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波士頓—早在1995年,當全球太陽能電池板市場還很小時,美國的光伏元件出貨量佔全球的40%以上,這些元件利用光產生電力。如今,這個數字已接近4%。
隨著中國、臺灣、歐洲和日本大幅提高了光伏產品的產量,美國公司未能跟上這個不斷增長的行業。但美國能源部(DOE)並沒有放棄。能源部的“陽光計劃”旨在重振美國太陽能產業,創造綠色就業機會,並在這一過程中降低價格,使太陽能能夠與化石燃料能源競爭。
“首要前提是我們希望擁有無需補貼的太陽能電力,”陽光計劃主任拉馬莫西·拉梅什本週在美國物理學會的一次會議上表示。他說,陽光計劃的目標是到2020年將太陽能發電的價格降低約75%,將太陽能陣列的購買和安裝成本降至每瓦1美元左右。“這些都是非常崇高的目標,”拉梅什承認。“這非常困難。”
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從名稱到內涵,“陽光計劃”旨在喚起20世紀60年代和70年代的登月計劃,並且像阿波羅計劃一樣,它源於總統解決科學和技術難題的指令。(然而,陽光計劃的聯邦 funding 約為每年3億美元,與阿波羅計劃相比只是小菜一碟。)
一個主要的挑戰是提高太陽能收集的效率:目前生產的大多數種類的光伏電池的效率僅為其理論可達效率水平的一半左右。拉梅什說,陽光計劃的目標是將基於碲化鎘的薄膜光伏電池的效率提高到23%,接近其29%的理論最大值。“我們現在稱之為邁克爾·喬丹計劃,”他說道,這是為了向這位傳奇籃球運動員在芝加哥公牛隊的第一段時期所穿的球衣號碼(23號)致敬。該倡議還投資於新興的太陽能公司,充當小型企業和希望將顛覆性新技術推向市場的企業家的孵化器。
但僅靠物理學和工程學無法將太陽能普及到大眾。諸如安裝和許可之類的支出,在行業內被稱為系統平衡成本,幾乎與光伏元件本身一樣多。美國眾多巢狀的管轄區使問題更加複雜,潛在的太陽能買家可能不得不應對重疊的地方和州法律——以及每項法律的檔案——這些法律會影響太陽能的安裝。與當地公用事業公司對接又增加了一層複雜性。我的同事喬治·穆塞爾曾廣泛撰寫文章,介紹他在安裝太陽能的令人頭疼的官僚複雜性,他曾在新澤西州屋頂安裝太陽能電池板時遇到過這些複雜性。
拉梅什表示,德國的情況並非如此,德國是迄今為止全球太陽能普及的領導者。2009年,該國的太陽能裝機容量是美國的六倍。“在德國,這是一套檔案,四五頁,”拉梅什說。“這是一個非常快速的過程。” 如果太陽能要在美國達到每瓦一美元的水平,系統平衡成本必須縮減到目前水平的一小部分。這不僅意味著使太陽能電池板更易於安裝和連線到電網的技術進步,還意味著政府機構之間廣泛的程式變革。“這是一個非常難纏的野獸,”拉梅什承認。