Saules dzenāšana

Šis ir otrais no diviem Deivida Rotmena rakstiem par tehnoloģijām un federālo stimulu paketi. Pirmais, vai tehnoloģija var glābt ekonomiku? , parādījās 2009. gada maija/jūnija numurā, un tajā tika aplūkotas ekonomiskās sekas, ko rada ASV valdības plāni tērēt 100 miljardus USD tehnoloģijām.

Pamestā rūpnieciskā vieta Čikāgas Dienvidsaidas tālākajā malā ir maz ticama vieta lielai saules elektrostacijai. Pirmkārt, Čikāga nav pārāk saulaina pilsēta. Un pati zeme, kas kādreiz bija pēckara ražošanas centrs, ir bijusi tukša 35 gadus, un tagad tā ir aizaugusi ar kokiem un krūmiem, ko ieskauj novecojošu māju graudains apkaime. Taču Exelon, viens no valsts lielākajiem elektroapgādes uzņēmumiem, saka, ka līdz gada beigām tā cer pārvērst 39 akrus lielu zemes gabalu par valsts lielāko pilsētas saules elektrostaciju. Ja tas izdosies, gandrīz 33 000 silīcija saules paneļu rinda pēc rindas, ko uzbūvējis un uzstādījis SunPower, fotoelementu ražotājs, kas atrodas Sanhosē, Kalifornijā, aptvers šo partiju, lai saražotu 10 megavatus jaudas — pietiekami apmēram 1200 līdz 1500 mājām.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2009. gada jūlija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Bet šajā pilsētas transformācijas scenārijā ir liels ja. Tas notiks tikai tad, ja Exelon saņems šī gada federālajā stimulēšanas likumprojektā solītās dāsnas aizņēmuma garantijas atjaunojamās enerģijas projektiem – fondus, kas šajā gadījumā segtu 80 procentus no projekta izmaksām. Tikko dzīvotspējīga ar aizdevumu garantijām un nedaudzām citām federālajām un valsts subsīdijām, 60 miljonu ASV dolāru saules elektrostacija nebūtu iespējama bez šāda valdības atbalsta. Runājot no Exelon biroja 48. stāvā, kas atrodas gandrīz 20 jūdžu attālumā Čikāgas centrā, Tomass O’Nīls, komunālās saimniecības vecākais viceprezidents jauno uzņēmumu attīstības jautājumos, ir atklāts par saules elektrostacijas ekonomiku. Ja mēs nevaram nodrošināt aizdevuma garantiju, mēs nevaram turpināt projektu, viņš saka.

Pat ar federālajām subsīdijām, saka O'Nīls, saules elektrostacija nepiedāvās divciparu atdevi, ko parasti pieprasa investori lielos enerģētikas projektos. Tā celtniecība izmaksātu 6 USD par vatu, savukārt vēja un dabasgāzes stacijas maksās attiecīgi aptuveni 2 USD par vatu un 1 USD par vatu. Un tā 10 megavati nodrošinās nenozīmīgu elektroenerģijas daudzumu Exelon lielajā 36 000 megavatu ražošanas jaudā. Taču, saka O'Nīls, projekts ir īpaši izstrādāts dažiem prezidenta Obamas mērķiem stimulēšanas paketē. Tas radītu darbavietas (tā celtniecībai būtu nepieciešami 250 cilvēki), un tas parādītu, ka saules enerģiju var piegādāt Vidusrietumos un pilsētas centrā.

