自2000年光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)開始起步，這個產(chǎn)業(yè)耗費了大量的能源，其中大部分來自化石燃料。斯坦福大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，已安裝太陽能電池板產(chǎn)生的清潔電力很可能已經(jīng)超過了輸入這個不斷增長的產(chǎn)業(yè)的電力。

　　過去十年間太陽能發(fā)電行業(yè)的快速增長可能加劇了其本打算緩解的全球變暖，僅僅是因為用于生產(chǎn)數(shù)百萬塊太陽能電池板的能源來自化石燃料。據(jù)斯坦福大學(xué)研究人員透露，這種頗具諷刺意味的事情即將結(jié)束。

　　斯坦福大學(xué)全球氣候與能源項目(GCEP)博士后研究員邁克爾·戴爾透露，全球已安裝太陽能光伏面板去年所生產(chǎn)的電力可能超過用了制造更多太陽能電池板所用電量，這是太陽能發(fā)電熱潮開始以來的第一次。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，全球光伏產(chǎn)業(yè)有望在2015年還清其背負的能源債務(wù)，最遲不會晚于2020年。

　　“這一分析表明該行業(yè)正取得積極的進展。雖然在過去幾年經(jīng)歷了不可思議的快速增長，但是光伏產(chǎn)業(yè)正在或即將開始為社會創(chuàng)造凈能源效益。”戴爾開發(fā)了一種新的研究方式，用于評估光伏產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)的發(fā)展。這項研究發(fā)表在最新一期的《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上。

　　GCEP主任、報告合著者薩利·本森表示，光伏產(chǎn)業(yè)之所以能夠取得這種成就主要是因為用于制造和安裝光伏系統(tǒng)所需能源的穩(wěn)步下降。本森說，這項新的研究表明投入該行業(yè)的能源將會繼續(xù)下降，而該問題仍然是研究重點。

　　本森表示：“GCEP主要開發(fā)改變現(xiàn)有游戲的能源技術(shù)，這些技術(shù)可能實現(xiàn)廣泛的部署。如果能夠繼續(xù)降低能源投入，我們將從光伏產(chǎn)業(yè)中收獲更大的好處。開發(fā)具有更低能源要求的新技術(shù)將讓我們更快的發(fā)展該產(chǎn)業(yè)。”

　　生產(chǎn)太陽能電池板是能源密集型產(chǎn)業(yè)。目前，絕大部分太陽能電池板都是晶硅電池板，生產(chǎn)硅的第一步就是用高達3000華氏度的溫度融化巖石，而所用電力通常都來自火力發(fā)電廠。

　　隨著投資和技術(shù)開發(fā)以及安裝面板的數(shù)量急劇上升，新光伏組件的能源成本已經(jīng)下降。更薄的硅片被用于制造太陽能電池，純度不太高的材料被作為硅原料來使用，制造過程中丟失的昂貴材料也越來越少。薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率還有很大的提升空間。此外，薄膜技術(shù)需要的材料在地球上十分豐富，如銅、鋅、錫和碳等。

　　戴爾表示，作為一種成功的象征，或者僅僅是一種積極的能源技術(shù)，光伏面板最終必須償還其使用的所有能源。從2000年到現(xiàn)在，光伏產(chǎn)業(yè)都是一種“能源赤字” 狀態(tài)，就在5年前其產(chǎn)出的電力還要比其消耗的電力多75%。斯坦福大學(xué)的研究人員預(yù)計，得益于不斷下降的能源投入、更加經(jīng)久耐用的電池板和更加高效的光電轉(zhuǎn)換率，這種“能源赤字”最早會在2015年還清。

　　戰(zhàn)略意義

　　如果光伏產(chǎn)業(yè)能夠一直保持目前的增長速度，到2020年全球10%的電力將來自光伏發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)目前的能源回收率，生產(chǎn)和安裝新的光伏組件將消耗全球9%的電力。然而，如果光伏系統(tǒng)的能源密集度以目前的速度繼續(xù)下降，那么到2020年維持產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的電力將不到全球電力的2%。

　　如果不采取措施，減少能源投入，上述情形可能不會發(fā)生。光伏產(chǎn)業(yè)的能源成本與財務(wù)成本有著顯著不同。例如，太陽能電池以外的安裝和部件(布線和逆變器)以及軟成本(如審批和許可)占據(jù)了系統(tǒng)財務(wù)成本的三分之一。該行業(yè)主要關(guān)注于財務(wù)成本的降低。

　　可以使用各種各樣的方法來持續(xù)削減生產(chǎn)光伏電池板的能源成本，如使用更少的材料，或生產(chǎn)能源成本更低的面板。這項研究的數(shù)據(jù)涵蓋了各種硅基技術(shù)以及碲化鎘和銅銦鎵硒技術(shù)。這些類型的光伏電池板占據(jù)了已安裝電池板的99%。

　　此外，也可以通過把太陽能電池板安裝在陽光輻射比較高的地區(qū)(如美國西南沙漠地區(qū)和中東)來縮減能源回收期。目前，德國光伏裝機占據(jù)了全球光伏市場的40% 左右，但光照條件在德國并不是十分優(yōu)越。因此，從系統(tǒng)的角度來看，在陽光資源更加豐富的地區(qū)部署光伏系統(tǒng)效果可能會更好。