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可再生能源取代化石能源是公認的能源轉型方向；而施正榮、朱共山提出的“硅基能源將取代碳基能源”這一觀點，存在爭議。

硅基能源是一個新詞，尚無準確公認的定義。廣義來說，它是指以硅為原材料（介質）產生的能源產品，與煤炭、石油、天然氣等富含碳元素的能源產品相對應。狹義來說，硅基能源主要是指以晶硅電池為主的光伏發電。

在近日(ri)舉行(xing)的第十五屆（2021）SNEC全球光伏大會上，大會執行(xing)主(zhu)席(xi)、協(xie)鑫集(ji)團(tuan)董事(shi)長朱共山表示，“碳中(zhong)和”正(zheng)在催生(sheng)一場硅基能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)取代(dai)(dai)(dai)碳基能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的清潔能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)替代(dai)(dai)(dai)革命。能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)轉(zhuan)型的實(shi)質，是以硅能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)代(dai)(dai)(dai)表的清潔能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)，替代(dai)(dai)(dai)傳統的碳能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)。

朱(zhu)共山提出上(shang)述觀(guan)點的論(lun)據(ju)是(shi)：與煤炭(tan)、石油、天(tian)然氣等碳基能源(yuan)日漸(jian)枯竭相比，硅基能源(yuan)的有效(xiao)利(li)用才剛(gang)剛(gang)開始。硅是(shi)除了氧氣之外，地殼表層最為常見的元素，廣泛存在于巖石甚(shen)至(zhi)是(shi)普通的沙粒之中，而且(qie)硅的性能穩定，提純技術成熟(shu)，可作為光伏和半導體(ti)產(chan)業的火車(che)頭，成為未來能源(yuan)的主力軍。

在(zai)朱(zhu)共山發表上述論述前，澳大利亞(ya)國(guo)家科(ke)學和工程技術院院士、上海(hai)電力大學教授、原無錫尚德董事長施正(zheng)榮(rong)已(yi)提出過類似(si)觀(guan)點。在(zai)此(ci)次大會(hui)上，施正(zheng)榮(rong)再次稱，以化石(shi)能(neng)源為代表的碳基(ji)能(neng)源將轉(zhuan)向以光伏為代表的硅基(ji)能(neng)源。

施正榮表示(shi)，光(guang)伏發電所用的(de)(de)(de)晶體硅技(ji)術經(jing)過(guo)了20多年的(de)(de)(de)發展，技(ji)術、人(ren)才、設備、供應鏈、資本、市(shi)場方面已形成非常完整(zheng)的(de)(de)(de)體系，未來是(shi)硅基能(neng)(neng)源的(de)(de)(de)時(shi)代。同時(shi)，光(guang)伏制(zhi)氫將開拓高(gao)效清潔(jie)智能(neng)(neng)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)源發展新(xin)路徑，光(guang)伏與(yu)儲能(neng)(neng)的(de)(de)(de)結合(he)(he)是(shi)未來智能(neng)(neng)城市(shi)特征之一。只要將硅基能(neng)(neng)源與(yu)儲能(neng)(neng)技(ji)術、綠色建(jian)筑和物流交通等相結合(he)(he)，便(bian)可使電力(li)像Wi-Fi一樣免費且便(bian)利(li)。

硅(gui)基能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)源(yuan)泉是(shi)太(tai)陽(yang)，太(tai)陽(yang)能(neng)自然取之不竭。從硅(gui)元素的(de)(de)(de)(de)特點(dian)上來看，硅(gui)基能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)確大(da)有可(ke)為。硅(gui)在地球中的(de)(de)(de)(de)含量僅次(ci)于氧，排行第二。硅(gui)不僅廉(lian)價易得，還具有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)導(dao)電功能(neng)，是(shi)各種(zhong)半導(dao)體(ti)中應用最廣的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)。硅(gui)元素提純(chun)技術成熟(shu)，制作成本(ben)低，如今硅(gui)的(de)(de)(de)(de)提純(chun)度可(ke)以達到99.999999999%。

