人类对能源的利用已经历了３个发展阶段：第一阶段是18世纪前，人类只限于对木材、畜力、水力、风力等天然能源的直接利用；第二阶段是18世纪开始的产业革命，蒸汽机的出现促进了煤炭的大规模开采，到19世纪下半叶，世界进入了“煤炭时代”；第三阶段是19世纪70年代，电器工业迅速发展，电力代替了蒸汽机，石油首次取代煤炭占居世界能源消费结构的首位，世界进入了“石油时代” 。但是地球上石油、煤炭的储量有限，20世纪后半叶世界能源已开始从不可再生的石油、煤炭为主要能源逐步向多元能源结构过渡 。世界能源结构转变到以可再生能源为主将是一个漫长的过程，估计大约需要100多年的时间 。可再生能源主要包括水能、太阳能、风能、地热能、潮汐能以及生物质能等，其普及与推广利用现已是全世界的共识，可谓百年大计、任重道远 。可喜的是，进入21世纪，太阳能、风能等清洁能源发展迅猛 。2020年，全球太阳能和风能发电占全球总发电量的10％，是2015年水平的２倍 。国际能源署预测可再生能源的发电量到２０４０年将增加３倍，占全球总发电量的40％以上，其中太阳能光伏发电技术将是发展最快和应用最广的技术之一，预计未来几年装机容量将超过风电，15年内将超过水电，2040年后将超过煤电 。该预测的基础在于，过去30多年新型太阳电池结构的提出和工艺的不断优化，加上大规模应用的普及，使得过去10多年太阳能光伏电站成本降低90％以上 。相应地，光伏发电投标度电价格2017、2018、2019、2020年在国际上已经分别达到1.97、1.79、1.69和1.31美分／千瓦时，低于煤电价格；预计未来2-3年内可以实现低于１美分／千瓦时的度电成本，并将进一步降低 。因此可再生的太阳能光伏发电将成为地球上最便宜的能源，光伏发电将在未来30年引领全球能源革命，这一问题的提出将彻底颠覆人类对未来能源需求的认识 。
作者：沈文忠，教授，博士生导师，上海交通大学太阳能研究所所长 。教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者 。
来源：上海交通大学学报
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【什么将是地球上最便宜的能源?】
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