳能的极限，我错了》的论文。PV变得非常便宜。他在书中断言，“事实已经改变。”除了中国的低成本制造，还有“大量小创新”帮助压低了成本。他说，到2020年，没有补贴的公用事业规模的太阳能“很容易降到每兆瓦时20美元以下”，这将使其成为“地球上最便宜的电力”。

 

他警告说，这对每个人来说都不是好消息。廉价的太阳能电力将“动摇公用事业”，迫使一些大型电力工业客户搬到阳光更充足的地方，并最终使风能和核能看起来不那么有趣。他认为，它本身并不能“神奇地使世界脱碳”，因为公用事业规模的太阳能仍然容易间歇性，需要天然气发电的补充，以满足全球人口最多地区(如美国东北部、北欧和中国沿海)的高峰需求。

 

基思认为，在更有效的长距离输电线路建成之前，最便宜的太阳能将被限制在世界上最好的太阳能地区，包括南加州、墨西哥的部分地区、中东和澳大利亚。

 

对基斯来说，另一个改变是，他现在用所谓的“MOOC”教授自己的理论。MOOC是哈佛大学在互联网上开设的一门大规模在线开放课程。第一期课程覆盖了全球约1.2万名学生。