下圖先說明全球各類能源的發展趨勢,其中核能發電自始就都不是主流,只占了很不起眼的一點點比重而已,況且還呈現長期衰退的趨勢。現在的發電主要還是依賴油煤天然氣的火力發電,至於明日之星太陽能發電從這個世紀初開始,便一直維持快速成長,預估到了2100年時,太陽能發電就占了超過六成的總電力需求。

Source: WBGU (2003)
有人提到說太陽能發電成本很高,我想這已經是過去的事了,現在太陽能模組的零售價格已經降到每瓦US$1.27。Source: Solarbuzz (2011) http://www.solarbuzz.com/facts-and-figures/retail-price-environment/module-prices,
而大規模的太陽能發電廠的建置成本甚至遠低於這個價錢,兩年前,First Solar的報價就已經低於一瓦一美元了。Source: NEW YORK TIMES (2009) http://green.blogs.nytimes.com/2009/02/24/first-solar-claims-1-a-watt-industry-milestone/
太陽能發電系統壽命設定20年,整個裝置成本除以在這20年間的總發電量後就是單位發電成本了。太陽能發電系統伴隨著需求成長與產能增加,這單位發電成本每年一直不停的在下降著,而攸關太陽能最爆炸性的成長契機 - Grid Parity(也就是太陽能的發電成本與其他能源的發電成本相同)在這幾年內便可實現(一堆研究說2012或2013)。事實上在一些高電費的地區,Grid Parity便早已實現了。有太多文獻說明這點,小弟懶得找,請有興趣的大大自行用關鍵字”solar, grid parity” Google一下便知。
也有人說台灣沒地方裝設太陽能,我想這也是一大誤繆。台灣中南部地區全年日曬充足,到處都是透天厝,這些透天厝的屋頂都是理想的裝置場所,辦公大樓的玻璃帷幕可以裝薄膜太陽電池,工廠廠房屋頂更是沒有問題,況且還有一大片閒置的農地,像是台糖的土地就可以用來設置太陽能發電廠了。雖然歐洲幾個國家日曬條件不比台灣,但還是很積極的發展太陽能發電,甚至幾個歐洲公司準備要在非洲的大沙漠設置規模巨大到超乎想像的太陽能發電廠,然後用長長的輸電設備把電接回歐洲去。台灣陽光充足,不發展太陽能發電真是可惜不過。
也有一些人批評太陽電池的製造過程中所耗費的電量比整個太陽電池20年的發電量還要高(註.小弟寫的這一點不正確,底下有正確的說明,請見諒),其實這只是對了一半,因為這些批評的人是拿傳統的矽晶太陽電池來比,提煉電陽電池原料多晶矽或是單晶長晶的過程確實耗電。不過事實上太陽能技術一直在突破,次世代的太陽電池不需使用結晶矽,這可以讓太陽電池製程中的耗電下降。科技進步速度快到令人難以想像,你能想像你的衣服、包包就能自己發電嗎,染料敏化太陽電池就可以塗佈在布料上,只要照到光線就能發電。
一些人說晚上沒陽光不能發電,沒錯,所以我們要用其他的再生能源來搭配,像是可以用風力發電。什麼,沒地方裝?現在人家英國北歐幾個國家都把發電風車裝到海上去了,怎麼會沒地方裝。什麼,天有不測風雲,哪天沒風沒太陽不能發電怎麼辦?沒關係,知道電動車嗎?電動車上就擺了大大的電池,平常車沒開時就是再生能源存電的好地方,接上電源線,用再生能源把電池充飽,然後當再生能源不能發電的時後就換電動車的電瓶來供電了,此外家裡也被有大容量蓄電設備,把沒用完的再生能源電量存下來使用。有心發展再生能源可以一併導入智慧電網與電動車了。當然電瓶的電量當然不夠讓你一次開個十台冷氣,或是可以連續使用撐過好幾天的,所以呢,我們還是需要一些火力發電來做基載電源。不過這樣下來比起原先都不發展再生能源起來,我們對火力發電的依賴就大大的降低,而且更是完全不需核能了。
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小弟要補充修正一下。
承蒙solarcell大大(取這名子一看就知是這領域的專家)的指正,小弟必須修訂以上內文的部分錯誤。
小弟前面提到有人批評20年間c-Si太陽光電系統發電量不及生產過程的耗電量的問題,小弟沒有加以探究真實性便引以為真後直接討論薄膜的生產耗電,不過依solarcell大大的專業指出,c-Si solar cell 的生產過程所耗費的電量是只需2-3年便可回收,而薄膜的則是1-2年。小弟這個錯誤實在不應該,沒有發揮追根究柢的研究精神加以確認便貿然提出,誤導大家,是該打屁股,真是慚愧,小弟謹記在心。以下節錄Solarcell大大所貼部分內容供大家參考。
"能量回收期:製造太陽能消耗的電需要多久能回收
能量回收期依據不同技術會有不同, 非晶矽約1~2年, 結晶矽約2~3年
而太陽能板使用20年或25年之後還會有80%的輸出功率.
