科学也撒谎？

科学也撒谎？　　

—调侃新能源产业中的大规模太阳能发电　　

应对全球性经济危机，中国政府出台了十大产业振兴计划。其中就能源产业中太阳能发电领域，表面光鲜的理论十分抢眼，展示的未来又美妙绝伦，但真实情况远非如此。即便是纸上谈兵，也能清楚感受到科学理论掩盖下的谎言！　　

先提一下太阳能吧：太阳的光能垂直照射到地表面，理论上只有642.5w/m ²（太阳常数1367w/m ²，反射回太空30%，被大气吸收23%）。一般地说冬天的光强平均为夏天的一半左右；阴雨天时连晴朗时的1/5都未必有；再考虑昼夜的交替，所以，全年只有1/10的时间处在最佳光照状态即相当于在峰值光照状态下的876小时。　　

再说一下太阳能光伏打电池：现在可大规模工业化生产的有单晶硅和多晶硅型，其中成本和技术更利于普及的是多晶硅型光伏打电池。它的技术指标：理论光电转化效率可达12-14%（AM1.5光谱），实际应用时不足10%；理论使用寿命15-25年，实际寿命按20年算；理论功率衰减25%，实际值会比这高；比功率约1-2w/kg（光电池板）；性价比估计人民币25-40元/w。　　

由于设计一块采光面积为1 m ²多晶硅光伏打阵列电池板（不妨把它叫做X板），把它放在中国的中部地区（如河南，太阳辐射能5000-5850MJ/ m ².年），在晴朗的夏季正午，使X板正对着太阳，这时峰值发电功率40w（实际光强取400w/ m ²，光电转化效率取10%）。每年可发电35.04kwh（按峰值工作876小时计算）。全寿命期（20年）可发电700.8kwh。（这些都是理想状态下的数据，即电池板上的灰尘随时都被擦净；雨滴痕迹从不影响采光；甚至从不产生冰或雪的覆盖；另外产品质量好到了极至，每块光伏打片都能工作到它“生命”的最后一息；电池板内各种线路在20年的风风雨雨中决不发生任何问题）但千万别以为能用到上述电能，因为光伏打电池发出的是低压直流电，不能与家庭用电匹配。必须先把太阳能电池板发出的直流电贮存在蓄电池中，然后通过逆变器、匹配器、变压器等转化为220v50Hz的民用交流电。这一系列的转化转移又产生大量损耗。按系统转化效率70%计算，刚才设计的X板每年就只有25kwh的有效发电能力，而20年的总发电量为490kwh。　　

天下没有“免费的午餐”，为了获取“取之不尽，用之不竭”的太阳能，并把它尽可能多地转化为电能，将要付出怎样的代价呢？还是以X板为例来把“太阳能发电－能源”这个笑料抖开。　　

从制造电池板所需几项最基本材料说起：　　

第一项，多晶硅薄膜（厚度100um，面积1 m ²）质量约0.22kg，多晶硅是高能耗产品，仅中间体高纯硅就耗初级能源（像石油、煤）1500kwh/kg。所以1 m ²的光电池板至少耗能330kwh，顺便说一句　　

第二项，正面玻璃板（厚度2.5mm，面积1 m ²）质量6.5kg，大约耗能40kwh（玻璃板平均能耗6kwh/kg）。　　

第三项，塑料和橡胶（用于背板、绝缘材料、蓄电池容器、密封件、导线外包等）至少质量为10kg，耗能240kwh（至少2kg的石油才能生产出1kg的塑料或橡胶制品，石油12kwh/kg）。　　

第四项，铝合金（用于框架、支撑的材料）质量8kg，耗能200kwh（铝的化学能约8kwh/kg，炼铝要大量消耗焦炭和电能）。　　

第五项，铜及铜合金（电解铜用于导线，黄铜用于耐腐零件）质量为3kg，耗能40kwh。没有考虑蓄电池及外围设备的用铜。　　

第六项，铅（用于12v70Ah铅蓄电池）约5kg，耗能20kwh。　　

第七项，钢材和水泥（用于固定、安装光电池板、由于不同条件数值出入太大，就按悬空户外广告牌的消耗量计算）钢材为7kg，耗能约70kwh。　　

看来，只要将上述七项材料简单堆放在一起，即使没有把它们加工安装成真正的X板，当然也没有发生边角废料的损耗或生产过程中的能耗。现在已经可以认为总质量至少为40kg，消耗初级能源940kwh（相当于80kg石油）。注意！以这块X光电池板为核心、峰值光电功率为40w，二十年总有效发电量为490kwh的太阳能光伏打发电系统事实上从能源角度讲却要倒贴，也就是浪费至少450kwh的初级能源！完全违背了节能、环保并可持续发展的初衷。这样的“太阳能”干净吗？符合“科学发展观”吗？　　

顺着“太阳能发电”的可笑思路继续走下去：一般城镇三口之家月耗电100kwh全年则为1200kwh即需要48块X板（峰值功率约2kw）组成一个太阳能供电系统，但它占地至少50 m ²（无论地面、墙壁还是楼顶，它挡光的面积不变）。在寸土寸金的城市这可能吗？把它放在农田里呢，假设13亿人都按这样的家庭用电标准算需占地220亿m ²（折合2.2万平方公里）这可能吗？把它建在西部沙漠、高原中，即使不提大规模远距离输电配电到中东部地区的可能性，仅材料消耗石油17亿吨、铝2亿吨、铜0.8亿吨、铅1.2亿吨……哈哈！全世界的铅和铜都给中国人也不够啊！这无疑是痴人说梦！　　

结论，如果把太阳能光电池板发电技术用于道路指示灯、照明路灯、电源备份系统、边远地区家庭照明、特殊用军用等是可信的，值得发展并推广。而把它做为传统矿物能源的替代则完全是悖论。希望这个荒谬的逻辑不要真正成为旷世的笑话！