Ierosinātā rūpnīca Čikāgā ir tikai viens no daudzajiem atjaunojamās enerģijas projektiem, ko varētu uzbūvēt februāra vidū pieņemtā federālā stimulēšanas likumprojekta dēļ (sk. Vai tehnoloģija var glābt ekonomiku? 2009. gada maijs/jūnijs). ASV Enerģētikas departaments joprojām atlasa projektus, kas saņems aizdevumus, un lemj, kā tiks izlietotas citas no jauna pieejamās subsīdijas. Bet potenciālais negaidītais kritums jau ir lēciens vēja ģeneratoru parkiem Vidusrietumos, masīvām saules stacijām Nevadas dienvidrietumu un Kalifornijas dienvidaustrumu tuksnešos un ģeotermālajām elektrostacijām ziemeļrietumos. Saskaņā ar jaunāko analīzi, ko veikusi Energoinformācijas administrācija, neatkarīga aģentūra DOE ietvaros, stimulēšanas rēķins palielinās ražošanas jaudu no atjaunojamiem avotiem līdz 156 gigavatiem 2015. gadā, salīdzinot ar 114 gigavatiem šodien; bez likumdošanas atjaunojamās enerģijas jauda pieaugtu tikai līdz 118 gigavatiem.

Tomēr IVN ziņojums norāda arī uz satraucošu realitāti: šai pieaugošajai atjaunojamās enerģijas izmantošanai būs tikai neliela ilgtermiņa ietekme uz oglekļa dioksīda emisijām (skatiet sadaļu Iedarbināšana ). Pat 156 gigavati apmierinātu tikai nelielu daļu no ASV enerģijas vajadzībām. Un, kā enerģētikas sekretārs Stīvens Ču ir bieži apgalvojis, esošās atjaunojamās enerģijas tehnoloģijas nevar nodrošināt lielu izmaksu ziņā konkurētspējīgas enerģijas daudzumu, kas nepieciešams, lai ievērojami samazinātu valsts atkarību no siltumnīcefekta gāzu emisijas fosilā kurināmā.

Chu vadībā DOE ir uzsācis masveida finansējuma iepludināšanu jaunu atjaunojamo tehnoloģiju pētniecībā. Šopavasar departaments paziņoja par USD 777 miljoniem piecu gadu laikā, lai atbalstītu 46 jaunus enerģētikas pētniecības centrus, vēl USD 280 miljonus astoņiem enerģētikas inovāciju centriem un USD 400 miljonus, lai uzsāktu un finansētu Uzlaboto pētniecības projektu aģentūru-Enerģētikas programmu, kuras pamatā ir 1960. gadu laikmets. ARPA programma, kas cita starpā noveda pie interneta.

Gan pētniecības finansējums, gan subsīdijas, kas paredzētas esošajām tehnoloģijām, varētu būt īpaši svarīgas saules enerģijas nozarei. Vairāki fiziķi un ķīmiķi apgalvo, ka efektīvāku saules enerģijas izmantošanas veidu atrašana ir vienīgā iespējamā ilgtermiņa iespēja aizstāt fosilo kurināmo un būtiski samazināt siltumnīcefekta gāzu ražošanu. Mēs esam peldēti šajās kvantu daļiņās, kas uz mums krīt no saules, un katra no tām nes aptuveni divus elektronvoltus enerģijas, saka Pols Alivisatos, Lawrence Berkeley laboratorijas pagaidu direktors un tās Saules pētniecības centra vadītājs. Lūk, kur ir enerģija. Taču saules enerģija tagad veido daļu no 1 procenta no kopējās ASV elektroenerģijas jaudas 1000 gigavatu. Galvenais iemesls ir izmaksas.

Silīcija elementi, piemēram, tie, ko izmanto Exelon un kas ir izgatavoti no augstas kvalitātes silīcija veida, ko izmanto datoru mikroshēmās, veido lielāko daļu uzstādītās fotoelektriskās jaudas, taču joprojām ir apmēram piecas reizes pārāk dārgas, lai konkurētu ar parastajiem elektroenerģijas avotiem. Jaunāku veidu saules baterijas, kas aizstāj vienkristāla silīciju ar plānām pusvadītāju materiālu plēvēm, varētu būt lētākas, taču tās ir mazāk efektīvas. Koncentrēta saules siltuma enerģija, kurā tiek izmantoti lieli spoguļu bloki, lai savāktu saules gaismu un radītu tvaiku, kas darbina turbīnas, varētu būt tuvāk fosilā kurināmā izmaksām, taču iekārtu celtniecība ir dārga, un tām ir vajadzīgas lielas zemes platības īpaši saulainās vietās. Patiesībā neviena esošā saules tehnoloģija pašlaik nav konkurētspējīga bez valdības subsīdiju palīdzības. Tas nozīmē, ka saules enerģijas liktenis ir īpaši neaizsargāts pret valdības politikas kaprīzēm un to cilvēku izvēli, kuri to dara.

