對能源產業(yè)等事關國民經濟命脈的基礎產業(yè)，最重要的戰(zhàn)略就是確定正確的技術路線。雖然能源問題很容易被理解為產業(yè)政策問題，但從根本上看，關鍵還是在于技術路線。只有堅持正確的技術方向，再通過實施國家戰(zhàn)略層面的創(chuàng)新工程促進科研，才能逐漸過渡到市場應用，推動經濟社會持續(xù)健康發(fā)展。
能源界呼喚創(chuàng)新精神
當前能源行業(yè)最大的問題就是習慣抄襲模仿，不肯突破，不敢創(chuàng)新。完成國家能源戰(zhàn)略的重大突破，必須要勇于創(chuàng)新，簡單的照抄沒有希望。對于國外已經解決的問題，我們抄一下還可以，但對很多全世界都沒有解決的問題，比如節(jié)能減排、應對氣候變化等，就沒有了抄襲和模仿的可能，必須要立足國內實際情況進行科技創(chuàng)新。
面對國際能源領域的創(chuàng)新，我國科技界的教訓很深刻。美國人依靠頁巖氣走出了一條“能源獨立”的道路，但是這幾年我參加了無數(shù)次能源問題的討論，我們的科學家就沒有誰講過頁巖氣重要，更不要說敢去攻關了。
中國工程院院士顧國彪曾著文指出，科技界最不愿意創(chuàng)新，原因就在于創(chuàng)新要負責任，創(chuàng)新很累，創(chuàng)新很難，而且失敗了以后還有人說三道四，甚至會說是浪費國家資產要追究責任等等，因此沒人愿意干。當務之急是盡快形成鼓勵創(chuàng)新、支持創(chuàng)新的良好環(huán)境。
能源創(chuàng)新是國家工程
大的戰(zhàn)略性問題，沒有頂層設計根本不行。要占領新能源等戰(zhàn)略性新興產業(yè)的制高點，僅靠企業(yè)和科學家不行，必須依靠國家來推動。因為其影響的是全局性問題，所以需要從國家層面很好地規(guī)劃設計。
十八屆三中全會公布的決議明確規(guī)定，國家要投入到重大的、前瞻性的戰(zhàn)略性新興產業(yè)，能源產業(yè)如果不動員國家力量，僅僅靠私人力量很容易出現(xiàn)少慢差費的問題。當年抓原子彈和氫彈，是毛主席、周總理親自抓，當今要解決能源戰(zhàn)略這類大問題，同樣需要一把手親自過問。
因此，在能源發(fā)展的模式、重大技術問題上，應該成立真正權威的國家級太陽能研究院、風能研究院，由國家組織全國的科技力量進行攻關，把最優(yōu)秀的人才集中起來研發(fā)可再生能源。沒有國家規(guī)模的研發(fā)，無法想象我國能在世界新能源技術的創(chuàng)新大戰(zhàn)中取得勝利。
在這方面完全可以借鑒美國的經驗，從克林頓時期的信息高速公路計劃，到小布什的氫經濟戰(zhàn)略，再到現(xiàn)在奧巴馬的綠色新政，都極大推動了美國經濟的發(fā)展。這都表明，涉及國家未來的戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展，必須領導人親自過問并應制定系統(tǒng)方案，集國家力量推動。
發(fā)展新能源需與抽蓄聯(lián)動
中國嚴重短缺的是化石能源，但可再生能源世界一流。中國水能資源有7億千瓦，遠遠超過美國，占世界首位；中國的風能資源是全世界最豐富的，初步統(tǒng)計全國離地面50米高的三級以上的風能資源可開發(fā)量達到26億千瓦。中國落地的太陽能每年達到1.7億萬噸標準煤，但利用還不到總量的十萬分之一。
從現(xiàn)實考慮，面對最為迫切的石油安全問題，需要拓寬思路、努力創(chuàng)新、開源節(jié)流，通過優(yōu)化能源結構，大力發(fā)展包括頁巖氣在內的天然氣來替代煤炭和石油。因此，從產業(yè)鏈角度考慮，能源科技界當下應盡早開展創(chuàng)新性的“天然氣加煤”的化工的技術研發(fā)。
