【摘要】:我们等价于假设:1)所有的原材料储量都可以被开采提炼;2)所有的原材料均仅用于太阳电池产业;3)电池和组件制造过程中没有材料损耗;4)组件具有无限长的使用寿命。关于原材料的储量和年产量的最新数据取自于美国地质调查局[4]。需要指出,资源的储量是一种估算,将来有可能发现新的储量。
目前所有的产业化太阳电池技术,包括晶体硅、碲化镉、薄膜硅和铜铟镓硒,均由于自然资源的有限性而限制了其发展到太瓦级规模[6]。这些限制包括了原材料的储量不足(晶体硅、碲化镉、薄膜硅和铜铟镓硒)[7-9]以及晶体硅太阳电池制备的高能耗[10,11]。我们在这里定量分析了基于资源限制下每种电池技术所能达到的最大可能规模。特别是,定量分析了这些电池技术的总合效应对我们未来能源结构的影响。
我们这里提供的分析是在最好的情景下做出的。假设一种技术每1Wp电池需要1g的材料,而地球仅有10g该材料,那么该电池技术最大可能的容量是10Wp。我们等价于假设:
1)所有的原材料储量都可以被开采提炼;
2)所有的原材料均仅用于太阳电池产业;(www.daowen.com)
3)电池和组件制造过程中没有材料损耗;
4)组件具有无限长的使用寿命。上述假设没有一个是真实可能的,所以实际上这里提供的分析是当前电池技术的上限,并且它们实际上对我们未来能源结构的贡献将远低于我们的分析。
关于原材料的储量和年产量的最新数据取自于美国地质调查局[4]。此外,电力容量、生产和消费等最新数据则取自于美国能源信息管理局(U.S.Energy Information Administration,EIA)[12]。需要指出,资源的储量是一种估算,将来有可能发现新的储量。然而,除了晶体硅以外,所有这些电池技术对我们未来能源结构的贡献都太小,以至于即使其材料储量增加10倍也不会明显改变我们分析的结论。
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