一般而言,所谓的清洁能源技术都有一个肮脏的秘密,尽管它们具有巨大的发展潜力,能在不排出或少排出使地球变暖气体的前提下提供电能。实际上,所使用的一些方法却并非是环境友好型的或是可持续发展的。
英国拉夫伯勒大学可持续生产研究小组发表的一份报告警告说,尽管清洁能源技术具有为电站输送温室气体零排放电能的巨大潜力,然而,迅速发展的固态氧化物燃料电池行业正在受到威胁,原因在于这种电池使用的阳极存在镍氧化物,那是一种剧毒致癌物质。
拉夫伯勒研究小组表示,根据一项即将出台的有关环境问题的新协议,化合物的使用将有望受到严格控制,甚至可能被完全禁止。受禁止使用镍氧化物有关协议的激励,该小组目前正忙于替代物的鉴别和筛选工作。
一揽子赌注
危险化合物不是唯一的一个问题。就目前太阳能电池行业使用的材料而言,情况虽然看似不错,但是不久可能会大大的萎缩。由于商业化运作的太阳能电池发出的电价目前比燃煤电厂的电价高出五倍,如果材料或建设成本继续上涨的话,那么,太阳能发电技术在经济上更没有竞争优势了。
之所以选择在光电行业进行这项尝试,其部分理由是基于20世纪后期经济学家朱利安·西蒙(Julian Simon)提倡的一个理念:即随着全球人口的增长,资源的价格将进一步下降,因为人类的智慧有可能发现其他的合成替代物。
西蒙曾在与斯坦福大学生态学家保罗·埃里克(Paul Ehrlich)一场长达十年的高调打赌中获胜。西蒙打赌说,1000美元的一揽子对不同金属的投资将会(在十年后)缩水。到1990年时,这笔赌金的价值只值430美元。
然而,伯克利加州大学的丹尼尔·卡门(Daniel Kammen)指出,同一笔投资现在已增值为1500美元。不断增加的产业需求事实上已经把成本推高了,应该说是朱利安·西蒙错了。
研究新动向
卡门认为,现实将会刺激新一轮的发明浪潮转向价廉物美的太阳能电池材料,因为这一产业正在致力于降低成本以规避反复无常的市场压力。他的研究团队甚至对23种半导体材料的提取成本和实用性作过了研究,以使光电研究朝向可持续发展的低廉替代品方向发展。
在可能的低廉替代品方面,大家一致看好的有黄矿铁和氧化铜,用以取代昂贵的薄膜太阳能电池材料――铜铟镓硒化物(CIGS)以及镉碲化物。
为实现这一转向的基础性工作已经起步。受卡门教授的启迪,伯克利加州大学的工程师们已经生产出一种使用低廉的氧化铜和氧化锌的太阳能电池。包括由杨佩东(Peidong Yang)和本杰明·尤哈斯(Benjamin Yuhas)开发的这些电池雏形,虽然目前效率不高,但是,成本的低廉意味着他们只须生产出相当于硅电池三分之一的电力就可用于商业用途的开发。
所有的这一切,说明了研究人员正开始思考现实因素给可再生能源领域带来的影响以及改进现存技术的必要性。我们需要新一轮的绿色发明,以便将真正能持续发展的技术从实验室推向市场。
资料来源 New Scientist
责任编辑 则 鸣