Saules karalis
Arnolds Goldmens zina, cik lielā mērā valsts un federālie lēmumi enerģētikas jomā ietekmē saules enerģijas nozari. Astoņdesmito gadu sākumā viņa uzņēmums Luz International Kalifornijas Mohaves tuksneša vidū uzbūvēja deviņas lielas saules termoelektrostacijas ar kopējo jaudu 354 megavati. Tajā laikā Luz iekārtas piegādāja 90 procentus no pasaulē ar saules enerģiju saražotās elektroenerģijas. Viņu izmantotās tehnoloģijas pamatā bija ģeniāls dizains, kurā simtiem tūkstošu spoguļu, kas izkliedēti virs zemes, koncentrē saules gaismu uz augšējo cauruļu tīklu, kas satur sintētisko eļļu; karstā eļļa uzsilda ūdeni, veidojot tvaiku, kas pēc tam virza turbīnas, lai ražotu elektroenerģiju.

Saules enerģijas iekārtas, no kurām pirmā nonāca tiešsaistē 1984. gadā, bija ekonomiski iespējamas gan federālo, gan štatu valdību dāsno stimulu dēļ. 1979. gadā prezidents Kārters bija izvirzījis mērķi, lai līdz 2000. gadam 20 procenti ASV elektroenerģijas būtu jāsaņem no atjaunojamās enerģijas (šobrīd šis skaitlis joprojām ir tikai aptuveni 2 procenti). Kārters un Kongress pieņēma lielas nodokļu atlaides investoriem atjaunojamās enerģijas projektos, un 1978. gadā pieņemtais federālais likums ar nosaukumu Sabiedrisko pakalpojumu regulēšanas politikas likums piedāvāja papildu stimulus alternatīvās enerģijas ražotājiem.

Tad, 1990. gada beigās un 1991. gada sākumā, tas viss sabruka, atceras Goldmens. Viņš saka, ka Kārtera administrācijas ieviestās nodokļu atlaides Ronalda Reigana prezidentūras laikā bija pasliktinājušās. Taču pēdējo triecienu radīja šķietami ezotēriskas izmaiņas Kalifornijas nodokļu kodeksā. Valsts bija atbrīvojusi atjaunojamās enerģijas iekārtas no īpašuma nodokļu maksāšanas, un, tā kā Luzas lielākās iekārtas tika novērtētas vairāk nekā 1 miljarda ASV dolāru vērtībā, šī atbrīvojuma vērtība bija no 20 līdz 30 miljoniem ASV dolāru vienai rūpnīcai. 1990. gada beigās Kalifornijas gubernators uzlika veto īpašuma nodokļa atbrīvojuma pagarināšanai. Taču janvārī amatā stājās jauns gubernators, un Lūzs, kurš tērēja 20 miljonus dolāru mēnesī, lai uzbūvētu savu 10. rūpnīcu, nospēlēja azartspēli, ka viņš ātri mainīs šo darbību. Kad jaunais gubernators nekavējoties neatjaunoja nodokļu atbrīvojumu, Luzs zaudēja savu likmi. Mēs nepareizi aprēķinājām, saka Goldmens. Mums beidzās nauda un slēdzām darbību.

