希拉里·克林顿若在2017年入主白宫，她承诺让美国更加依赖可再生能源，并将该国太阳能装机容量提高700%，这一主张确实十分大胆。
从太阳能技术发展的背景来看，如此雄心勃勃的 提案 ，其长远意义可能与IBM在30多年前推出个人电脑一样重大。
那么它是否可行？
规模化推进
就技术而言，克林顿的提案无疑是可行的。光伏发电（PV）是一种较新的发电形式，其起源与晶体管的发展相伴， 可追溯至上世纪中叶。
直到1990年前后，太阳能主要局限于工业应用，为卫星供电、为偏远小型设施供电，以及少数大规模示范项目。大多数太阳能电池并未走出美国、日本和欧洲的研究实验室。
情况发生了变化：1991年，德国政府宣布启动 1000 Roofs Program，该计划于1999年扩大至10万个屋顶，按当今货币计算成本约为5.6亿欧元。
该计划最终使得截至2014年底，德国累计安装光伏组件38吉瓦（GW）（欧洲为88吉瓦）。相比之下，迄今约有18吉瓦 已在美国安装。
这一增长并非没有代价。到2000年代中期，快速增长的光伏（PV）行业在其主要原材料——晶体硅——上遭遇了供应限制，而此前该行业一直与微电子行业共享这一原材料。
全球光伏行业对所谓“硅短缺”的反应十分剧烈：在随后的十年间，大部分电池和组件制造转移至中国和远东地区。同时，制造成本的下降幅度超过了 四倍。
其余波至今仍在显现。由于大量产能过剩，目前的低价使得剩余企业难以维持盈利。因此，晶体硅光伏的进一步降价在短期内不太可能发生，但还有一批其他技术正在幕后待命。
薄膜太阳能电池 已大规模生产并安装， 染料敏化 和 有机太阳能电池 在研究实验室中取得了快速进展。此外，还有一些更为前沿的概念，即利用纳米结构制造太阳能电池材料，以提高阳光向电能的转换效率。
与欧洲相比
那么，要实现克林顿计划中的目标，美国还需要新增多少太阳能装机容量？就所需光伏组件的规模而言，这意味着到2027年，美国需要安装约150吉瓦的光伏装机容量。
光伏行业估计，约1000吉瓦的组件将在 全球到2025年完成安装，因此届时美国的装机量可能不到全球总量的15%。尽管欧洲的装机增速放缓，欧洲在2020年之前仍可能达到与美国预计相近的装机容量。
因此可以说，克林顿的目标具有挑战性，但最终是可以实现的。美国的所有装机只需赶上欧洲和世界其他地区即可。
然而，实现这一目标还可能面临其他挑战。大量间歇性发电设备（如光伏组件，以及风力涡轮机）的并网，与当今世界大多数国家集中式电力供应的结构难以契合。
其中一些问题具有经济性质。由于太阳能和风能发电的燃料是免费的（太阳和风），在可再生能源发电量高的时段，批发电价可能大幅下跌（极端情况下甚至变为负值），从而压缩了传统发电商的利润空间。
许多已经或计划大规模发展可再生能源的国家，正在加强其高压输电网络，以抵消可再生能源发电在地理位置和时间上的差异（针对这一问题的解决方案也可能存在于地方层面）。
同样，这些挑战是可以克服的，特别是考虑到美国光伏发电总装机容量的目标大约可占总发电装机容量的14%（包括核电，尤其是可随时调度、可补偿太阳能波动性的化石燃料），而当前德国太阳能发电装机容量占比为22%。
但电价无疑将不得不上涨。消费者为补贴可再生电力而付费的德国，其电价目前约为 美国的三倍。 美国公众将如何回应，值得拭目以待。
新技术的机遇？
一个重大挑战在于，必须纳入能够平抑间歇性发电的储能技术。目前，电力是在需要时发出的，而储能是一个全新的组成部分；无论是系统层面，还是能否获得足以满足这一需求的合适大规模技术，仍存在疑问和不确定性。
但克林顿倡议最重大的影响也许在于，太阳能发电在美国被接受，可能会引发一场“范式转变”，带来重大技术发展——目前对此只能推测，类似于IBM PC推动计算机技术广泛普及的情形。
随着太阳能发电的更快普及，例如，研究人员和投资者可能会加大努力，推动新型太阳能电池的商业化。
这些变化可能包括我们生产和使用能源方式的全面革命，涵盖交通和供暖。它还可能包括在不依赖电网的情况下，为世界最贫困地区实现电气化。
尽管克林顿的目标以现有技术即可实现，但由此带来的推动力和资金，可能会催生目前尚不为人知的新型太阳能电池及其他发电技术，从而彻底改变能源领域，使其面目全非。
本文与 The Conversation合作发表。发表本文并不意味着世界经济论坛认可其中观点。
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作者：Tom Markvart是南安普顿大学能源转换教授。
图片：由Concentrix Solar制造的太阳追踪太阳能板原型，于2011年2月10日在加州大学圣地亚哥分校收集能量。REUTERS/Mike Blake。
