整個地球表面每年所接受的太陽輻射總量是非常穩定的,因此太陽能可視為回補性能源(renewable
energy,意指使用後會繼續回補。台灣將這個英文名詞譯為「再生能源」較不能表達renewable的原意)。
目前利用太陽能發電的科技主要為太陽光電
(solar photovoltaics)
與太陽熱電 (solar thermal
electricity)兩類。太陽光電是利用光電池將太陽光能直接轉變成電能的科技。在住宅、商店、工廠和倉庫等建物設置的太陽光電發電系統,規模較小,可利用屋頂或牆壁裝設太陽能電池板;大規模的太陽光電發電廠則需使用相當大的地面。
太陽熱電科技是利用反射鏡或透鏡將太陽輻射線聚集至接收器,藉以提高接收器內的工作流體(譬如熔鹽)溫度,然後用高溫的工作流體來產生可用於推動渦輪發電機的水蒸氣。工作流體的功能是接收太陽熱能以供製造水蒸氣。有些太陽熱電發電系統用水做為工作流體,接收器內的水被太陽熱能加熱後成為水蒸氣,即可用於推動渦輪。太陽熱電發電科技適合應用於大型發電廠,目前已興建完成的太陽熱電發電廠並不多。
太陽輻射能是免費的,但要將太陽光能轉變成電能的設備成本偏高,因此目前仍需依賴經濟誘因方能加速太陽光電的推廣。德國因有優渥的輸入電網電價補助,其太陽光電發電總裝置容量於2012年已達32,411百萬瓦
(MW, megawatts) [1],居全球首位,總發電量足夠供應8百萬戶住家。日本、南韓和台灣在2012年的太陽光電總裝置容量分別為:日本6,914
百萬瓦,南韓
1,064 百萬瓦,台灣
206 百萬瓦[1]。台灣位於亞熱帶地區,太陽輻射量比德國、日本和南韓充沛,但太陽光電的裝置容量卻遠遠落後。
自2011年3月遭逢福島核災後,日本即加速建置太陽光電發電系統。根據其經濟產業省的統計,自2013年4至10月七個月間,新建置的太陽光電發電裝置容量約有3,993百萬瓦。其中,住宅系統有870百萬瓦,非住宅系統有3,123百萬瓦。而截至2013年10月31日,日本已建置的太陽光電發電總裝置容量高達11,226
百萬瓦。值得一提的是,日本於七個月間完成建置的太陽光電發電裝置容量即已超出台電核四廠的裝置容量(2,700百萬瓦)。有些人認為地狹人稠的國家缺乏推廣太陽光電發電系統的空間,但日本並未遇到地面不夠使用的問題。
日本興建太陽光電發電系統速度之快,可從已於2013年11月1日開始運轉的鹿兒島七つ島太陽光電發電廠的興建過程窺知。這家總投資額270億日圓(約80億新台幣)的發電廠,自2012年9月開始興建,於2013年10月竣工。全廠佔地1.27平方公里,使用29萬個太陽能電池板,裝置容量達70百萬瓦,總發電量足夠供應2.2萬戶住家
[2]。
近年來太陽光電發電系統的建置成本雖已大幅降低,但仍高於火力發電系統。太陽光電發電系統能在日本加速建置的主要原因是:1.
歷經核災衝擊的日本消費者大都認為,與其支付核災後龐大的清除費用和損失賠償,不如興建不會排放二氧化碳和其他空氣污染物的太陽光電發電系統;2.
自2012年7月1日開始實施的輸入電網電價補助政策提供了很大的經濟誘因。
台灣是太陽能電池板製造大國,年產量於2010年達3,639百萬瓦。但與日本相比,台灣的太陽光電發電系統建置速度卻大幅落後。若依照2013年日本太陽光電發電系統的建置速度,台灣的核一、核二、核三以及興建中的核四(總裝置容量為7,844百萬瓦),不需14個月即可全部由太陽光電發電系統取代。
基於國民健康、環境保護與能源安全的考量,台灣應加速推廣太陽光電發電系統。
1. European Photovoltaic
Industry Association, Global Market Outlook for Photovoltaics
2013-2017,
www.epia.org/fileadmin/user_upload/Publications/GMO_2013_-_Final_PDF.pdf
2. Kyocera News Releases,
Kyocera Starts Operation of 70 MW Solar Power
Plant, the Largest in Japan,
http://global.kyocera.com/news/2013/1101_nnms.html |