风力发电是可行的，而且在将来会运行得更好。然而，风能只不过是一个中间过渡站，最终目标是截取阳光收获太阳能，而不是等待阳光搅动大气，然后在由此产生的气流中安装涡轮机。

 

　　幸运的是，发明家喜爱解决这类问题。他们想出的主意各不相同：有的希望利用太阳能带动建筑物里的取暖系统；有的打算使用反向散热器；有的则想到最尖端、最时尚的领域——纳米技术，以确保捕捉到每一粒光子，并将其转化为电能。光伏电池是最具传统风格的太阳能发电形式，也是目前增长最快的可替代能源的形式，每年增长50%，太阳能发电的价格也在下降。美国剑桥能源研究协会（CERA）是由丹尼尔·耶金（Daniel Yergin）经营的一家咨询服务机构。该机构的数据表明：1995年时一度光电价格是50美分，2005年时则下降到20美分，而且仍在下降。并不是说可再生能源比燃煤发电便宜，但是说明能源在朝着合理的方向发展。

 

　　光伏电池俗称太阳能电池，直接将阳光转化为电能，但这不是利用阳光发电的唯一方式。也可以将太阳光集中起来，把水烧开，利用所产生的蒸汽来驱动涡轮机。有关能源的未来，两个截然不同的方式均提出了一个悬而未决的问题：太阳能发电，是否会像几十年来从一个中心区域发电，然后经过长距离输送到达消费者家中，还是像一个世纪以前那样，从某种程度上说就地发电、就地消费？

 

 

“热钢片”屋顶

 

　　生产太阳能电池的初衷是就地开发就地消费。这就像风力发电机组一样，只不过比风力发电更具有“就地开发就地消费”的特点，因为只要用一块太阳能电池板就可以发电。如果你住在阳光相当充足的地方，将几块太阳能电池板放到屋顶上，你就可以减少耗电花费。也许你可以把电能回卖给当地的供电公司。问题是，眼下你可能需要透支财力来购买太阳能电池板，而且你别指望在短期内收回投资。

 

　　然而，许多工程师正在努力改变这种现状，其中之一就是麻省理工学院（MIT）的伊曼纽尔·萨克斯（Emanuel Sachs）。在一些工程师追求令人兴奋的大幅度提升技术，以改进太阳能电池运行方式的同时，萨克斯博士则更喜欢稳步地推进技术的进步。正如他所认为的，正是这样的逐步改进推动着摩尔定律（Moore’s law）所描述的那种快速发展。摩尔定律就是对计算机处理能力快速发展的一种描述，这种描述已经广泛地为人们所接受。

 

表1：从1980年到2007年，光伏模块售价变化趋势示意图

 

　　另外，这个类比是恰当的。传统的太阳能电池跟计算机芯片一样，都是用硅制造的，而且也是出于同样的原理，依靠硅材料类似半导体的特性来运行的。带负电荷的电子和带正电荷的“黑洞”到处移动，移动时承载着电流。就太阳能电池而言，阳光将电子从正常的位置冲撞出去，造成空穴，因而产生电流。在逐步改进的过程中，萨克斯博士的第一个贡献是一项叫做平行带（string ribbon）的技术。该技术把容器中两条平行带之间的硅溶液抽掉，将生产一块太阳能电池所需的硅材料减少了一倍。一家名为Evergreen Solar的公司把这项发明推向了市场。

 

　　萨克斯最近投资的一个企业叫做“1366技术公司”，是按照太阳能在每平方米地面上所产生的平均功率（瓦特数）来命名的。该公司的目标是，在平行带技术的基础上增加3个新理念，3个新理念结合起来在效率上应该可以提高27%。他和同事在纳米的尺度上对硅晶体表面进行了重新设计，目的是保持光线在电池内不断来回反射，直到最终被吸收。他们对收集电流的银线也做了类似处理，而且他们还使银线变得更细，这样做主要是为了避免银线遮挡太多的阳光。

 

　　萨克斯博士说，这些革新措施将会把太阳能电池的投资降低到每瓦特2美元以下。这方面的投资正在接近燃煤发电厂的成本：建一个10亿瓦特的燃煤发电厂大约花费10亿美元。当然，电价是另外一回事。正如加州帕洛阿尔托市导航咨询公司（Navigant Consulting）的葆拉·明茨（Paula Mints）所说：价格是由市场行情决定的。近年来，这些市场行情——尤其是一些欧洲国家对太阳能发电给予了大量的补贴，使电价一直高出成本价许多。然而，正如表1所显示的那样，太阳能电池的价格也有了大幅度下降。

 

　　其他研究人员支持一项更新的名为薄膜光伏电池的技术。薄膜电池可以用硅来制造，但多数改进的工艺是利用合金材料来制造的，有时将奇异的合金材料用作半导体。这些合金材料不像传统的大块硅电池那么高效，这意味着每平方米电池不能转化同样多的阳光。但是薄膜电池使用的材料要少得多，这样成本就会降低。而且，薄膜电池可以安装在弯曲的表面上，比如安装在像发丝一样薄的钢片上，其用途更为广泛。

 

　　目前，在这个领域占主导地位的是“第一太阳能（First Solar）”公司，该公司利用碲化镉作为薄膜。但是第一太阳能公司即将面临其他公司的激烈竞争。比如，米亚索雷公司（Miasolé）是加州的一家小公司，该公司一直在研制一种由铜、铟、镓和硒构成的合金材料，这种材料被称为“CIGS”。据估计，CIGS比碲化镉效率更高，但仍比不上传统的硅材料。此外，镉是一种有毒的材料。尽管第一太阳能公司小心翼翼地把镉密封起来，以免造成危害，但是CIGS在公众心目中处于有利的地位，因为其中不含镉。