不相信的可以去查一下日本的資料
不喜歡日本人的可以去查德國的資料
看不懂德文的人可以去查美國的資料
雖然可能會有所差異, 但不至於到20年這麼離譜."
solarcell大大所說的數據小弟這次慎重加以確認過了,NREL的一篇專文(What's the energy payback)便已經清楚的指出這個能源回收期依不同技術有一到四年的回收期。Source: http://www.nrel.gov/docs/fy04osti/35489.pdf
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原先此處引用報紙報導國內某大學教授對能源回收期的說明,小弟為避免對當事人造成任何困擾,所以將原先在此處的報導引用移除,有興趣瞭解的網友可在網路上用此關鍵字搜尋到相關文章。
此外本文是在討論太陽能的可行性,小弟最後扯上了政治,這樣反而失焦,實在不好。小弟就曾親眼見到兩個好朋友因為政治的話題鬧得不可開交,可見這東西沒處理好,傷害性會有多大。因此小弟把有提到政治的部分刪除,讓大家的討論回到專業就好。
另外多人指出小弟太陽能專業能力不足,這點小弟無法辯駁,終究小弟從沒在太陽能業界做過事,小弟的研究重點也不是在太陽能技術上,只是需要用到太陽能產業的訊息資料來做研究主題的驗證,而這些市場或技術的資料小弟都只能在網路上找,在沒有能力可以確認網路上所找到的資料是否完全正確的情況下,小弟只能儘可能引用國外比較有權威性的機構所出的文獻報告來立論。學術上的筆戰很多,一位學者提出個理論,可能就有其他學者也提出不同的論點來加以反駁。一些大大質疑小弟所引用文獻的正確性,小弟只能說尊重,原本同一件事情從各種不同觀點去看就可能會有不一樣的結論,角度跟廣度的問題,就像有一位大大就講了,很多的再生能源廣義上都算是太陽能,如太陽熱傳到地球造成溫差,因為溫差產生空氣密度的差異因而引起氣流的發生,風力發電就是利用這個氣流來發電,所以風力發電也是太陽能的一種,同樣道理,水力發電也算太陽能。可見一些東西的對錯在一時之間可無法斷定,而且往往也不是只有一種答案而已。小弟以為一直爭論一些枝微末節的東西意義不大,著眼大方向的討論比較重要。
小弟幾乎是潛水的多,極少發文的,昨天提出這個主題就引起網友的熱烈討論,感覺上小弟是有引出了一些真正具有見解跟專業的人士出來清楚論述了這個能源的替代問題,這對小弟是種鼓勵。至於一些大大批判小弟只是打嘴砲的,我只能說小弟立論儘可能引經據典,雖然也有錯誤,但至少不是空口說白話,說是嘴砲真是太折煞小弟了。不過網路上各種人都有,也存在各種可能,有專業的,有不專業的(以太陽能技術來說,小弟算這一種),有理性討論的,也有帶有其他目的出來批判的,這現象是正常不過了。
最後講了這麼多,無非是希望再生能源地球永續的議題可以獲得大家的重視,有大大從政治的角度上判斷這是假議題,但小弟沒那麼敏銳,只是認為對地球永續來講,再生能源這個議題是再重要不過。新聞都講求要平衡報導了,最近看到蠻多只是偏袒某一種能源選項的意見充斥各媒體,甚至還提出了再生能源在台灣不可行的論述,這似乎有可能會葬送台灣再生能源的發展契機,所以小弟就用這文章,引出大家對各種能源選項優劣的討論,讓所有資訊完整的揭露出來,提供給大家充分的了解與討論,期待有權制定政策的長官有機會看到大家對這地球永續議題的重視,也能制定出對地球對台灣最有利的能源發展政策,這樣才是我們這一代以及後代子孫的幸福。
增訂一下
2011/04/01增訂
#286樓的popon11大大非常慷慨的將他府上裝設太陽能發電系統的經驗提出來跟大家分享,小弟覺得popon11大大的這一番談話可以讓大家對台灣推動太陽能發電更有信心。小弟獲得popon11大大的首肯,將其經驗分享文完整貼到這裡,希望能讓更多人看到他寶貴的經驗分享。
以下是popon11大大的原文。
費了好大的勁看完這串精彩的各種發表。
很多論點都是正確的:
1.太陽光電目前無法輕易取代火力發電。
2.台灣有很棒的日照。
3.太陽能在台灣目前需要政策的支持
.....