Tā kā Kalifornijas un federālās valdības atkal piedāvā ievērojamus stimulus atjaunojamās enerģijas izmantošanai, Goldman ir atgriezies, šoreiz ar vēl grandiozākām ambīcijām. 2006. gadā viņš nodibināja Brightsource Energy Oklendā, Kalifornijā; piesaistījis 160 miljonus USD riska kapitālā un korporatīvajās investīcijās, tagad tā plāno būvēt virkni spēkstaciju, kuru kopējā jauda ir vairāk nekā četri gigavati. Tajā tiks izmantota jaunāka Luz tehnoloģijas versija, kas nodrošina daudz augstāku temperatūru; un tā vietā, lai sildītu ar eļļu pildītu cauruļu tīklu, tas izmanto desmitiem tūkstošu spoguļu, lai koncentrētu saules gaismu uz centrālo katlu, kas atrodas torņa virsotnē aptuveni 100 metrus virs tiem. Uzņēmums Brightsource paredz, ka līdz 2011. gada beigām Ivanpahā, Kalifornijā, darbosies tā pirmā komerciālā iekārta ar 400 megavatu jaudu, kas ir viena no lielākajām saules enerģijas stacijām pasaulē.

Taču, tāpat kā ar saules elektrostaciju Čikāgā, stimulēšanas nauda būs ļoti svarīga projekta dzīvotspējai, kura būvniecība izmaksās aptuveni 2 miljardus USD. Federālā aizdevuma programma, kas paredz tiešus aizdevumus no ASV Valsts kases, varētu segt 60 procentus no izmaksām. Tas prasītu uzņēmumam piesaistīt tikai 800 miljonus ASV dolāru no investoriem, kuri pēc tam būtu tiesīgi saņemt 600 miljonus ASV dolāru atmaksājamu nodokļu kredītu veidā. (Investīciju nodokļa atlaide atjaunojamai enerģijai pastāvēja pirms stimulu paketes pieņemšanas, taču tiesību aktos tika veiktas būtiskas izmaiņas: tagad tas dod investoriem iespēju saņemt tiešo dotāciju, kas līdzvērtīga 30 procentiem no viņu ieguldījumiem, turpretim iepriekš bija jāpiemēro kredīts. pret jebkādām nodokļu saistībām, kas viņiem varētu būt.)

Džeks Dženkinss-Starks, Brightsource finanšu direktors, ir atbildīgs par to, lai skaitļi darbotos. Tas viss ir saistīts ar kapitālu, viņš saka. Rūpnīcas ekspluatācijas izmaksas būs minimālas - varbūt USD 20 miljoni gadā. Taču 2 miljardu dolāru aizdevuma atrašana būvniecības izmaksu segšanai kļuva gandrīz neiespējama pēc komerciālo aizdevumu un parādu tirgu sabrukuma pagājušā gada rudenī. Viņš saka, ka vienīgais praktiskais veids, kā mūsdienās atrast šādu finansējumu, ir savienot federālo aizdevumu ar finansējumu no investoriem, ko veicina valdības stimuli.

Taču federālā nauda, ​​kā ātri norāda Dženkinss-Starks, ir saistīta ar daudziem riskiem. Aizdevums, protams, būs jāatdod. Un, lai gan atrast investorus, kas ir gatavi riskēt ar vairākiem simtiem miljonu dolāru, lai izveidotu milzu saules elektrostaciju, izmantojot jaunas tehnoloģijas, ir daudz vienkāršāk, izmantojot federālos stimulus, viņš saka, ka tas joprojām ir ļoti grūti.

Tas ir izaicinājums, ko Arnolds Goldmens labprāt uzņemas. Sava agrākās Saules impērijas bankrota nebaidīts, Goldmens tagad paredz milzīgas saules termoelektrostacijas plašā Nevadas štatā, Kalifornijā, Ņūmeksikā un Arizonā. Tomēr šoreiz Goldmens varētu būt daļa no kaut kā vēl lielāka. Kalifornijā vien ir plānota jauna saules siltuma jauda gandrīz sešu gigavatu vērtībā. Bet, saka Goldmens, mums ir vajadzīga paredzama politikas vide.

Dažu staru ķeršana
Apmēram tajā pašā laikā 80. gadu vidū, kad Arnolds Goldmens piepildīja Mojave ar spoguļiem, Ričards Svonsons, toreizējais Stenfordas universitātes elektroinženieru profesors, nodibināja savu uzņēmumu SunPower. Abiem vīriešiem bija vīzijas par lieliem saules augiem, kas izplatījās pa tuksnesi. Bet, kamēr Goldmens bija iecerējis ražot elektrību, pārvēršot saules enerģiju tvaikā, Svonsons, pusvadītāju un mikroelektronikas eksperts, paredzēja izmantot fotoelementus, kas izgatavoti no precīzi ražotām silīcija plāksnēm.

