4萬公里零油耗載入史冊 太陽能飛機完成環球首航

特斯拉創始人馬斯克:太陽能將成主要能源

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【大紀元2016年07月27日訊】(大紀元記者徐若水綜合報導)陽光動力2號剛剛完成太陽能動力飛機環球航行的首例,顯示太陽能作為替代能源的無窮潛力。電動車大廠特斯拉創始人馬斯克認為,太陽能不久後就會坐上世界能源的第一把交椅。

16個月完成環球之旅

陽光動力2號7月26日降落阿聯酋阿布扎比,完成史上首次純太陽能飛機圍繞地球一圈的創舉,完成在全世界宣傳可再生和清潔能源的目標。

皮卡德(右)和博爾施貝格攜同支持人員合影,慶祝環球之旅成功。(AFP/Getty Images)

兩位瑞士飛行員皮卡德(Bertrand Piccard)和博爾施貝格(Andre Borschberg)2015年3月9日從阿布扎比展開這次歷史性航程,輪流駕駛陽光動力2號,最後一程由皮卡德執飛。快抵達終點前,傳出1名飛行員生病,行程被迫延遲約1星期。

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陽光動力2號的全部動力來自太陽能,不使用一滴燃料,以16個月的時間完成43,041公里航程,旅程分為17段,跨越亞、北美、歐、非4大洲和太平洋、大西洋2大洋,途中在阿曼、印度、緬甸、中國、日本、美國、西班牙、埃及等多國降落。

陽光動力2號環球飛行示意圖(資料來源:www.solarimpulse.com;製圖:AFP)
陽光動力2號環球飛行示意圖(資料來源:www.solarimpulse.com;製圖:AFP)

陽光動力二號的機身上共有1.7萬塊太陽能電池。白天飛行時,飛機使用機身上的太陽能板充電,並儲存多餘電力,以備夜間航行使用。機翼寬度超過波音747,但只能承載1人。陽光動力2號重2.3噸,不到波音747的百分之一。飛行高度只有8,500米,平均時速70公里。

陽光動力2號創下太陽能飛機最長不間斷飛行紀錄。由日本名古屋飛往夏威夷的路程為8,924公里,共計飛行118小時,相當於5天5夜。飛行員在途中只能每次睡20分鐘。由於此行中電池過熱,迫使飛行中斷8個月,在電池修複後才得以繼續環球之旅。橫渡大西洋也飛了70小時。

這項試驗性飛行也展現出很多技術性難題,例如飛機對天氣非常敏感。開羅段的航程對皮卡德而言非常不平穩,因為沙特沙漠上空的氣流使飛機劇烈顛簸。阿布扎比綠能公司馬斯達是陽光動力2號的官方夥伴,這個產油豐富的富裕國家已投資數十億美元發展工業、觀光和再生能源。

太陽能發電取之不竭

太陽能已成為最受矚目的新型能源之一。一種能源能被定義為「可持續利用」,必須是可再生,而且是潔淨的:可再生意味著這種能源不會用完,而潔淨意味著它不會往大氣中排放廢物。目前比較好的選擇包括核能、水力發電、風力發電等。但這些都不可能是將來的主流能源。

馬斯克(Elon Musk)用「不可思議」來形容太陽能,並視之為「隨處可見」的能量來源。幾個小時內太陽輻射到地球的能量,比每年人類活動所需的各種能源加起來的總數還多。太陽給地球上各種生機勃勃的現象提供幾乎所有能量:為多變的天氣提供驅動力,帶來風和雨露,使地球溫暖並孕育生命。它還是所有化石燃料的根本能量來源,並給整個生物圈興衰交替的流轉提供所有能量。

收集太陽能只是去掉各種各樣的中間環節而直奔主題罷了。而且太陽能電池板只會占用很少一部分陸地,尤其當人們把大部分太陽能板安裝在屋頂上時,根本就不會占用額外的土地資源。

在太陽能電池板越來越便宜、生產技術不斷成熟的趨勢下,搞到電池板已不再是獲取太陽能中最難的部分。怎樣因地制宜把電池板安裝在屋頂上,把發出來的電送入電網——這些看似無關緊要的環節才是最繁瑣和具挑戰性的部分。

特斯拉購買的太陽城市(SolarCity)公司已成為美國最大的太陽能設備部署服務公司,正在紐約州布法羅建設新的先進太陽能電池板生產廠。這座工廠比美國目前最大的太陽能發電站還要大2倍。這樣的企業給予家庭和企業在本地市政電網外更多的選擇空間。

