• 太阳能一直追求尽可能陡峭的创新曲线,以推动价格下降。
• 风能、水电及其他可再生能源必须遵循同样的路径——尽管气候危机使这一任务更加紧迫。
• 材料创新和技术的持续累积性改进是关键。
过去几十年间,太阳能已成为能源行业最伟大的成功故事之一。其价格已大幅下降,如今已成为地球上最便宜的能源,国际能源署(IEA)预测,未来十年太阳能将成为可再生能源增长的“王者”。“王者”。
这一普及在一定程度上得益于“边做边学”的方式,以及美国和中国等地的政策推动了市场发展。其主要驱动力在于不断适应和改进的意愿,以实现尽可能陡峭的创新曲线。
鉴于需要快速推进能源转型,以帮助减轻气候变化最严重的影响,我们现在必须在所有其他可再生能源领域取得类似的成功。海上风电或水电蓄能等能源也必须能够将成本降至化石燃料失去经济竞争力的水平,这一点至关重要。例如,据国际能源署称,仅海上风电就有潜力满足全球能源需求的18倍。然而如今,它提供的电力仅占全球电力的很小一部分。
如果风能和其他可再生能源要取代化石燃料,就必须推动其朝着效仿太阳能创新曲线的方向发展,并吸取经验教训,认识到加快推广支撑性技术的重要性。

材料创新
近年来,太阳能一直处于材料创新的前沿。2009年,太阳能电池板仅能捕获和储存约3%的太阳光能。随后,研发转向硅电池(其效率上限约为29%),而当硅达到其创新曲线的顶峰时,研发又转向钙钛矿(能够突破40%的壁垒)。如今,研究人员正探索如何借助热载流子器件将钙钛矿的效率提升至约66%。
风电需要瞄准的是颠覆性创新水平,即在11年内将效率提高22倍,尤其是在涡轮机的材料和设计方面。许多涡轮机的重量已超过大型喷气式客机,但此类重型机型效率低下,并会减缓新风电场的部署速度。运营商需要拥抱颠覆性创新,以实现轻质、生产成本更低且与循环经济相契合的全新精简设计。

累积效益
太阳能价格显著下降的第二个关键驱动因素,是广泛采用各种方法寻求改进。麻省理工学院的一项研究分析了哪些因素对太阳能成本大幅降低起到了决定性作用;研究发现,六个“低层级”因素(即与电池本身生产相关的因素)各自至少带来了10%的成本下降。诸如提升生产工艺(如光伏电池的转换效率)或降低电池制造单位成本等因素,总体上贡献了约70%的节约。
同样,其他可再生能源也必须遵循类似路径,确保系统设计的各个方面都经过优化,以实现所有因素相结合的累积效益。以风能为例,通过开发更轻的叶片、机舱-转子组件及基础结构,风电场运营商可以在提升可扩展性的同时,实现显著的成本节约。
统观全局
太阳能与其他可再生能源之间存在若干关键差异。首先,太阳能电池板几乎可以制造成任何尺寸,而风能和水电则需要包含大量相互关联部件的大型设施。其次,更重要的是,我们没有时间可以浪费。尽管自2009年以来太阳能价格已大幅下降,但我们不能再等待十年,去指望其他可再生能源也做到同样的事情。
任何效仿太阳能所经历的创新曲线的努力,都将依赖于支撑性技术,这些技术能够帮助海上风电等能源在两到三年内,从革命性的新设计原型过渡到大规模生产和推广。
世界经济论坛在推动清洁能源转型方面做了哪些工作?
如今,太阳能是可再生能源中的“王者”。它为其他能源照亮了前进的道路,甚至有可能超越它们。通过将材料创新和相互关联的“低层级”因素方面的经验与支撑性技术相结合,其他形式的可再生能源可以转向更高的创新曲线,从而在未来几年内充分发挥其潜力,并实现更为急剧的价格下降。