從光(guang)伏(fu)(fu)產(chan)(chan)業(ye)的(de)(de)歷史來看，基于(yu)硅材料(liao)的(de)(de)光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)池(chi)并不(bu)是唯一(yi)選(xuan)擇(ze)。光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)池(chi)能(neng)量(liang)轉換(huan)的(de)(de)原理是光(guang)生(sheng)(sheng)伏(fu)(fu)特(te)效應，它是指半導體(ti)在(zai)受到光(guang)照射(she)時(shi)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)動勢(shi)的(de)(de)現象(xiang)。1839年，法國科學家Alexandre Edmond Becqurel發現，光(guang)照能(neng)使半導體(ti)材料(liao)的(de)(de)不(bu)同部(bu)位(wei)之間產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)位(wei)差(cha)，若用(yong)導線將不(bu)同部(bu)位(wei)連(lian)接起來，則有(you)電(dian)流輸出。這種現象(xiang)后被(bei)稱為(wei)光(guang)生(sheng)(sheng)伏(fu)(fu)特(te)效應。

最早的(de)光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)池(chi)(chi)是科學家們在(zai)19世紀末發明的(de)固態硒電(dian)池(chi)(chi)，當(dang)時的(de)光(guang)(guang)電(dian)轉換效率僅有1%。美國貝爾實驗室(shi)D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson等人(ren)在(zai)1954年研制出了第一個無機單(dan)晶太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)(chi)，其光(guang)(guang)電(dian)轉化效率為6%。此為現代(dai)硅基光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)池(chi)(chi)時代(dai)的(de)開始。

也是(shi)在(zai)1954年(nian)，在(zai)玻璃上沉積硫化(hua)鎘薄(bo)膜制(zhi)成(cheng)的(de)第一塊薄(bo)膜太(tai)陽能(neng)電(dian)池誕生(sheng)了(le)。在(zai)那之后，科學家們(men)還研制(zhi)了(le)砷化(hua)鎵（GaAs）、砷鋁化(hua)鎵（GaAlAs）、碲(di)化(hua)鎘（CdTe），以及基于(yu)硅材料的(de)其(qi)他多種薄(bo)膜太(tai)陽能(neng)電(dian)池。

施正榮(rong)在(zai)預言(yan)硅(gui)基能源時代將(jiang)來臨之(zhi)前(qian)，曾潛心(xin)研究薄膜太陽(yang)能電池。施正榮(rong)于1991年在(zai)澳大利亞新(xin)南威爾士(shi)大學獲得博士(shi)學位，其博士(shi)論(lun)文以多晶(jing)硅(gui)薄膜太陽(yang)電池技術為主題。

在半(ban)個多世紀的時(shi)間(jian)里，薄膜太陽能電(dian)(dian)池和(he)硅基光(guang)伏電(dian)(dian)池各有(you)發(fa)展，沒有(you)哪(na)種技術路線完全勝(sheng)出。直到最近兩三年，以高純(chun)度硅材料(liao)(liao)作(zuo)為主要(yao)原材料(liao)(liao)的晶體硅太陽能電(dian)(dian)池，成為了(le)當前唯一的主流光(guang)伏電(dian)(dian)池，量產單晶硅電(dian)(dian)池最高轉換效率(lv)在22—23%之(zhi)間(jian)。

德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(Fraunhofer ISE)所長Eicke R.Weber教授(shou)在此次SNEC全球光伏(fu)大會上(shang)表(biao)示，基(ji)于硅材(cai)料的(de)電池(chi)(chi)現在占(zhan)到(dao)了光伏(fu)電池(chi)(chi)總產量(liang)的(de)95%以上(shang)。硅基(ji)光伏(fu)電池(chi)(chi)的(de)技術仍(reng)在不斷(duan)發(fa)展和(he)進步(bu)，預計將會實現30%的(de)轉換效率。

