太陽(yáng)能以其儲(chǔ)量的“無(wú)限性”、存在的普遍性、開發(fā)利用的清潔性以及逐漸顯露出的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，其開發(fā)利用是最終解決常規(guī)能源特別是化石能源帶來的能源短缺、環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等問題的有效途徑，是人類理想的替代能源。

    當(dāng)前，太陽(yáng)能開發(fā)利用技術(shù)及其推廣應(yīng)用突飛猛進(jìn)，1997年，全球太陽(yáng)能電池的銷售量增加了40%，成為全球發(fā)展最快的能源。太陽(yáng)能熱水器已形成行業(yè)，正以其優(yōu)良的性能價(jià)格比不斷地沖擊燃?xì)�、電熱水器市�?chǎng)；太陽(yáng)能熱電站也已商業(yè)化，是大型太陽(yáng)能電站的希望所在；光電技術(shù)發(fā)展更快，表現(xiàn)在光電轉(zhuǎn)換效率的不斷提高和光電池制造成本的不斷下降以及各種新型太陽(yáng)能電池的問世。各國(guó)對(duì)太陽(yáng)能的開發(fā)利用給予了極大關(guān)注，突出表現(xiàn)在各國(guó)政府推出的光伏計(jì)劃，如德國(guó)的“千頂計(jì)劃”，日本的“朝日七年計(jì)劃”以及美國(guó)的“百萬(wàn)屋頂計(jì)劃”等。以色列在其房屋太陽(yáng)能熱水器安裝率達(dá)80%的情況下，更是明文規(guī)定，凡新建房屋必須配置太陽(yáng)能熱水器。我國(guó)太陽(yáng)能開發(fā)利用有其成功之處，但也存在諸多問題和不足。

    在綜合分析我國(guó)太陽(yáng)能開發(fā)利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了如下思考：①重視太陽(yáng)能開發(fā)利用，迎接太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)時(shí)代；②加大投資力度，實(shí)施強(qiáng)化的光電發(fā)展戰(zhàn)略；③加大政策優(yōu)惠程度，扶植太陽(yáng)能熱水器行業(yè)；④發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。

    在跨入21世紀(jì)之際，人類將面臨實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，在有限資源和環(huán)保嚴(yán)格要求的雙重制約下發(fā)展經(jīng)濟(jì)已成為全球熱點(diǎn)問題。而能源問題將更為突出，不僅表現(xiàn)在常規(guī)能源的匱乏不足，更重要的是化石能源的開發(fā)利用帶來了一系列問題，如環(huán)境污染，溫室效應(yīng)都與化石燃料的燃燒有關(guān)。目前的環(huán)境問題，很大程度上是由于能源特別是化石能源的開發(fā)利用造成的。因此，人類要解決上述能源問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只能依靠科技進(jìn)步，大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源。太陽(yáng)能以其獨(dú)具的優(yōu)勢(shì)，其開發(fā)利用必將在21世紀(jì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展，并終將在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移中擔(dān)綱重任，成為21世紀(jì)后期的主導(dǎo)能源。��

    1太陽(yáng)能與化石能源的簡(jiǎn)要比較

    1．1化石能源帶來的問題

    (1)能源短缺

    由于常規(guī)能源的有限性和分布的不均勻性，造成了世界上大部分國(guó)家能源供應(yīng)不足，不能滿足其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，全球已探明的石油儲(chǔ)量只能用到2020年，天然氣也只能延續(xù)到2040年左右，即使儲(chǔ)量豐富的煤炭資源也只能維持二三百年〔1〕。因此，如不盡早設(shè)法解決化石能源的替代能源，人類遲早將面臨化石燃料枯竭的危機(jī)局面。

    (2)環(huán)境污染

    當(dāng)前，由于燃燒煤、石油等化石燃料，每年有數(shù)十萬(wàn)噸硫等有害物質(zhì)拋向天空，使大氣環(huán)境遭到嚴(yán)重污染，直接影響居民的身體健康和生活質(zhì)量；局部地區(qū)形成酸雨，嚴(yán)重污染水土。這些問題最終將迫使人們改變能源結(jié)構(gòu)，依靠利用太陽(yáng)能等可再生潔凈能源來解決。

    (3)溫室效應(yīng)

    化石能源的利用不僅造成環(huán)境污染，同時(shí)由于排放大量的溫室氣體而產(chǎn)生溫室效應(yīng)，引起全球氣候變化。

    這一問題已提到全球的議事日程，其影響甚至已超過了對(duì)環(huán)境的污染，有關(guān)國(guó)際組織已召開多次會(huì)議，限制各國(guó)CO2等溫室氣體的排放量。
    1．2陽(yáng)能資源及其開發(fā)利用特點(diǎn)