台灣最早裝設太陽能的民宅是嘉義布袋的一位退休郵差麥先生,
這是10年前的事了,當時台電並不允許將發電併入電網
所以,需要讓充電電池來支應,這會有些污染的議題產生
經過多年的奮鬥,他成功了!
我在報紙上看到他的故事,還蠻感動的....
所以,筆者目前的家庭就裝有9KW的太陽能發電,
目前要將一間房子裝設成正能源目前並不難,
南台灣的太陽平均每日給我們30-40度電,
我們家夠用了!
當然,我們目前晚上還需要使用台電的電力
但是白天,我們將電力回推電網,減少電網的負載,
我在想,如果今天有10萬個麥先生,10萬個屋頂,那麼白天協助運作的發電就很可觀了,這可減少些火力的機組運轉
南台灣的屋頂很炎熱,但是,我家改善了不少,因為有太陽能發電遮熱
我想這也間接省了我很多冷氣電費,這是我沒有預料到的好處
每天回家回到二樓,沒有熱氣逼人的屋頂,足以令我竊喜許久
或許,我覺得我們家要十餘年才能回收,但是,減少排碳也是我能盡的小小責任
日本再十幾年預計裝設70萬屋頂,這些屋頂不能耕作,也沒有取代的辦法,
發電是個不錯的點子
有些事情能在商言商,有些不行:好比地球只有一個
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同樣是來自popon11大大再次的心得分享(#293樓),以下原文完整複製。
裝設太陽能之後,才知道,太陽的能量還蠻大的!
在巔峰的時間我的家發電將近9000W,
40W的日光燈可以同時點亮點兩百多支---當然我家沒有這麼多燈!
雖然我家是即時併聯型的太陽光電,並沒有儲能的設計,這樣的發電直接,損耗少,但是也有您所提的晚間無法使用的特性。
但在儲能方面:
1.目前的新式電池,應該是膠態電池可有7-10年壽命
2.大型太陽能發電有油加熱式和熱鹽液式,都可以將熱能儲存在夜間利用,技術上面也有蠻大進展
您所推薦的核融合,我們的太陽就是上天給予我們最大的核融合設備,透過光能溫柔的傳達給我們能量。
目前的技術我想我絕對認同--風能太陽能不能完全取代穩定能源,但是,數量大時也絕對有其穩定的基本能量,或許風能太陽能目前是配角。但是,據我所知,德國具有16%的再生能源能量,要停個七座核電廠,就可以說停就停,這讓我非常的感到不簡單,十幾年的努力果真有效果。
因為裝設太陽能,所以學著愛太陽能,但是我想我也愛其他任何的能源設備,因為有這些設備我們才能有穩定的人生,所以我心存感謝。
SHARP公司提出了一個長期計畫,就是3個50,未來他們希望太陽能能夠有50年的壽命,發電效率能夠達到50%,發電成本能達到每W硬體50日圓,-----這條路多遠?我也不清楚,但是沒有開始走,永遠到不了。
我會用自己的能力跟著慢慢走,努力在明年再補增一座4KW的太陽能,因為我的小孩也支持。
當他帶著同學來家裡面介紹家裡面的綠色能源時,我想,一個小小的綠色種子一定在他的心裡面發芽。
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剛才有網友向小弟詢問一些事情,小弟不記得在那一樓已經提過了不再回覆問題,整個板太多討論,網友不見得都能看完,所以小弟在此再次說明,因為工作繁忙,無暇一一回覆網友的問題,這絕非是對您的問題或意見視而不見,萬請見諒。您的問題還請自行上網搜尋解答,或是其他路過的大大願意回覆也非常歡迎。
若真的是找不到答案,或者是大大有寶貴建議要供小弟參考的,還建請使用私人訊息聯絡,謝謝。
補充:
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本處原先的文章引用連結基於尊重文章所有者的意願,予以刪除,請見諒。對文章所有者所造成的困擾也一並致歉,請包涵。
對於太陽能技術的評論,網路上已經有很多文章可以參考,請有興趣的網友自行蒐尋。