長期來看，因為傳統(tǒng)化石能源總有枯竭的時候，所以中國解決能源問題的唯一辦法，就是大力發(fā)展可再生能源，需要解決的問題就是風能太陽能等新能源存在的間歇性波動。這同樣需要系統(tǒng)創(chuàng)新來解決，不僅要看到電能，還要看到熱能。現(xiàn)在電網面臨的突出難題，是夏季空調用電。解決這一題難的最佳方案，是迅速建立一個以太陽能為中心，以其他可再生能源為補充的專門調控高峰用電的網絡，大幅度減少火力發(fā)電機組的投資，做到可再生能源和傳統(tǒng)發(fā)電模式的雙贏。
從能源資源稟賦出發(fā)，因為中國有大量的山地丘陵地形和豐富的水能資源，適宜修建抽水蓄能電站。從最大限度地利用“有效”電能的角度來看，抽水蓄能電站應該與可再生能源配套，與風能、太陽能配套。因為可再生能源發(fā)電是直流不是交流，直流變交流后上網，要解決的技術問題比較多，而且如果從直流電變交流電，包括逆變系統(tǒng)、上網加上線路損失，損失能量可達10%~15%。與抽水蓄能電站結合，可以避免損失，省去上網的成本。這樣的優(yōu)勢有兩個：一是高峰用電的電價比較高。太陽能、風能的成本往往比較高，但是如果太陽能、風能能夠跟抽水蓄能電站相結合，專門保證高峰用電的供應，從電力的調配上最為合理。二是可以充分發(fā)揮水能發(fā)電的最大優(yōu)勢——啟動和關閉都比較容易，而火力發(fā)電、包括核發(fā)電，由于有“熱慣性”，不容易做到。所以應強烈呼吁太陽能、風能和水能部門，特別是修建抽水蓄能電站部門實行戰(zhàn)略合作。因為“太陽能+風能+抽水蓄能電站”一組合，“垃圾電”就變成了“優(yōu)質電”。
第三代光伏技術：
中國占領制高點
發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)，有一個占領技術制高點的問題，如果你占領的是低點，就肯定發(fā)展不起來。在太陽能領域，第三代光伏發(fā)電技術就是制高點，所以一定要高度重視，抓緊發(fā)展。
過去在有關太陽能光伏電池的思維模式中，人們眼睛只看到半導體技術的演進。但原有技術已經發(fā)展到了極限，要進一步提高光伏電池的單位面積發(fā)電量，于是人們從半導體技術轉向了現(xiàn)代光學，希望通過跟蹤、聚光的技術，用成本較低廉的光學聚光元件，取代和減少使用成本更為昂貴的半導體材料。
第三代光伏發(fā)電技術就是在這一新思維模式下的創(chuàng)新發(fā)展。這一技術因為成本更低、轉化率更高，可以比較容易地解決平價上網問題。聚光的意思就是不用單晶硅、多晶硅直接受光，而是用鏡子、反射鏡或者透射鏡把光聚攏起來，聚到新一代光伏電池上面，使發(fā)電量增加。從原理上講，聚光技術比半導體技術可以做到便宜得多。
國際上有幾家大的機構在研究第三代光伏發(fā)電技術，走的是“跟蹤+高倍聚光+高效砷化鎵聚光電池”的技術路線。雖然砷化鎵的轉化率非常高，能到40%多，但是砷化鎵必須用高倍聚光才有經濟效益，帶來的散熱和抗風難題很多。另外砷化鎵的市場價格是多晶硅的兩三百倍，而且原料比較少，如果規(guī)模生產的話，會面臨原料供應的大問題。
中國科學院科學家開發(fā)、研究的第三代光伏發(fā)電技術，可以描述為“跟蹤+低倍聚光+高效硅基聚光電池”。采用的硅基光電池技術，實驗用的N型晶體硅電池轉化效率是22.5%，通過8倍聚光以后，光電轉化率增加到24.5%~25.5%，實際產出的電量遠遠超過采用現(xiàn)有技術路線的電池。低倍聚光的技術線路符合中國實際，是很好的突破口，有著光明的前景。這項優(yōu)勢就在于，其不會完全破壞國內的單晶硅、多晶硅的生產體系，同時因為單位面積的發(fā)電量高，還可以節(jié)約大量的土地。
這一技術在我國已開始應用，在甘肅省武威地區(qū)建成的“4倍聚光+轉盤式跟蹤”的1兆瓦光伏電站，已經運行了幾年。2011年9月，在內蒙古多倫地區(qū)建設示范電站，該電站的光伏系統(tǒng)每瓦峰值功率售價下降到了1.6萬元/千瓦，已經接近《“十二五”太陽能光伏產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出的2015年光伏系統(tǒng)成本下降到1.5萬元/千瓦的目標，按10年回收期計算的發(fā)電成本，可以下降到0.7元/千瓦時。（何祚庥）
