鋪滿20萬平方公里太陽能面板，可解決全球一年用電量？

極客網(wǎng)·極客觀察10月21日 相比2010年，屋頂太陽能面板的價格下降79%。因為價格大降，住戶和企業(yè)可以采購安裝，為地球減少碳排放做貢獻。問題來了：靠屋頂太陽能面板能產(chǎn)生足夠多、足夠便宜的電能供人類使用嗎？要知道到今天為止，全球還有8億人用不上電。

Nature Communications最近發(fā)布報告談到了這一問題。報告認為，只要將地球屋頂?shù)?0%鋪上太陽能面板，就能滿足全球的電力需求。Nature Communications分析了3億多幢建筑、13億平方公里的陸地（相當于地球陸地面積），照估計，只需要給20萬平方公里（相當于英國的面積）的屋頂鋪上太陽能板，就能為全球提供足夠的電能。

如果是高緯度地區(qū)，比如在歐洲或者加拿大，由于冬季和夏季的日照差異很大，全年的發(fā)電潛力可能相差40%?？拷嗟罆r，全年的差異會縮小到1%。

地球上有一些地方適合太陽能發(fā)電，比如亞洲、歐洲、北美。從安裝成本看，亞洲可能是最便宜的，中國印度便是如此。在中印地區(qū)，每千瓦時電力的成本只要0.05便士（0.00068美元），它可以讓筆記本運行48小時。美國、日本、英國等靠海的國家也可以給屋頂安裝太陽能板，不過歐洲的成本適中，比亞洲地區(qū)貴，平均每度電要0.096便士（0.0013美元）。另有報告稱，到了2060年，中國將有43%的電力來自太陽能，成本約為每度電不到2.5美分，比2019年中國煤電成本的一半還要低，比目前美國能源成本的四分之一還要低。這里的數(shù)據(jù)差異很大，來自兩份不同的報告，因為統(tǒng)計方法不太一樣，只能供參考。不過有一點是可以肯定的，從成本角度看太陽能很有潛力。

在偏遠的農(nóng)村地區(qū)，因為沒有可靠的電網(wǎng)，用太陽能面板供電有獨特優(yōu)勢。至于城市地區(qū)，太陽能面板可以減少化石燃料的使用。

眾所周知，太陽能存在日夜循環(huán)，白天要將多余的電量通存儲起來，而存儲的成本極高。對于某些國家，光靠太陽能是無法提供足夠電力的。還有，重工業(yè)和金屬加工需要非常大的電流和專門的電力傳輸，而太陽能還無法達到要求。

如果在全球鋪滿20萬平方公里的太陽能面板，每年可以發(fā)電27皮瓦（petawatts，10的15次方W），比全球一年的用電量多得多。研究人員Siddarth Joshi說：“相比其它可再生能源，屋頂太陽能有獨特優(yōu)勢，比如安裝很快，可以實現(xiàn)去中心化發(fā)電?！?/p>

各地屋頂太陽能發(fā)電的成本不一樣，每MWh介于40-80美元。按照Lazard的計算，2020年時公用太陽能每MWh成本為36美元，離岸風電為40美元，煤電為112美元，核能為164美元。在人口密集的地區(qū)（比如中國和印度），屋頂太陽能有優(yōu)勢。在印度每MWh太陽能電力的成本為66美元，中國為68美元，很有競爭力。

按照IRENA的估計，2010年至2020年公共級太陽能的發(fā)電成本下降了85%。甚至有報告稱，由于可再生能源的成本持續(xù)下降，2035年之前化石燃料發(fā)電會被淘汰。IEA則認為，人類如果想將溫度上升控制在1.5攝氏度以內(nèi)，就要在本世界中葉讓風電和太陽能電力的比重達到至少70%；到目前為止全球大約只有2500萬屋頂安裝了PV太陽能板，要想達到零排放目標，在2030年之前安裝量要達到1億，2050年之前達到2.4億。

在美國鋪裝屋頂太陽能可行嗎？當然可行。按照Nature Communications的估算，美國鋪設(shè)屋頂太陽能面板每年可以發(fā)電4.2皮瓦時，而美國一年的用電量約為4皮瓦時?，F(xiàn)在的太陽能板發(fā)電效率只有15-22%，未來可以繼續(xù)優(yōu)化提升，發(fā)的電會更多。

看起來屋頂太陽能是一個前途光明的行業(yè)，不過困難也很多，在美國安裝商是虧錢的。EnergySage為消費者安裝太陽能面板，公司創(chuàng)始人Vikram Aggarwal說：“現(xiàn)在成功的故事還很少，幾乎所有嘗試過的人都失敗了，路上滿是尸體。”

Sunrun 和Sunnova是美國比較大的家庭太陽能安裝商，今年前9個月兩家公司合計虧損5億美元，為了運行、采購太陽能系統(tǒng)，它們已經(jīng)花了13億美元。美國太陽能安裝行業(yè)競爭激烈，Sunrun 和Sunnova要與幾百家小企業(yè)競爭，它們有的已經(jīng)盈利。

在美國，雖然受到新冠的影響，今年預計太陽能家庭安裝量（按發(fā)電容量計算）會增長7%，未來5年也會保持強勁增長態(tài)勢。

盡管前景光明，但給住戶安裝太陽能面板仍然不是一項輕松的工作。增長太快的太陽能公司也遭遇挫折，比如SolarCity在2016年時賣身給特斯拉。一些公司經(jīng)營困難尋求破產(chǎn)保護，或者干脆關(guān)門大吉。

Brooklyn SolarWorks公司的創(chuàng)始人T.R. Ludwig說：“太陽能技術(shù)如同魔法，非常有魅力，每個人都覺得它與其它東西不一術(shù)。但是除了融資，太陽能業(yè)務(wù)就只剩下建設(shè)了?！睘榱私档统杀荆珺rooklyn SolarWorks會讓買家集體采購。Sunrun和Sunnova會給客戶資金支持，Brooklyn SolarWorks沒有提供這樣的福利，但美國許多銀行和信用機構(gòu)能貸款。

Amicus Solar Collective公司CEO Stephen Irvin則說：“作為小企業(yè)，你必須盈利，大公司可以向資本市場尋求支持，小企業(yè)沒有這樣的能力?！盞eyBanc Capital Markets分析師Sophie Karp認為，規(guī)模已經(jīng)成為其它企業(yè)進入的門檻與障礙。（小刀）

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