看了這麼多認為太陽能不可行的意見回覆,小弟歸納起來不外乎技術面、經濟面、環保面等問題,小弟看這些問題都很好,但其實卻也不是非常嚴重問題會造成太陽能的不可行,小弟這幾天幾較忙,過一陣子一有時間會從上述的幾大面向來做討論太陽能是不是真得不可行。在這之前先來不倫不類的聯想,不同意的笑笑就好,無需過於認真。以下故事純屬虛構。
話說一百多年前愛迪生發明燈泡後,一些人就開始討論要如何讓電燈普及化。結果呢就出現了一群人議論紛紛表示反對,其中包含了生產油燈的、賣油燈的、煉油的、賣油的、圍事的、瞎起鬨的,以及憤世忌俗不論是什麼都要反對到底的人。他們就說了現在又沒那麼多電廠,電又不夠用,哪還能讓你家家戶戶開電燈,也有人說電線又不是拉到各處,有電燈沒電有什麼用,也有人說房子裡又沒配線,買電燈回來當裝飾品的嗎,也有人說我沒錢搞這些、不要煩我,更有人說這玩意沒弄好會電死人,最後一堆人也就附和說了,對阿,現在的煤油燈、瓦斯燈用得好好的,晚上大家不也是都看得到,幹嘛那麼大費周章搞那些有的沒的,真是無聊透頂。
各位看倌,事情就這樣結束了嗎?當然不是,這時就出現了有遠見有魄力的人來領導大家,投資基礎建設,教育民眾,消除電燈普及的各種障礙,最後讓電燈走進家家戶戶,造福全人類,您說是不是呢?
小弟不是歷史學家,以上都是自己想像出來的,目的是想表示,太陽能發電要能在台灣生根發展必須經歷各種從各方向來的挑戰及反對,這些不光是技術面的問題而已,最大的問題還是社會層面的阻力。若無具有遠見具有魄力的執政者來真心推動,這東西是很有機會無疾而終。全世界那麼多國家都在全力推動再生能源了,是他們盲目嗎,還是他們有眼光有魄力,您說呢。
2011/04/01補充
覺得很遺憾,能夠理性參與討論的網友終究還是不多,多是持一面之詞又提不出文獻或數據來證明太陽能真的不行的論調。
失敗主義心態的,不知思考如何能成功,反而淨想些藉口來唱衰,小弟只能說成功的人找方法,失敗的人找藉口。
太陽能發電真只是象牙塔裡的研究嗎,有注意全球太陽能產業發展趨勢的人應該不少人會不這麼認為的,我想一些在01上的網友眼界要放遠要放大,不要自己嚇自己,自己放棄自己,老是認為太陽能發電沒希望,就算是接觸層面沒那麼廣,沒有充分資訊可以獨立做出判斷,好歹也看看連台積電都併了Motech, Stion、而且在台中正在蓋廠中,大張旗鼓的要投入這個行業,這多少也可以嗅出端倪吧,除非您覺得台積電是個沒有制度又沒有遠見的公司。
這討論串裡是看來是有一些太陽能業界的技術人員在提出自己的評論,其中一些是有提出目前需要克服的挑戰,其中也有一些是持完全悲觀的看法,小弟覺得這些覺得如此悲觀的人也真是難為他們了,這樣勉強自己待在一個自認為沒有前景、沒有希望的行業裡,相信他們內心也很爭扎吧。
小弟現在雖然學習管理,但也是理工出身當過十幾年的產品研發工程師了,工程師的心態小弟自己也很清楚,所以對一些自我過頭或是消極負面的反應也不感到意外。見樹不見林是一些專精在某一技術領域的研發人員可能會有的問題,這不是他們的錯,工作環境使然。若他們能開放心胸,多有機會看看世界的發展,或許他們的想法就會不一樣。
這個版依小弟來看是不可能會有國際級規模公司的經營階層在看的,小弟這主題牽扯到層面比較廣,所以若非是同時能瞭解技術跟市場跟未來趨勢的太陽能產業經營階層,這也很難做出可以令人折服的評論。
有人批評小弟是門外漢,站在門外看不清楚、搞不清楚狀況,這聽來是有些道理,不過有時也可能是旁觀者清,當局者迷,您看看負責產業政策的決策者多少人是真的在那個產業裡面打滾的呢?
老話一句,事在人為,更何況太陽能發電技術是真真實實地正在其他國家應用中。
一些沒有根據的反對小弟不浪費時間回應,這些反對小弟視為是利害關係人對太陽能發展趨勢的反撲。有遠見的人及早調整自己來因應未來趨勢的發展,不願改變的人就全力反撲阻止未來趨勢的發生。大大們是要跟隨時代巨輪前進,還是選擇要螳臂擋車呢?