半導(dao)體材(cai)料(liao)專家(jia)、中(zhong)國科學院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士(shi)楊(yang)德(de)(de)仁(ren)(ren)給出的(de)數據是：基于硅(gui)材(cai)料(liao)的(de)光伏(fu)電(dian)池已占到(dao)光伏(fu)電(dian)池市場(chang)的(de)97.5%。楊(yang)德(de)(de)仁(ren)(ren)在此次SNEC全球光伏(fu)大(da)會上(shang)說(shuo)，目(mu)前的(de)硅(gui)基光伏(fu)電(dian)池與(yu)其1956年誕(dan)生之初的(de)技術沒(mei)有根(gen)本區別，這是太陽能(neng)(neng)電(dian)池最簡單(dan)的(de)模(mo)型。對于施(shi)正榮提出的(de)硅(gui)基能(neng)(neng)源概念，楊(yang)德(de)(de)仁(ren)(ren)未(wei)置可(ke)否(fou)。

在(zai)利(li)用太(tai)陽(yang)生產(chan)能(neng)(neng)源(yuan)的領域(yu)，并不僅存在(zai)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)一(yi)種(zhong)技術路線，還包括光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)技術。光(guang)(guang)伏(fu)(fu)發(fa)電(dian)是(shi)利(li)用半(ban)導(dao)體界面的光(guang)(guang)生伏(fu)(fu)特效應將(jiang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)直接(jie)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變為電(dian)能(neng)(neng)；光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)是(shi)將(jiang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)先轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)為熱能(neng)(neng)，再將(jiang)熱能(neng)(neng)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)為機(ji)械能(neng)(neng)，最(zui)終(zhong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)為電(dian)能(neng)(neng)。

光熱發電(dian)的核心材料（介質）幾(ji)乎與硅材料無關。無論是在(zai)中國還是全球(qiu)，光熱發電(dian)的產業(ye)成熟度遠落后于(yu)光伏，但(dan)并(bing)沒有被拋棄。

光熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)項目能(neng)夠借助儲熱(re)(re)系(xi)(xi)統存(cun)儲熱(re)(re)能(neng)，提(ti)高系(xi)(xi)統發(fa)電(dian)(dian)的穩定性和可(ke)靠性，其電(dian)(dian)力(li)(li)輸出穩定，具(ju)有調峰(feng)調頻能(neng)力(li)(li)，對電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)統更友好。光熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)主要有槽式(shi)(shi)、塔式(shi)(shi)、碟式(shi)(shi)（盤式(shi)(shi)）、菲涅爾式(shi)(shi)四(si)種系(xi)(xi)統。

在(zai)五、六年(nian)前，光熱(re)和光伏還處于同場競技的(de)狀(zhuang)態。2014年(nian)9月國際能(neng)源署(shu)發(fa)布的(de)太陽能(neng)發(fa)電(dian)路線(xian)圖認為，到(dao)2050年(nian)，光伏、光熱(re)發(fa)電(dian)將占全球發(fa)電(dian)總量的(de)16%及11%。

美國和(he)歐洲的光(guang)熱技(ji)術在(zai)全球領先。中(zhong)國在(zai)扶持光(guang)伏產業的同(tong)時，也在(zai)補貼(tie)推動(dong)光(guang)熱技(ji)術的發(fa)展。2016年9月，國家(jia)能(neng)源局啟動(dong)首批(pi)20個光(guang)熱發(fa)電示范項(xiang)目(mu)建(jian)設，總(zong)計裝機容量近(jin)135萬千瓦。這(zhe)20個示范項(xiang)目(mu)中(zhong)包含9個塔(ta)式，7個槽式和(he)4個菲涅爾(er)式系統。

