太阳能:目的能否证明手段正当?

Rows of solar panels face skywards at the Greenough River Solar project near the town of Walkaway, about 350 km (217 miles) north of Perth October 10, 2012. Australia switched on its first utility-scale solar farm on Wednesday, bringing the country a small step closer to achieving ambitious renewable energy use targets that traditional coal and gas power producers are now fighting to soften. REUTERS/Rebekah Kebede (AUSTRALIA - Tags: ENERGY BUSINESS ENVIRONMENT) - RTR38Z3O
We know that solar power is ultimately a good thing, but do the ends always justify the means?Image: REUTERS/Rebekah Kebede
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科学家刚刚发现了大量一种名为碲的稀有金属,它是尖端太阳能技术的关键元素。作为一名专攻这一领域的太阳能专家,我本该欣喜不已。但问题在于:这处矿藏位于海底,处在一片未受扰动的海域。

人们往往把太阳能理想化,视其为完美的清洁能源。阳光直接转化为电力,没有排放,没有漏油或污染,绝对清洁。然而,这种看法忽略了太阳能电池板生产过程中的复杂现实。

太阳能发出的电确实清洁,但发电所需的一些材料有毒或稀有。以一种特定技术为例,碲化镉太阳能电池中的镉有毒,而碲很难找到。

碲化镉是第二代“薄膜”太阳能电池技术之一。与目前大多数太阳能发电所依赖的硅相比,它吸收光线的能力强得多,因此吸光层不必做得那么厚。碲化镉层只需达到一毫米的千分之一,就能吸收照射到其上的约90%的光。与硅相比,它成本低、部署快,而且用料更少。

因此,它是第一种真正从研究实验室走向大规模生产的薄膜技术。如今,碲化镉太阳能组件约占全球装机量的5%;根据计算方式不同,其发电成本可能更低,优于硅太阳能。

但碲化镉的致命弱点在于碲本身——它是地壳中最稀有的金属之一。我们必须认真思考:基于如此稀有金属的技术,是否值得大规模推广。

对此,人们一直意见不一。碲的丰度数据表明这确实是个问题,但反方论据是,过去没有人积极寻找这种材料的新储量。毕竟,铂和黄金同样稀有,但珠宝和催化转化器(铂的主要用途)的需求意味着,实际上我们仍能找到充足的供应。

在大西洋海底山脉发现一处新的大型碲矿藏,无疑支持了“终究会找到”的说法。据发现该矿藏的MarineE-Tech项目的英国科学家称,这是一处品位特别高的矿床。大多数碲是铜矿开采的副产品,因此产量相对较低;而他们采集的海床样本中,碲的浓度是陆地样本的50,000倍。

这座名为“Tropic Seamount”的水下山脉位于非洲西北部海岸外。Image: Google Earth

开采这些资源极其困难,而且对环境风险很大。发现碲矿的山顶仍在海面下一公里处,最近的陆地也远在数百英里之外。

即使在陆地上,采矿也从来不是对环境有益的事。它可能迫使社区搬迁、毁坏大片森林,并在地貌上留下巨大的伤痕。无论采取何种防护措施,采矿往往都会造成地下水污染。

那么海床采矿呢?考虑到技术挑战和相关生态系统的原始状态,我想大多数人都能直观地想象出深海采矿可能造成何种破坏。难怪尽管有人计划在巴布亚新几内亚海岸外及其他地方开展深海采矿,但迄今尚未在任何地方实施。事实上,没有迹象表明近期会在这个新发现的地点开采碲。

深海采矿值得冒这个风险吗?

然而,仅仅是存在这类资源,或是依赖稀缺材料或高风险工业流程的风力涡轮机、电动汽车电池,就引出了一个有意思的问题。这些都是有用的低碳技术,但它们是否也有义务做到符合环境伦理?

人们常认为从事可再生能源工作的都是热爱自然、穿凉鞋的左派人士,但事实并非如此。毕竟,如今这已是一个庞大的行业,目标是最终取代化石燃料;人们有充分理由担心,行业扩张是否会伴随监管放松。

我们知道太阳能最终是有益的,但目的总能证明手段正当吗?或者说得更直白些:如果大规模生产太阳能电池板意味着采矿和钻探的规模要与化石燃料行业相当,并伴随相应弊端,我们能接受吗?

在我看来,答案无疑是肯定的,我们别无选择。毕竟,大规模发展太阳能仍能消除我们的碳排放,帮助遏制全球变暖及其引发的灾难。

令人宽慰的是,即使太阳能已成为一个真正成熟的行业,它的发展起点仍更加崇高,也更符合环境友好原则。例如,碲化镉组件的成本中包含了回收费用,而碲等稀缺资源可以回收利用,在组件使用寿命结束后(至少20年)从中取回。相比之下,化石燃料生产电力所用的材料会在熊熊火焰和滚滚碳烟中永久损失。

与石油或煤炭行业相比,太阳能电池板采矿造成的影响可能微乎其微,但不会为零。随着可再生能源技术变得越来越重要,我们或许需要调整预期,将这一点考虑在内。

总有一天,为获取太阳能或风能材料而进行的采矿会造成破坏,或者某个工业生产流程会出差错并导致污染。这或许是我们不得不接受的浮士德式交易,因为现有替代方案糟糕得多。遗憾的是,没有什么是完美的。

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