我们需要多少太阳能电池板来应对气候危机？

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返回列表 来源：发布日期： 2022.09.08 浏览次数：

专家表示，零碳排放能源系统将主要依赖低成本太阳能发电。到 2025 年，全世界必须建造大约 100 家大型太阳能电池板工厂，才能在 2035 年之前“消除”其能源供应短缺问题。

“我们知道世界需要对其能源系统进行去化石化，”芬兰拉彭兰塔 LUT 大学太阳能经济学教授 Christian Breyer 说，他的研究小组模拟了未来零排放能源系统的过渡路径。“我们需要尽可能快速、安全和经济地实现净零温室气体排放，”他告诉德国之声。“要做到这一点，我们需要为世界每个地区提供技术上可行、成本优化的过渡途径。我们的计算表明我们可以如何做到这一点。”
LUT 的成本优化模型于 2019 年发布，展示了如何实现净零碳排放的全球能源系统。在该模型中，在实现零排放的那一年，太阳能光伏 (PV) — 太阳能电池板 — 为各种用途提供了全球一次能源总需求的 69%。其余来自风能、生物质能和垃圾、水电和地热能。
布雷耶强调说，他的零排放方案不包括核电，因为它“太贵了”。“光伏技术一年比一年便宜，而核电站的建设成本却在上升。” 此外，安装和运营太阳能发电厂更容易、更快、风险更小。

世界何时必须停止燃烧化石燃料？

LUT 研究人员基于太阳能的模型提出了两个问题。首先，如果我们要实现将全球变暖控制在 1.5 摄氏度（2.7 华氏度）以下的国际商定目标，全球何时必须达到温室气体的净零排放？其次，如果要实现这一气候目标，必须建造多少太阳能电池板制造厂——以及何时——才能满足太阳能光伏在所有能源生产中的三分之二份额？

DW 询问英国利兹大学的气候科学家 Piers Forster，如果要遵守 1.5 C 的目标限制，那么可以累积多少二氧化碳排放到空气中——而无需随后付出巨大努力去除二氧化碳通过昂贵的地球工程或碳排放措施减少空气。

他发人深省的回答是：到 2021 年初，为了有三分之二的可能性保持在 1.5 C 以下，人类最多可以向空气中释放 1,950 亿吨二氧化碳 (GtCO2)，超过已经释放的 1,700 GtCO2自工业革命开始以来（见 Constrain-EU 报告第 23 页）。

仅在 2019 年，排放总量就约为 40 GtCO2。如果未来几年的排放量保持大致水平——这很有可能——剩余的二氧化碳排放预算将在 2025 年底用完。在那之后，世界将处于碳超调状态，并有望朝着气候变化非常危险。

什么含义？“我们必须在 2025 年之后尽快实现零排放，”布雷耶说。“目前零排放的政治目标年是 2050 年。那太晚了。”

煤电的真实成本
为了避免危险的气候变化和长期海平面上升，现在释放到大气中的大部分碳将不得不在未来几十年内被清除。那将是非常昂贵的。布雷耶说，更快地扩展可再生能源系统并更快地关闭燃煤发电厂会便宜得多。

原因如下：生产 1 兆瓦时的燃煤电力会导致约 1 公吨的二氧化碳排放。从长远来看，积极地从空气中去除二氧化碳并永久储存它可能每吨花费大约 100 欧元（122 美元）。相比之下，2020 年德国的电力交易所平均 1 兆瓦时的电力成本为 33 欧元。

这意味着燃煤发电实际上比光伏或风力发电厂的电力贵四倍左右——或者如果积极回收和储存化石燃料燃烧释放的每吨碳的财务成本包含在价格中正如经济学家长期以来一直建议的那样，每兆瓦时的燃煤发电量。

“这甚至不包括燃煤电厂重金属排放的健康成本。仅在德国，这种污染每年就导致约 5,000 人过早死亡，而在亚洲，则有近 100 万人，”布雷耶表示公共卫生专家的估计。

解决方案：立即建造100座巨型光伏工厂
一个繁荣的碳中和 LUT 模型估计，净零排放的全球文明将 90% 由电力驱动——部分直接，部分通过合成燃料（电子燃料）。
其中 69% 的电力将来自太阳能光伏发电。实现那个未来需要多少个巨型光伏组件工厂——它们必须在什么时候建成？

这取决于我们是否愿意超过世界剩余的 200 GtCO2 碳预算。让我们想象一下过渡到到 2035 年完全由可再生能源供电的全球系统，让我们假设新的光伏组件工厂将在 2025 年就位，这样他们就可以在 10 年内完成工作。

迄今为止，全球最大的光伏组件工厂正在中国安徽省建设。据其开发商 GCL System Integration 称，其年产能将达到 60 GW。相比之下，2020年全球光伏产能约为200GW，其中大部分在中国。

LUT 模型设想，当世界达到净零碳排放时，全球可再生能源发电装机容量将达到 78,000 吉瓦。这包括 63,400 GW 的太阳能光伏，其中约 8,800 GW 将在欧洲。

到 2024 年，我们是否会建造足够的工厂来生产到 2035 年所需数量的太阳能电池板？差远了。根据目前的行业计划，到 2024 年，光伏年产能将仅为 400 吉瓦，全球仅生产和安装约 1,500 吉瓦的太阳能光伏组件。为了到 2035 年实现零排放情景，其中全球三分之二的能源来自太阳能，2025 年至 2035 年之间必须再生产和安装 62,000 吉瓦的光伏组件（62 太瓦）。即每年 6,200 吉瓦从 2025 年到 2035 年。

这意味着，为了应对气候挑战，到 2024 年，我们需要建设的产能是目前计划的 15 倍。换句话说，到 2024 年，我们需要再建设 100 个与 60 GW 安徽光伏组件工厂相同规模的 Gigafactories，年产能合计为 6,000 GW。如果欧洲要生产自己的光伏组件，而不是进口，那么这 100 家大型工厂中有 15 家必须设在欧洲。

这与埃隆马斯克在 2016 年的说法非常吻合，即拥有大约 100 个光伏超级工厂，可以生产足够的太阳能模块来为世界提供各种用途的电力。

这些数字告诉我们，作为全球净零排放竞赛的核心要素，可再生能源的快速扩张在技术上是可行的。毕竟，人类当然有可能建造和运营 100 家巨型工厂，其中 15 家在欧洲。我们面临的关键问题是：我们最终会认真对待气候科学家的警告，拿起我们的工具并完成工作吗？