如今(jin)，光(guang)(guang)熱(re)(re)由于技術不成(cheng)(cheng)熟、成(cheng)(cheng)本居高不下等原因，被光(guang)(guang)伏(fu)產(chan)業遠遠拋(pao)在了后面。中國《太陽能發(fa)展“十三(san)五”規劃》的目標(biao)是，到2020年底光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)裝機(ji)容(rong)量(liang)達到5000兆瓦(wa)。截至目前，中國僅建成(cheng)(cheng)光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)項(xiang)目520兆瓦(wa)，但已位居全球第四位。據光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)媒體CSPPLAZA統計，2019年全球光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)建成(cheng)(cheng)總裝機(ji)容(rong)量(liang)6451兆瓦(wa)，同比增長6.29%。

光(guang)(guang)伏(fu)(fu)在全(quan)(quan)球(qiu)的發展都處(chu)于快速(su)增長(chang)的態勢。據(ju)國際能源署統(tong)計(ji)(ji)，截止2020年底(di)，全(quan)(quan)球(qiu)累計(ji)(ji)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)裝機760.4GW。有20個國家的新增光(guang)(guang)伏(fu)(fu)容量超過了1GW。其中(zhong)中(zhong)國、歐盟和(he)美國分(fen)別以48.2GW、19.6GW和(he)19.2GW位列全(quan)(quan)球(qiu)前(qian)三。

盡管發展緩慢，但(dan)中國等(deng)諸多國家仍在(zai)推動(dong)光(guang)熱的發展。國家能源(yuan)局新(xin)能源(yuan)和可再(zai)生能源(yuan)司新(xin)能源(yuan)處處長邢(xing)翼(yi)騰今年5月公開(kai)表示，在(zai)“十四(si)五”期間將繼續支持(chi)在(zai)青(qing)海、新(xin)疆(jiang)、甘肅、內蒙古等(deng)資源(yuan)優質區域，建設一(yi)定規(gui)模(mo)的光(guang)熱發電項目，發揮光(guang)熱發電的調節作用和系(xi)統支撐能力，保(bao)障光(guang)熱發電產業(ye)能夠接續發展。

因此，從整個太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)產業(ye)來說(shuo)，硅基(ji)光(guang)伏仍不能(neng)(neng)說(shuo)已沒有對(dui)手。在太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)發電(dian)行業(ye)之外，風電(dian)、生(sheng)物質能(neng)(neng)等(deng)其他可再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)也(ye)具有較(jiao)大的(de)發展(zhan)潛力，硅基(ji)能(neng)(neng)源(yuan)并不會(hui)成為接替化(hua)石能(neng)(neng)源(yuan)的(de)唯一主力軍。

“我不支持某類(lei)可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)將(jiang)一(yi)家獨大的(de)(de)(de)觀點。”國(guo)家應對氣候變化戰略(lve)研究和國(guo)際(ji)合作中心首任主任、中國(guo)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)研究會常務理事李俊峰(feng)李俊峰(feng)對《財經》記者說，能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)革(ge)命(ming)的(de)(de)(de)兩大支柱是(shi)提高能(neng)(neng)(neng)效和發展可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)，未來的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)產業也不會是(shi)僅發展可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)。

不過，光伏(fu)產業的(de)(de)(de)大多數人士都認(ren)為，光伏(fu)將(jiang)超越風(feng)電(dian)等其他(ta)可再(zai)生能源，成(cheng)為接替化石能源的(de)(de)(de)第一主(zhu)力。硅(gui)料龍(long)頭(tou)企業通威集團董(dong)事局主(zhu)席(xi)劉(liu)漢元在此次全球光伏(fu)大會(hui)上表示，光伏(fu)發電(dian)資源充(chong)足，轉換效率相對(dui)最高(gao)，將(jiang)會(hui)占據(ju)未來可再(zai)生能源來源的(de)(de)(de)60%-70%，甚至更高(gao)；風(feng)力發電(dian)占據(ju)20%左右；剩余的(de)(de)(de)10%，由(you)水電(dian)、生物質(zhi)發電(dian)和核(he)電(dian)等發電(dian)方式組成(cheng)。