再生能源: 太陽能

每朝起來, 看見藍藍的天空, 就知我們要起床了. 若我們的家在東方, 窗外射入了一些金黃色的溫暖的光, 這是太陽光. 太陽已經有47億歲了! 太陽每天射到地球的輻射即使有30%會被大氣層反射回去, 但也有相等於12萬兆瓦的電力, 落到大地, 海洋和我們四週. 相比地球上所有電力需求總和, 也是16兆瓦, 陽光的熱可謂取之不盡, 用之不竭. 科學家們一直對這種再生能源不斷研究, 為了讓太陽光轉化為能源以完全代替化石燃料.

1977年, 當年卡特總統宣布政府再生能源政策, 為了應對當年的能源危機, 當時各州政府不斷投入開發, 可惜時間並不長久, 只因卡特總統任滿之後, 油價便暴跌, 人們對再生能源變得冷淡. 但到2008年新一輪油價飛漲, 政府又再次對再生能源進行研究. 奧巴馬政府預算中計劃, 2010年再生能源要增加三倍的產量, 而在眾多的再生能源中, 以太陽能最為隱定及充足.

運用太陽能有兩種方法. 第一種是以由電腦操控, 用以吸收太陽光的拋物鏡, 把陽光集中在注有油料的長條形鋼管上, 讓其溫度攀升至攝氏400以上. 受熱後的油液會被引入散熱器內, 高熱讓水滾成蒸氣, 帶動渦輪發電機, 產生電力, 最後由輪電系統把電力供給各地, 這方法稱為集光式太陽熱能發電或太陽熱能發電. 另一種, 就是直接轉成電力. 用的就是用矽之類的半導體製成的太陽能電光板. 當陽光照到這些電光板, 使內裡的電子活躍起來, 產生電流, 亦即是太陽能電池, 又稱為太陽能光電發電.

這兩種方法, 各有優點. 太陽熱能發電, 比太陽能電池有更高的轉換電力效率. 至於太陽能電池, 比太陽熱能發電更容易安裝, 只有在屋頂上裝電板, 就能轉換成電力供屋內的電器使用. 縱使太陽能潛力無限, 但在全球發電量卻相當的少. 據2006年全球發電報告, 太陽能在1萬9015兆瓦發電總量中, 只有0.02%, 比起水力發電(16.41%)和風電(0.68%) 都要少. 現在太陽能的領導者為德國, 美國也不甘落後. 至於發展中國家, 也有中國, 南非, 印度等.

德國之所以能成為太陽能的領先者, 莫過於政府的大力支持, 建造不少小型電廠, 太陽能園區, 還有散布在屋頂上, 農舍間, 球場上的民間太陽能板. 這些全都與全國輸電系統連結著, 並與公營電能公司合作供電, 若用戶生產的電力大過自用, 公營電能公司會購買他們多出的電力. 這是政府推行的再生能源饋電法所創造出來的集體環保節能政策, 亦是這個誘因, 間接令太陽能光電板吸收效能研究更興盛. 新的太陽能光電板由知名的弗朗霍夫太陽能研究所(Fraunhofer application-oriented research organization, 為歐洲最大的研究所之一, 專門研究關於健康護理, 保安, 通訊, 能源及環境保護的研究) 所開發出來, 其光電板轉化電力效能可提升50%之多, 讓德國成為年產超過50億兆瓦的太陽能王國.

至於美國, 在1980年代己在內華達州(Nevada), 拉斯維加斯西南方約260公里附近, 建設兩座拋物鏡槽線型發電廠, SEGS一號及二號(SEGS為英文, Solar Energy Generating System, 太陽能發電站的縮寫). 後來增加到七個電廠, 大約有100萬塊鏡子, 提供3億5400萬瓦電力. 可是, 因油價回落, 對太陽能需求轉趨冷淡, 到現在, 太陽能熱又再回來, 位於科羅拉多州(Colorado)的國家再生能源實驗室(Nation Renewable Energy Laboratory) 正在不斷研發增加轉電效能的方法, 為了實現2030年太陽能能為全國提供10%至20%的電力為目標. 他們正在嘗試用較輕的聚合物去製造鏡子, 還使用熱吸收管去吸收更多的陽光, 減少熱能的散失, 最終希望能把在日間吸收了的熱能, 可以延長或延遲時間輸出.

目前, 美國太陽能發電集中在西南部, 在美國政府的大幅稅收補貼下, 太陽能發電已有平穩的發展. 不過, 專家還是認為長遠來說, 政府需要直接投資太陽能, 這樣才能讓美國徹底擺脫化石燃料.

至於中國發展太陽能的意圖, 十分明顯, 就是為了環保. 比起用七八十年時間去發展至工業時代的美國, 中國只用了三四十年就能完成, 成績有目共睹. 可是經濟起飛之時, 卻放棄了許多東西, 尤其是對環境的保護, 更是完全忽略. 現在大自然正在其土地反撲, 首都的沙塵暴一年比一年嚴重; 全國食水己受污染, 完全不能在沒有處理的情況下飲用; 空氣污染更不用說, 持續的霧霾, 更影響到鄰近國家和香港. 可是, 人們對能源的需求卻有增無減, 隨著生活日益富裕, 對不同的資源的慾望不斷上升, 為了滿足人們和經濟發展的需要而又能把污染降到最低, 也只有發展緣色能源一途.

中國在太陽能發展技術雖處於落後, 但上屆及現屆政府已開始不斷加大投入到太陽能熱水器上. 這只是一個簡單的原理, 太陽能管吸陽光後, 加熱到不同電器上. 可是到現在, 還是在研究階段, 看不到實質成果, 短期內也難以實質實現.

縱使太陽能前景樂觀, 但也有其缺點, 就是成本還是太大, 相比風力發電, 甚至核能發電, 太陽能發電還是貴幾倍以上, 現時的而且確難以大行其道. 加上太陽能在天氣不穩定的時候, 就完全起不了作用, 這都是發展的障礙, 還待科學家們不斷尋找新技術, 期望在吸收陽光量上, 儲存上及換轉效能上有所突破, 讓這個比水力和風力有更多發揮空間的能源普及化.