    (1)儲(chǔ)量的“無(wú)限性”

    太陽(yáng)能是取之不盡的可再生能源，可利用量巨大。太陽(yáng)每秒鐘放射的能量大約是1.6×1023kW，其中到達(dá)地球的能量高達(dá)8×1013kW，相當(dāng)于6×109t標(biāo)準(zhǔn)煤。按此計(jì)算，一年內(nèi)到達(dá)地球表面的太陽(yáng)能總量折合標(biāo)準(zhǔn)煤共約1.892×1013千億t，是目前世界主要能源探明儲(chǔ)量的一萬(wàn)倍〔2〕。太陽(yáng)的壽命至少尚有40億年，相對(duì)于人類歷史來說，太陽(yáng)可源源不斷供給地球的時(shí)間可以說是無(wú)限的。相對(duì)于常規(guī)能源的有限性，太陽(yáng)能具有儲(chǔ)量的“無(wú)限性”，取之不盡，用之不竭。這就決定了開發(fā)利用太陽(yáng)能將是人類解決常規(guī)能源匱乏、枯竭的最有效途徑。��

    (2)存在的普遍性

    雖然由于緯度的不同、氣候條件的差異造成了太陽(yáng)能輻射的不均勻，但相對(duì)于其他能源來說，太陽(yáng)能對(duì)于地球上絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性，可就地取用。這就為常規(guī)能源缺乏的國(guó)家和地區(qū)解決能源問題提供了美好前景。��

    (3)利用的清潔性

    太陽(yáng)能像風(fēng)能、潮汐能等潔凈能源一樣，其開發(fā)利用時(shí)幾乎不產(chǎn)生任何污染，加之其儲(chǔ)量的無(wú)限性，是人類理想的替代能源。

    (4)利用的經(jīng)濟(jì)性

    可以從兩個(gè)方面看太陽(yáng)能利用的經(jīng)濟(jì)性。一是太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，而且在接收太陽(yáng)能時(shí)不征收任何“稅”，可以隨地取用；二是在目前的技術(shù)發(fā)展水平下，有些太陽(yáng)能利用已具經(jīng)濟(jì)性，如太陽(yáng)能熱水器一次投入較高，但其使用過程不耗能，而電熱水器和燃?xì)鉄崴�器在使用時(shí)仍需耗費(fèi)，有關(guān)研究結(jié)果表明〔3〕，太陽(yáng)能熱水器已具很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著科技的發(fā)展以及人類開發(fā)利用太陽(yáng)能的技術(shù)突破，太陽(yáng)能利用的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)更明顯。

    1.321世紀(jì)后期太陽(yáng)能將占主導(dǎo)地位

    世界各國(guó)，尤其發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)21世紀(jì)的能源問題都特別關(guān)注。由于化石能源儲(chǔ)量的有限性和利用的污染性，各國(guó)專家都看好太陽(yáng)能等可再生能源，盡管目前太陽(yáng)能的利用僅在世界能源消費(fèi)中占很小的一部分。如果說20世紀(jì)是石油世紀(jì)的話，那么21世紀(jì)則是可再生能源的世紀(jì)，太陽(yáng)能的世紀(jì)。據(jù)權(quán)威專家估計(jì)〔4〕，如果實(shí)施強(qiáng)化可再生能源的發(fā)展戰(zhàn)略，到下世紀(jì)中葉，可再生能源可占世界電力市場(chǎng)的3/5，燃料市場(chǎng)的2/5。在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中，太陽(yáng)能處于突出位置。美國(guó)的馬奇蒂博士對(duì)世界一次能源替代趨勢(shì)的研究結(jié)果(如圖1所示)表明，太陽(yáng)能將在21世紀(jì)初進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展階段，并在2050年左右達(dá)到30%的比例，次于核能居第二位，21世紀(jì)末太陽(yáng)能將取代核能居第一位〔5〕。殼牌石油公司經(jīng)過長(zhǎng)期研究得出結(jié)論，下一世紀(jì)的主要能源是太陽(yáng)能；日本經(jīng)濟(jì)企劃廳和三洋公司合作研究后則更樂觀地估計(jì)，到2030年，世界電力生產(chǎn)的一半將依靠太陽(yáng)能〔2〕。正如世界觀察研究所的一期報(bào)告所指出：正在興起的“太陽(yáng)經(jīng)濟(jì)”將成為未來全球能源的主流。其最新一期報(bào)告則指出，1997年全球太陽(yáng)電池的銷售量增長(zhǎng)了40%，已成為全球發(fā)展最快的能源①①。

