过去10年，我国太阳能光伏电池组件和发电系统的成本均下降了90%。
上周，特斯拉CEO埃隆·马斯克在微博上发文，认为人类还远远没有开发出太阳能的全部潜力：“每平方公里的太阳能功率约为1GW，德州的一个小角落铺满太阳能板就能满足整个美国的用电需求。”
图源 | 微博截图 在2016年特斯拉收购太阳城（Solar City）以后，马斯克就一直着手挖掘对太阳能的利用，如太阳能屋顶等。然而，2018年受特斯拉裁员影响，其太阳能业务也被缩减，2021年在住宅太阳能安装市场份额仅余2%。相比收购之前，季度太阳能安装量缩水了50%以上。但马斯克对太阳能依旧念念不忘。那么，马斯克说的话有道理吗？人类对太阳能的开发已经进行到了哪一步？为什么易获得的太阳能仍未成为主流能源呢？马斯克所说的“每平方公里的太阳能功率约为1GW（1GW=1x1012W）”，所言不虚。中国属于太阳能资源较丰富的国家。中科院2019年的一项研究指出，达到中国陆地表面的太阳辐射的功率约为1.68GW。从整体量级来看，太阳能值得挖掘的潜力的确很高。受地形影响，太阳能到达陆地表面的实际功率波动较大，但每年的太阳能总量约为每平方米803-2702千瓦时，的确是非常值得挖掘的清洁能源。
全球太阳能水平面总辐射量示意图 图源 | © 2017 TheWorld Bank， Solar resource data: Solargis. 从能效上看，马斯克所说的“每平方公里可产出约为200MW的发电功率”，目前很难达到吗？
目前市场上用于光能发电的技术主要有三种：非晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、单晶硅光伏组件，其中单晶硅的转换效率最高，但造价也更高。经过模拟测算，功率较高的单晶硅的表现基本与马斯克描述的200MW的发电功率相符，但非晶硅光伏组件很难达到这个数值。
在全球市场上，太阳能已经不是一个新概念：1954年，第一个有实际应用价值的太阳能电池诞生于贝尔实验室。上世纪70年代后，由于能源危机，各国开始着手开发可持续能源，太阳能逐步从军用转为民用。2003年，我国财政部对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴，开始布局太阳能。太阳能的应用途径大致可分为三类：太阳能的热利用（例如：太阳能热水器），太阳能的光-电转化（例如：光伏发电站），太阳能的光-化学能转化（例如：光合作用等光催化合成）。太阳能的光-电转化过程中，产业链的上中下游依次为硅料供应与加工、太阳能与光伏组件制造与安装、电站运营与逆变器，具体涉及到的上市公司如下图所示。
太阳能光伏发电产业链 图源 | 前瞻产业研究院 根据3月29日国家能源局公布的2022年能源工作指导意见，2022年风能、太阳能要占到全社会用电量比重的12.2%。2021年，风能和太阳能占全社会用电量的11.7%。中国作为光伏发电成本较低的国家之一，太阳能也并没有成为主流能源。既然马斯克表示“德州的一个小角落铺满就能满足全美的供电需求”，为什么在长达68年的发展中，太阳能没有完全取代传统能源呢？可能有以下原因。太阳能天然受到地形、天气、昼夜等因素的影响，供电量波动较大。一方面，阴天、晚上，居民同样用电，但是太阳辐射能量可能不足。另一方面，当接入电网时，这种波动性会对现在的电网造成很大压力，目前的电网还不够智能，不能自动适应供应量的变化，如果想要大面积应用太阳能还需配套储能设施。考虑到目前的太阳能的能效问题，太阳能发电的相关设施占地面积较大，在城市居住密集的环境下较难安装相关设施。在安装过程中，往往还需和土地产权所有者协调，需提供相关证明才能安装，增加了全流程的时间成本。我国电价受政府调控，并非完全市场化运行；目前光伏产业可申请各类政策补贴，但后期面临政策变化时，各企业需考虑到运转所需的经济效益问题。太阳能贵不贵？中科院的一项研究指出，在以往相当一段时间，可再生能源发电技术的电价成本远高于常规发电成本，使得可再生能源发电技术在经济性上完全无法同以燃煤发电为代表的常规能源竞争，而只能作为一种补充能源在偏远地区应用。不过，这种情况正在得到改善。过去10年，我国太阳能光伏电池组件和发电系统的成本均下降了90%。在全球范围内，一些资源、技术较好的项目已经实现了平价上网。
全球光伏潜力分布图 图源 | The World Bank 至少在中国，马斯克局部供电全国的设想要想实现，还需进一步配套智能电网建设、储能设备建设、降成本增效益等设施。从Solargis公布的全球光伏潜力分布图来看，全球化背景下，在气候治理与可持续发展议题中，以往受地形和气候所困的发展中国家可能在建设光伏上找到新的机遇。搜狐网：《三分钟搞懂光伏组件、屋顶面积、装机容量三者间的关系 》。
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