太陽能是我們的未來

【全文曾原載於《中國時報》,《碧水學社》網站提供,作者/林清富】

近年來油價飆升,引起大家對替代能源的重視,但台灣卻甚少討論能源政策。我想全國民眾需要更多的資訊,才能判斷台灣應該採取那種能源政策,以取得最佳效益,並讓損害減至最低。

圖為太陽能集熱器。(圖片來源﹕VeloBusDriver@Flickr)

所有替代能源可以分為兩大類,由太陽來的和非由太陽來的能源。風力、潮汐、水力、生質能和太陽能電池等都是由太陽而來,只是前四者是間接由太陽能而來,而後者是直接由陽光產生電。非由太陽來的能源有兩大項,地熱和核能;地熱能供應的發電量極有限,因此過去大多以開發核能為主。在美國三哩島及蘇聯車諾比核災後到日本福島核災前,二十多年間沒有核能事故,因此逐漸贏得大家對核能安全的信賴。但九級大地震兼海嘯對日本核電廠的損害,世人不得不開始擔心核能安全。

核能不安全,替代能源又勢在必行,從太陽而來的能源應該是最為可靠。因為太陽能沒有汙染,而且台灣地處熱帶到亞熱帶,陽光充足,我們沒有道理放棄上帝或上天賜給台灣這麼好的禮物。

但是發展太陽能發電的問題在那裡?最主要的是成本。目前石油發電的成本約為每瓦五角美金,太陽能發電的成本每瓦二元美金以上。攤開太陽能發電的成本架構,不計入材料、設備、製作封裝等成本,單單土地和安裝成本約為每平方公尺五十元美金,此成本不太受太陽能電池種類和技術影響。太陽光強度約為每平方公尺一千瓦,若太陽能發電的效率是十%,則單單土地和安裝成本就達每瓦五角美金,再加上太陽能面板的成本,總成本一定超過每瓦五角美金。所以太陽能發電的效率必須超過十%,才有可能低於石油發電的成本。

若發電效率達二十%,土地和安裝成本就降為每瓦○.二五元美金,在材料、設備、製作封裝等成本繼續降低之下,太陽能發電成本低於石油發電就指日可待了。以目前太陽能電池技術不斷進步,而材料、設備、製作封裝等成本也持續下降的趨勢來看,十五年內達到此目標的機會相當大。因此,規畫核能除役的時間表並非不切實際。

太陽能電池的另一個重要議題是量產速度。目前全球的能源需求約十六兆瓦,以現在的太陽能發電效率,要供應二○%的能源需求,需要面積達二.五萬平方公里的太陽能面板;若採用IC技術來製造,需二五○○年才能生產完成;若用液晶面板技術,也需二五○年才能完成;但是若改為溶液製程相容的印刷技術,則不到十年就可完成,由每天報紙的印製量可以理解其可能性,只是用此技術於太陽能電池尚未完全開發出來。

對於太陽能發電,台灣擁有極佳條件,一來與太陽能面板最相關的半導體、液晶面板、以及印刷技術,台灣在世界上都是數一數二;二來高科技量產速度,全球公認台灣最強;三來台灣的陽光充足。科技大國德國就對台灣高科技業既尊敬又害怕,因為台灣進入液晶面板的時間才大約十年的光景,就占有了全世界三○%的產量。

期待這些數據能幫助有機會掌握政權者,準確規畫台灣的能源方向和政策;定好目標,大家全力以赴。無汙染、不受存量限制的太陽能,是我們的未來;陽光、空氣和水,本來就是生命的三大要素,何必和大自然過不去!

(作者為台灣大學光電所和電機系教授、前碧水學社社長)

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