 

　　现在，商家将薄膜太阳能电池包装起来，作为标准的太阳能电池板出售。但是，这种现状可能会改变。第一太阳能公司将薄膜覆在玻璃上，而米亚索雷公司的老板约瑟夫·莱雅（Joseph Laia）指出，CIGS这种基于钢片的产品易弯曲而且轻便，凭着本身的良好性能可以用作建筑材料。那些更注重环保的加州人，如果有谁愿意响应加州2006年宣布的“百万太阳能屋顶”计划（目前的做法是把太阳能电池板固定在自己的房子上），他们将很快就能够把米亚索雷公司涂有CIGS的钢片作为搭建屋顶的材料用于发电。

 

　　碲化镉和CIGS可能比硅材料便宜，可是太阳能所依赖的玻璃和钢材更便宜。这项技术的支持者们有一个宏大的构想：太阳能发电设备要用平方公里来计量。他们想在沙漠地带铺上钢片镜和玻璃镜，利用反射的阳光把水烧开进行发电，然后并入为风力发电所架设的长途直流电网中，把电输送到城市中。

 

 

沙漠之歌

 

　　那些对因依赖石油而造成世界政治影响表示担心的人们，发现这个情况后会不大高兴：阿尔及利亚正在认真考虑大规模利用太阳能系统发电。处于电力紧缺状态的欧洲市场位于阿尔及利亚北部，而其南部撒哈拉沙漠中的许多阳光则被浪费，因此该国政府正在想办法把两者整合起来。现在，阿尔及利亚政府正在阿尔及尔市以南约400公里处的哈西鲁迈勒建造一座实验性的太阳能热发电站，如果一切顺利的话，明年将会开工。4月份，摩洛哥的安贝尼马萨也启动了一个类似的工程。在北非一些国家境内，准备建造太阳能热系统的也日趋增多。对于前中央情报局局长伍尔西先生那样的人物来说，幸运的是美国有自己的沙漠，这些沙漠也即将成为布满反射镜发电站的场所。

 

抛物碟式镜面系统

 

　　太阳能热发电站有四种不同的设计：抛物槽式镜面系统、抛物碟式镜面系统、塔式太阳能系统和菲涅尔系统。塔式太阳能系统是利用反射镜阵列将阳光集中于一个高台上；菲涅尔系统则利用比较便宜的平镜模仿抛物槽式系统。所有设计要么是给水加温产生蒸汽来驱动发电机，要么就是给低熔点的盐类（如硝酸钾）加温使之液化，用来制造蒸汽。

 

　　目前在美国西南部的沙漠地带，所有这四种设计有的正在进行商业运作，有的则正处于商业运作之前的试验阶段。根据美国剑桥能源研究协会的数据，目前太阳能总产量仅为400兆瓦特，如果现在预定的项目都能够实现，在接下来的4年中产量会增加10倍，4年之后的产量很可能还要多得多。况且，盐电厂可以将收集到的部分热量转入热库中，使发电机在夜间也能够保持运转，克服了太阳能“太阳下山便断能”的主要缺陷。

 

 

从小规模发展起来

 

　　工程师们肯定认为他们自己可以提供技术，但是有了技术是否就能够提供所需的电能呢？粗略的估算表明：没问题。两年前，美国西部诸州联合派出的一支工作队发现，西部领土内有建造太阳能热发电站的绝好地段，产量可达200兆瓦特，相当于美国现有发电量的20%，该发现是个不错的开端。

 

　　奥斯拉是加州帕洛阿尔托市一家由美籍澳大利亚人开办的公司，这个公司的老板罗伯特·菲什曼（Robert Fishman）估计：该公司的菲涅尔阵列加上自备的蓄热系统，生产出的电可以卖到8美分一度。这个价格相当于通用电气公司（GE）风力发电的电价了，而且大规模生产会使电价进一步下降。比起纯粹的燃煤发电，可能不算便宜，但是各州政府要求电力企业购买可再生电能，奥斯拉公司将会得益于这些政策。但是，如果按每吨30美元征收二氧化碳排放税，或者要求将二氧化碳截留并掩埋起来，奥斯拉公司的电价就跟燃煤发电的电价相差不多了。

 

 

　　然而，最吸引人的技术要归属于洛杉矶的桑尔吉公司（SUNRGI）。该公司利用反射镜聚集太阳光线，但不是集中在锅炉上，而是集中在太阳能电池上。据说这个系统可以将37%的阳光转化为电能。4月份，该公司声称其所发之电可以卖到不可思议的价格：每度5美分。

 

　　这个宣称还有待通过试验来证明，在证实之前我们应该用怀疑的态度来对待此事。然而，这反映了该领域发展的良好态势。如今太阳能发电大致相当于10年前风力发电的状况。目前，太阳能发电量只占世界电力产量的0.01%。但是，如果每年增长50%，仅在10年的时间里就可以占到世界电力产量的1%，这也是目前风力发电所占的份额。如果桑尔吉公司的声明可信，可再生能源真正比燃煤发电便宜的时代就要来临了，太阳能发电占世界电力1%的目标可能会实现得更快。在那之后，太阳能的发展速度无限，前途无量。