太陽能市場正快速增長,馬斯克更相信增長的時機就在接下來的幾年內。他預測到2031年後,太陽能會坐上世界能源頭把交椅。他的目標是降低太陽能的使用成本,讓其哪怕是在政府不再提供補貼後,用起來仍比電網中的煤電、頁岩氣電還能更便宜。

馬斯克還提出一種透過太陽能電池板和儲能電池,實現發展中國家能源產業跨越式發展的方法。比如對於一些還沒有電力供應的地區,可直接採用太陽能方法「電通」。

特斯拉領後碳時代

「這個隨處可見的核聚變反應堆就掛在天上,哪怕你什麼都不做,它就是在那裡亮著,每天都會按時點亮,而且還往外釋放著不可思議的能量。」這是電動車大廠特斯拉執行長馬斯克對太陽能的形容。

在馬斯克構建的「後碳時代」美夢中,人們用屋頂的太陽能板發電,將電力儲存在車庫牆壁的電池中,利用晚間對汽車充電,供第2天通勤。特斯拉買下太陽城市公司,使計劃又前進了一步,也凸顯可持續能源技術即將抵達大眾市場。

支持此夢想的技術近年來大幅進展,電池和太陽能板的成本曲線持續下降,平均每年下降約5~7%。但科技突破尚未實現。華府投資數十億美元企圖為美國創立先進的電池產業,但結果只能在實驗室展示,鋰電池的發展未能跟上進度,尤其是消費性電子產品及汽車所需的輕型電池。太陽能也經歷類似的周期,發電成本的下降速度不如預期,新式薄膜太陽能板的績效比不上傳統結晶矽。

馬斯克則自認為能在電池及太陽能發電上獲得突破。太陽城市旗下的太陽能板公司生產的混合產品,把一些薄膜鋪在結晶矽太陽能板上,最終目標是造出能年發電1千萬度的太陽能板。在電池方面,特斯拉在內華達州的大廠接近落成,利用松下的技術使全球鋰電池產量倍增。擴充太陽能板及電池都採用相同的原則:利用科技進步的每一小步,迅速擴大生產規模以壓低成本曲線,從而主導全球市場。

但真正的決定權仍掌握在政府手中,特斯拉仍需政府的直接或間接補貼,包括太陽能板公司得到紐約州承諾的2.25億美元贊助。電動車買主也得到政府支持,但問題在於這些政策還會持續多久。美國一些州已開始將原來由傳統電力公司承擔的固定成本,轉由太陽能電力用戶承擔。此外,在成本低廉的中國生產太陽能板的做法也遭到美國反傾銷法的阻撓。

低收入戶裝太陽能

美國白宮日前推出「清潔能源儲金」太陽能專案計劃,包含一筆2.88億美元、由太陽能相關屋舍、能源和電力公司提供的投資基金,將在2020年前為全美20萬以上中低收入戶提供1京瓦太陽能系統。

美國總統奧巴馬2015年推出「氣候行動方案」,目標在2020年前為聯邦政府推行的平價住宅安裝100兆瓦再生能源發電。新專案是氣候行動方案的後繼者,白宮將其形容為「新的催化劑」。

白宮公告表示,新專案將與各州政府合作推行。方案包含協助退伍軍人的資產估價清潔能源基金、社區型太陽能計劃、就業計劃等內容。新計劃將由能源部、住宅及城市發展部、衛生及公共服務部、退伍軍人事務部、國家環境保護局等部門協同推進。

能源趨勢公司分析師蔡旻純將這項計劃描述為「美國版太陽能扶貧計劃」,認為可擴大再生能源裝置量,並增加相關的就業機會,還能為中低收入戶創造新的經濟支援,但「若這項計劃提供的1京瓦在未來4年逐漸完成,相當於每年只有250兆瓦安裝量,對美國整體需求量的提升效果有限,因此對市場不致有太大影響」。

由於美國政府已同意延長太陽能投資收稅抵免,接下來幾年間,每年的需求預計都將與2015年的約7.2京瓦相去不遠。新計劃顯示奧巴馬與白宮對發展再生能源、創造就業等議題的決心。

數據顯示,美國電力2008年時只有0.03%來自太陽能發電,太陽能市場面臨產品安裝價格高和投資回報率只有1%即需20年有回報、太陽能電力成本高、熟練工人有限等多方面挑戰。但到2015年總計太陽能產能提高了至少20倍達25京瓦,行業投資達1,600億美元,太陽能新增產能史上首次超過天然氣。

全球範圍內,太陽能市場主要在歐洲、亞太和中國。美國太陽能市場以加州的11.9京瓦居首,其次是北卡羅來納州的2京瓦。預期到2025年,美國的太陽能產能將達250京瓦,供應2.5億戶家庭用電。◇#

責任編輯:朱涵儒

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