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這種思想在技術(shù)發(fā)展中尤為重要。

液態(tài)技術(shù)歸結(jié)于太陽(yáng)能的使用，它始于人類學(xué)會(huì)鉆木取火的時(shí)候。這是第一次主觀積極地利用太陽(yáng)能。目前人類所有的能源利用方式，除了核能和地?zé)崮埽荚谑褂锰?yáng)能。明白這么一個(gè)道理。然后，光伏技術(shù)是否可能成為利用太陽(yáng)能的主要形式是有爭(zhēng)議的。

1太陽(yáng)能利用的形式

1.1太陽(yáng)能利用的形式和開(kāi)始時(shí)間

1.1.1火、聚光燈和風(fēng)

火的利用就是利用儲(chǔ)存在燃料中的太陽(yáng)能。原始人類受益于自然天火的使用。然后學(xué)會(huì)了主動(dòng)獲取和保留火源。這個(gè)時(shí)代可能早于石器時(shí)代。智人和人類文明也可以用是否主動(dòng)獲得火作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。在智人或人類文明出現(xiàn)后的幾百萬(wàn)年里，智人或人類文明的進(jìn)步是非常緩慢的。直到幾千年前，人類才有文字記錄。人類利用太陽(yáng)能的最好方式還是火。

8000多年前，埃及的尼羅河流域就出現(xiàn)了以蘆葦為船體、帆簡(jiǎn)單的帆船，可以說(shuō)是現(xiàn)代帆船的祖先。帆船比賽最早的記錄是公元前1世紀(jì)的古羅馬詩(shī)人維吉爾在他的敘事詩(shī)《Init》中詳細(xì)描述了一場(chǎng)從特洛伊到意大利的帆船比賽，并描述了比賽結(jié)束后獲勝者和參賽者的獲獎(jiǎng)情況。

帆船的出現(xiàn)是太陽(yáng)能中革命性的標(biāo)志，可以讓人類走得更遠(yuǎn)。在哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸之前，風(fēng)能仍然是人類旅行的第一動(dòng)力來(lái)源。

最遲在公元前700年，古埃及人和美索不達(dá)米亞人開(kāi)始研磨和使用透鏡，這是太陽(yáng)能利用的又一次質(zhì)的飛躍。

1.1.2煤炭、水力和水電

人類開(kāi)始使用煤炭的時(shí)間無(wú)法追溯，但是煤炭的大規(guī)模使用是在工業(yè)革命之后，人類使用了大量的煤炭。煤炭發(fā)電可以追溯到蒸汽機(jī)出現(xiàn)后的大規(guī)模發(fā)電。1831年8月29日，法拉第將機(jī)械力轉(zhuǎn)化為電。兩個(gè)月后，第一臺(tái)能夠產(chǎn)生穩(wěn)定電流的真正發(fā)電機(jī)試制出來(lái)了。它標(biāo)志著人類從蒸汽時(shí)代進(jìn)入了電力時(shí)代。煤很快就產(chǎn)生了。

人類何時(shí)開(kāi)始使用水是無(wú)法追溯的。東漢桓譚(公元前23年-公元56年)在《歡子新論》一書(shū)中最早記載了人的力量的運(yùn)用:“糜竺使，諸人互相幫助，后人努力提高自己的力量，可以獲得十倍于的利益。再設(shè)一個(gè)機(jī)關(guān)，用驢、馬、牛、水去打仗，獲利百倍。”

水力發(fā)電的歷史可以追溯到1878年，當(dāng)時(shí)世界上第一個(gè)水力發(fā)電項(xiàng)目在英國(guó)諾森伯蘭郡的鄉(xiāng)間別墅點(diǎn)亮了一盞燈。

煤和水力仍然是太陽(yáng)能利用的主要形式。而這段歷史還不到300年。

1.1.3油氣、光熱光伏

從三千多年前的周朝開(kāi)始，《易經(jīng)》就有“火中之火”和“火中之火”。這是人類發(fā)現(xiàn)和利用天然氣的最早記錄。石油和天然氣的規(guī)模利用始于19世紀(jì)末20世紀(jì)初，發(fā)展迅速。甚至可以說(shuō)，第一次和第二次世界大戰(zhàn)都是由石油和天然氣引起的。如果只用煤和水力。人類沒(méi)有辦法投入這么多戰(zhàn)爭(zhēng)資源。

公元50年，羅馬人開(kāi)始在窗戶上安裝玻璃，通過(guò)我們今天所說(shuō)的溫室效應(yīng)，將熱能保持在室內(nèi)更長(zhǎng)時(shí)間，用于取暖，也用于生產(chǎn)水果和蔬菜。這是人類早期利用光和熱的記錄。

1839年，法國(guó)科學(xué)家E·貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了液體的光伏效應(yīng)，開(kāi)啟了人類太陽(yáng)能利用的量子時(shí)代。

隨著頁(yè)巖氣經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的提高，中國(guó)推動(dòng)了太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？梢灶A(yù)測(cè)，2030年以后，天然氣和光伏都會(huì)發(fā)電。將是利用太陽(yáng)能的有效途徑。

2太陽(yáng)能利用的決定因素

太陽(yáng)能利用的歷史漫長(zhǎng)而緩慢，幾乎每一次利用方式的改變或出現(xiàn)都伴隨著人類文明和人自身的變化。從歷史的辯證思維來(lái)看待這一現(xiàn)象，人類的未來(lái)將繼續(xù)遵循規(guī)律。那么天然氣和光伏會(huì)是人類太陽(yáng)能利用的最終形式嗎？