    2太陽(yáng)能開發(fā)利用技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)��

    人類利用太陽(yáng)能已有幾千年的歷史，但發(fā)展一直很緩慢，現(xiàn)代意義上的開發(fā)利用只是近半個(gè)世紀(jì)的事情。1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出世界上第一塊太陽(yáng)電池，從此揭開了太陽(yáng)能開發(fā)利用的新篇章。之后，太陽(yáng)能開發(fā)利用技術(shù)發(fā)展很快，特別是70年代爆發(fā)的世界性的石油危機(jī)有力地促進(jìn)了太陽(yáng)能開發(fā)利用。經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的努力，太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)異軍突起，成為能源工業(yè)的一支生力軍。迄今為止，太陽(yáng)能的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，但最終可歸結(jié)為太陽(yáng)能熱利用和光利用兩個(gè)方面。太陽(yáng)能利用的具體形式和用途。��

    2.1太陽(yáng)能熱利用及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展��

    根據(jù)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，太陽(yáng)能熱利用在替代高含碳燃料的能源生產(chǎn)和終端利用中大有用武之地。從圖2可以看出，太陽(yáng)能熱利用具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，可歸納為太陽(yáng)能熱發(fā)電(能源產(chǎn)出)和建筑用能(終端直接用能)，包括采暖、空調(diào)和熱水。當(dāng)前太陽(yáng)能熱利用最活躍、并已形成產(chǎn)業(yè)的當(dāng)屬太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)能熱發(fā)電。��

    2.1.1太陽(yáng)能熱水器��

    在世界范圍內(nèi)，太陽(yáng)能熱水器技術(shù)已很成熟，并已形成行業(yè)，正在以優(yōu)良的性能不斷地沖擊電熱水器市場(chǎng)和燃?xì)鉄崴�器市�?chǎng)。國(guó)外的太陽(yáng)能熱水器發(fā)展很早，但80年代的石油降價(jià)，加之取消對(duì)新能源減免稅優(yōu)惠的政策導(dǎo)向，使工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家太陽(yáng)能熱水器總銷售量徘徊在幾十萬(wàn)平方米。據(jù)報(bào)道，1992年國(guó)外太陽(yáng)能熱水器總量為45萬(wàn)m2，其中日本為20萬(wàn)m2，美國(guó)為12萬(wàn)m2，歐洲為8萬(wàn)m2，其他國(guó)家為5萬(wàn)m2。世界環(huán)境發(fā)展大會(huì)之后，許多國(guó)家又開始重視太陽(yáng)能熱水器在節(jié)約常規(guī)能源和減少排放CO2方面的潛力，僅據(jù)美國(guó)加州首府薩克門托市的計(jì)劃，到2000年太陽(yáng)能熱水器將取代該州47000套家用電熱水器；到2000年日本太陽(yáng)能熱水器的擁有量將翻一番；以色列更是明文規(guī)定，所有新建房屋必須配備太陽(yáng)能熱水器。目前，我國(guó)是世界上太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)量和銷售量最大的國(guó)家。1992年銷售量為50萬(wàn)m2，為世界其他各國(guó)銷售量之和；1995年銷售量翻番，達(dá)100萬(wàn)m2。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，1997年我國(guó)太陽(yáng)能熱水器銷售量300萬(wàn)m2，目前，我國(guó)從事太陽(yáng)能熱水器研制、生產(chǎn)、銷售和安裝的企業(yè)達(dá)到1000余家，年產(chǎn)值20億元，從業(yè)人數(shù)1.5萬(wàn)人能源工程，1999，(1)：59。但從房屋的熱水器安裝率來說，以色列已達(dá)80%，日本為11%，臺(tái)灣達(dá)2.7%.〔6〕.，我國(guó)在千分之幾左右，其太陽(yáng)能熱水器的推廣應(yīng)用潛力仍很大。國(guó)際上，太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)品經(jīng)歷了悶曬式、平板式、全玻璃真空管式的發(fā)展，目前其產(chǎn)品的發(fā)展方向仍注重提高集熱器的效率，如將透明隔熱材料應(yīng)用于集熱器的蓋板與吸熱間的隔層，以減少熱量損失；聚脂薄膜的透明蜂窩已在德國(guó)和以色列批量生產(chǎn)。