地球之友|太阳能推动能源转型

撰文: 01论坛
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地球之友|洪蔼诚博士

全球能源产业正经历深切的变革,太阳能已成为全球最便宜的能源,超越了煤炭、天然气甚至风能。萨里大学近期发表在《能源与环境材料》期刊上的一项研究表明,太阳能已从一种小众解决方案发展成为全球迈向低碳能源转型的重要基石。

研究显示,在一些阳光最充足的地区,太阳能的发电成本已骤降至每单位电力仅 0.02英镑,使其成为一种极具竞争力且可持续的传统化石燃料替代方案。国际可再生能源署(IRENA)2024年的报告亦支持此观点,指出太阳能光伏发电的平均成本比最便宜的化石燃料选项低41%。太阳能成本的急剧下降得益于光伏技术的进步以及高性能材料的开发,例如钙钛矿太阳能电池,这种材料显著提升了效率和能量输出。研究证实,采用三结钙钛矿矽串联太阳能电池的效率可高达27.6%。

钙钛矿太阳能电池示意图(图片来源:冲绳科学技术大学院大学)

此外,推动太阳能快速发展的关键因素之一是锂离子电池成本的显著下降。自2010年以来,其成本已下降超过90%。如今,这些电池在太阳能发电系统中发挥著至关重要的作用,使得太阳能加储能糸统得以蓬勃发展,从而有效解决太阳能间歇性发电的问题。透过储存白天产生的多余能量,这些混合系统即使在夜间或阴天也能确保稳定可靠的电力供应。

全球年度新增电池储能总容量及每千瓦时已安装电力储能项目总成本(2010-2024)(图片来源:国际可再生能源署)

尽管太阳能发电取得了显著进展,但将其大规模整合至电网中仍面临许多挑战。在荷兰和德国,高幅度的太阳能发电输出有时会导致电网拥堵,即发电量超过了电网的有效分配能力,从而造成能源浪费并显著降低运行效率。

2012年至2024年间荷兰太阳能光伏的年度发电量(图片来源:Statista)

应对这些挑战需要加大对智能电网技术的投资,该技术利用即时数据和自动化来优化能源分配。结合人工智能的预测能力,智能电网有助于平衡供需,同时将能量损耗降至最低。此外,加强跨区域能源连接是另一项关键举措,能实现不同地区之间的能源盈余共享。

尽管技术进步正在推动太阳能革命,政策支持仍然是保持发展势头的关键。中国“十四五”可再生能源规划和澳大利亚可再生能源目标(RET)等成功案例表明,明确的政策方向能够吸引投资、促进创新,并加速再生能源的部署。

香港作为一个面积小且人口密度高的城市,在土地供应方面面临限制,难以建设大规模的太阳能发电场或风力发电设施。为应对这一挑战,加强与粤港澳大湾区周边地区的合作,将有助于香港更有效地获取可再生能源资源。这些合作对于香港实现碳中和目标至关重要,并将进一步推动区域的可持续发展。

实现全球能源转型需要长期投入资源并促进国际合作。各国政府必须优先将可再生能源解决方案纳入国家战略,同时确保所有社区都能公平地获取清洁能源。透过采用不断进步的技术,全球可以显著加快迈向可再生能源未来的转型。

作者洪蔼诚博士是香港地球之友首席政策研究员。

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