下面從效率、能量密度、使用場(chǎng)景、經(jīng)濟(jì)價(jià)值等角度進(jìn)行討論。

2.1效率和密度

太陽(yáng)能利用效率是指太陽(yáng)能向地面的有效投射。經(jīng)過(guò)改造，最終成為有效服務(wù)于人類的能源。隨著火的利用，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)的效率約為0~3%，最有效的植物是甘蔗。生物質(zhì)的生產(chǎn)、收集和運(yùn)輸會(huì)消耗大量的能源。最終利用效率會(huì)低于3%。而化石能源則歸結(jié)為一種生物質(zhì)能，只利用了幾億年積累的太陽(yáng)能。

太陽(yáng)能是光熱利用，光熱轉(zhuǎn)換熱能為0~80%。它以多種形式為人類服務(wù)。如果用于加熱，效率會(huì)很高。發(fā)電效率將為0~29%。轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，根據(jù)太陽(yáng)能的不同研究制氫、甲烷重整、甲醇生產(chǎn)、甲醇重整等。最高轉(zhuǎn)換效率為75%。

太陽(yáng)能利用的轉(zhuǎn)換效率為0~45%。

投射到地球上的太陽(yáng)能能量密度為1.33千瓦/M2。

電的能量密度由電的載體決定，儲(chǔ)能最高的商用電電池為0.4KWh/KG(非化學(xué)電池)。電能是服務(wù)人類的最好方式。光伏轉(zhuǎn)換效率高，傳輸方便，但電能載體的能量密度不高。即使光伏發(fā)電成本降低，儲(chǔ)能也會(huì)限制其應(yīng)用。

光合作用產(chǎn)生的生物質(zhì)或能量密度碳、氫、甲烷和甲醇轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的理論凈熱值分別為9.17KWH/KG、39.72KWH/KG、15.56KWH/KG和6.39KWH/KG。這種能量是可以儲(chǔ)存的。氣態(tài)不方便儲(chǔ)存和使用，固態(tài)不方便運(yùn)輸。甲醇將是使用它的最好方法。

光轉(zhuǎn)化為碳、氫、甲烷和甲醇的效率如何？會(huì)比光伏更高效嗎？如果高于光伏。那么甲醇就有資格和光伏競(jìng)爭(zhēng)。

2.2使用場(chǎng)景

太陽(yáng)能的使用場(chǎng)景有很多，這里就不贅述了。比較電能和甲醇的應(yīng)用場(chǎng)景。

電能的應(yīng)用幾乎無(wú)處不在，方便直接。甲醇的應(yīng)用現(xiàn)在幾乎很少。這并不意味著甲醇沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力。例如，在汽車中的應(yīng)用。如果電能存儲(chǔ)密度很高，可以達(dá)到甲醇的十分之一。那么甲醇就能勝出。因?yàn)榧状嫁D(zhuǎn)化成電超過(guò)30%。也就是說(shuō)，如果太陽(yáng)能到電能和甲醇的轉(zhuǎn)化效率是一樣的。那么甲醇還是可以贏得競(jìng)爭(zhēng)的。

另一個(gè)是熱量利用。如果電直接換熱，電能通過(guò)電力線輸送，甲醇通過(guò)管道輸送。以同樣的價(jià)格。人們可能會(huì)選擇甲醇來(lái)烹飪，甲醇在工廠中被用作一些加熱源。而不是電。

也就是說(shuō)甲醇和電能是可以互補(bǔ)的。前提是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率在經(jīng)濟(jì)上相當(dāng)于甲醇和電能。

2.3經(jīng)濟(jì)價(jià)值及其對(duì)人的影響

經(jīng)濟(jì)上，甲醇/二甲醚和電能的計(jì)算過(guò)于復(fù)雜。無(wú)法計(jì)算。從存在就是合理的角度，可以判斷太陽(yáng)能利用是甲醇主導(dǎo)還是電能主導(dǎo)嗎？這樣想，為什么石油、天然氣、煤炭能成為目前的主要能源？這是太陽(yáng)能隨著時(shí)間的推移而積累，并因自然而豐富。如果把這個(gè)時(shí)間壓縮到一年，濃縮范圍就擴(kuò)大了一萬(wàn)倍。提高了轉(zhuǎn)換效率。然后得到甲醇。它現(xiàn)在和化石能源一樣占主導(dǎo)地位?；谶@個(gè)判斷。認(rèn)為甲醇很可能延續(xù)化石能源的優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)扮演光伏時(shí)代能源的角色。

就人類影響而言，甲醇、光伏、核電、地?zé)崮芏紩?huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。如果光伏制造過(guò)程中出現(xiàn)一些污染和儲(chǔ)能問(wèn)題，核電將是致命的。然而，甲醇生產(chǎn)中的輕液技術(shù)具有一些其他技術(shù)不具備的優(yōu)勢(shì)。即零污染，解決污染。其他能源如交通便利、能量密度、技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度等，都有甲醇/二甲醚技術(shù)。

“太陽(yáng)樹(shù)”。了解一下？發(fā)電、儲(chǔ)能或未來(lái)EV充電站(2)

SolarBotanic Trees公司表示，這種樹(shù)將使用效率高達(dá)24%的單晶電池，這些電池將被封裝在3D形狀的葉片中。其第一代“太陽(yáng)樹(shù)”將于2023年初上市。