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再生能源發展日益快速, 其中太陽能略勝一籌, 豐厚的太陽光照得以滿足人類每年的需求。 不過太陽能仍有三大問題阻礙其快速發展。
1電池成本
非營利智庫的科學技術專家 Varun Sivaram 表示, 若太陽能要滿足全球 30% 的電力, 其每瓦價格必須從一美元降至25美分。
Sivaram 博士認為, 要降低太陽能成本的方法就是將鈣鈦礦電池 (perovskite cell) 商業化, 目前市場上主流的太陽能電池仍為矽晶電池, 不過其成本較高;而鈣鈦礦電池的制程溫度較矽晶電電池低、價格也較低廉, 其光轉換效率也從研發之初的 3.8% 到現在可以達到 25%。
此外, 鈣鈦礦太陽能電池還可滾壓制成具有彈性的彩色薄膜、應用廣泛, 有美國研究團隊就以矽鈦礦為材料研發出太陽能變色窗。
不過鈣鈦礦太陽能電池離商業化還有一段距離, 而穩定性為其必須克服的一大缺點, 鈣鈦礦晶體容易在潮濕的環境下分解, 影響電池的穩定度;另一個問題是電池體積大小, 目前的鈣鈦礦太陽能電池僅有指甲般的大小, 科學家也尚未研發出大體積同時保有高效率的電池。
Sivaram 博士補充, 鈣鈦礦太陽能電池雖前景看好, 不過能源產業投入的研發資金過少, 很難將其推向商業化市場。
能源公司僅將其 1% 至 2% 的獲利投入研發, 而半導體公司投入研發的資金大約是能源公司十倍之多。
2電力管理
太陽能屬於間歇性能源, 其發電高峰的需電量通常不高, 而在用電量最高的時刻反而發電量較低。 電網的不足也使得過多的電力必須分送給其他國家;以美國加州為例, 其太陽能發電占該州10%, 每當在太陽能發電過多時電網無法負荷, 因此必須將多餘的電分送給其他州。
其中一種解決得辦法是使用大規模的儲能系統, 不過電池成本目前仍算高, 難以達成規模化。 根據美國能源部的資料顯示, 電池僅占電網儲能的1.7%, 其餘的都以抽水蓄能電站處理。
加州奇點大學 (Singularity University) 能源環境講師、天使投資人Ramez Naam 表示,
3間接成本
有部分人認為, 阻礙太陽能發展的是技術層面問題, 然而設置太陽能廠的“間接成本”( soft cost )也相當高, 包含專案設計、建設核可、選址和電網連結等工作。
美國能源部估計, 間接成本占太陽能電廠建置總成本的 64%, 其餘則花費在太陽能電池和太陽能硬體本身。
不過若是電池和屋頂太陽能板結合的話, 消費者就能在自家發電了。 2017 年 10 月, 特斯拉開始在紐約州水牛城的 Gigafactory 2 工廠建造太陽能電池與零件。
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