在科技的發(fā)展道路上，離不開(kāi)能源的助力，特別是再科技飛速發(fā)展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人員不斷開(kāi)發(fā)新能源，這就再當(dāng)下最需要研發(fā)太陽(yáng)能的使用。近日，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署指出，12%的全球二氧化碳排放量來(lái)自制冷和空調(diào)行業(yè)，由芬蘭阿爾托大學(xué)研究人員牽頭的一項(xiàng)研究對(duì)此提出了解決方案：太陽(yáng)能和儲(chǔ)能。

芬蘭研究人員與麻省理工學(xué)院和新加坡-麻省理工學(xué)院聯(lián)盟科研中心的同事合作，共同編著了論文《在21世紀(jì)利用光伏技術(shù)滿(mǎn)足全球制冷需求》。學(xué)者們聲稱(chēng)，如果全球的制冷系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電，那么住宅制冷行業(yè)在去年可能就已經(jīng)保持約540GW的太陽(yáng)能發(fā)電量。

“我們研究發(fā)現(xiàn)，隨著熱帶國(guó)家財(cái)力增長(zhǎng)，對(duì)制冷設(shè)備的需求日益增多;而且由于全球變暖趨勢(shì)的發(fā)展，在整個(gè)21世紀(jì)的大部分時(shí)間里，制冷裝置每年可以維持另外20-200 GW的光伏發(fā)電量 – 具體發(fā)電量取決于所選擇的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和氣候變化背景 – 盡管空調(diào)設(shè)備隨著時(shí)間的推移越來(lái)越高效，”該報(bào)告作者寫(xiě)道。

從北美開(kāi)始

據(jù)稱(chēng)這是首個(gè)力圖評(píng)估制冷行業(yè)與光伏行業(yè)之間協(xié)同效應(yīng)的研究，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末，制冷需求可能會(huì)從去年的400 TWh增長(zhǎng)到近14,000 TWh。研究人員稱(chēng)，這樣一個(gè)35倍的增幅將需要在本世紀(jì)完成相當(dāng)大部分的太陽(yáng)能電池板裝機(jī)。

該論文指出，北美的高收入家庭確保市場(chǎng)目前在制冷和太陽(yáng)能行業(yè)之間實(shí)現(xiàn)最佳的交叉。“到2015年底，北美的住宅制冷可能保持的光伏發(fā)電總?cè)萘考s為155 GW，”該報(bào)告稱(chēng)。 該論文預(yù)測(cè)，人口密集的南亞和撒哈拉以南非洲地區(qū)的制冷需求預(yù)計(jì)在本世紀(jì)下半葉將會(huì)增加，前者預(yù)計(jì)到2065年能夠維持1 TW太陽(yáng)能發(fā)電量，到本世紀(jì)末預(yù)計(jì)將超過(guò)2 TW。該研究預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)末，撒哈拉以南非洲地區(qū)可保持3 TW光伏發(fā)電量。 預(yù)計(jì)在本世紀(jì)末，中東和北非的制冷行業(yè)將有可能保持約532 GW的太陽(yáng)能發(fā)電量，估計(jì)拉丁美洲的太陽(yáng)能發(fā)電量潛力將達(dá)到482 GW。該研究稱(chēng)，預(yù)計(jì)歐洲和前蘇聯(lián)到本世紀(jì)末的太陽(yáng)能發(fā)電量?jī)H達(dá)到104 GW。

季節(jié)性匹配偏差

該研究強(qiáng)調(diào)，制冷需求的季節(jié)性差異大于光伏發(fā)電產(chǎn)量顯示的差異。“因?yàn)殡x赤道越近，季節(jié)性差異就越小，通常在靠近赤道的區(qū)域，制冷與光伏[能量供應(yīng)]之間表現(xiàn)出較強(qiáng)的協(xié)同作用，因此，以小時(shí)計(jì)可滿(mǎn)足較大比例的制冷需求，”該報(bào)告作者補(bǔ)充道。

因此，拉丁美洲和撒哈拉以南非洲預(yù)計(jì)可能成為支持太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)最具潛力的地區(qū)，到本世紀(jì)末，該地區(qū)光伏發(fā)電能夠滿(mǎn)足高達(dá)59%的制冷用電需求，中東、北非和南亞地區(qū)的這一比例預(yù)計(jì)約達(dá)到56%。

該報(bào)告重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，儲(chǔ)能是提高光伏所滿(mǎn)足的制冷用電需求比例的一個(gè)因素。“我們發(fā)現(xiàn)，短期儲(chǔ)能的好處隨著時(shí)間推移而大幅增加，因?yàn)樵谥饕嬖跁円共黄ヅ涠羌竟?jié)性不匹配的地方，制冷需求增長(zhǎng)，”該報(bào)告指出。然而，該研究的作者聲稱(chēng)，即便沒(méi)有儲(chǔ)能，光伏發(fā)電也能夠直接為全球約半數(shù)的制冷需求供電。目前太陽(yáng)能還未能更好被人類(lèi)利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟?lèi)的能源夠人類(lèi)發(fā)展所需。