Putekļainā laukā SunPower galvenās mītnes aizmugurē Sanhosē Svonsons demonstrē tehnoloģiju, ko Exelon instalēs Čikāgā, ja viss noritēs labi. Lielu saules paneļu rinda, kas uzstādīta uz izsekošanas aparāta, ik pēc dažām minūtēm nemanāmi sasveras, lai paneļi varētu sekot saulei; katrā panelī ir desmitiem augstas efektivitātes saules bateriju, kuras Swanson izstrādāja Stenfordā. Ar saules enerģiju darbināms motors nedaudz svilpo katru reizi, kad tas pārvieto paneļus. Naktīs motors virzīs paneļus austrumu virzienā, gaidot nākamās dienas uzlecošo sauli.

Swanson šūnas ir vieni no visefektīvākajiem komerciāli pieejamajiem fotoelektriskās tehnoloģijas veidiem; tie pārvērš aptuveni 22 procentus saules gaismas, kas tos ietekmē, elektrībā. (Saules paneļi Čikāgā saražos apmēram divas trešdaļas vairāk enerģijas, nekā tie ražotu saulainā vietā.) Taču paneļi un sēkšanas motors ir arī spilgts atgādinājums par to, cik grūti ir bijis padarīt silīcija fotoelementus par pietiekami lētu, lai konkurētu. ar tradicionālākiem elektroenerģijas avotiem.

Šobrīd, izmantojot 30 procentu ieguldījumu nodokļa atlaidi, enerģijas izmaksas no fotoelektriskās stacijas saulainā reģionā ir konkurētspējīgas ar elektrību, ko pīķa stundās saražo fosilais kurināmais, saka Svonsons. Bet tas ir labākais saules enerģijas scenārijs. Mazāk saulainos reģionos un citos brīžos, izņemot dienas vidu, kad elektrības cenas ir augstas un saules baterijas ir visefektīvākās, fotoelementu ražotā enerģija joprojām ir pārāk dārga.

Pēdējos gados ir izveidojušies desmitiem jaunuzņēmumu, lai īstenotu tehnoloģijas, kuras to dibinātāji cer, ka tās būs rentablākas. Tomēr Svonsonaprāt, šiem centieniem pievērstā uzmanība ir nevietā. Viņš saka, ka elektroenerģijas izmaksas no silīcija fotoelementiem samazinās par 5 līdz 8 procentiem gadā, jo nozare strauji aug; piecu gadu laikā, kad esošā tehnoloģija uzlabosies un ražotāji realizēs apjomradītus ietaupījumus, tā būs konkurētspējīga bez federālajiem stimuliem.

Mums nav vajadzīgs izrāviens, saka Svonsons. Gaidot nākamo lielo izrāvienu [fotoelementu jomā], jūs neizdosies neko citu, kā tikai liks jums augt sūnām zem kājām. Viņš piebilst: Mums ir ceļvedis, kurā mēs varam ļoti skaidri redzēt, kā uz pusi samazināt izmaksas, salīdzinot ar pašreizējo situāciju. Un tas ir pietiekami, lai veicinātu strauju nozares izaugsmi.

Stūra pagriešana
Saules enerģijas nozarei, iespējams, nav vajadzīgs izrāviens, lai turpinātu veselīgas izaugsmes tempus. Taču daudzi zinātnieki apgalvo, ka bez dramatiskā progresa saules enerģija nekad nesniegs milzīgo enerģijas daudzumu, kas nepieciešams, lai galu galā aizstātu fosilo kurināmo.

No 46 jaunajiem enerģētikas pētniecības centriem, ko enerģētikas sekretārs paziņoja aprīļa beigās, 24 veic darbu, kas saistīts ar saules enerģiju, un katrs nākamo piecu gadu laikā katru gadu saņem 2–5 miljonus USD. Tāpat divi no astoņiem jaunajiem DOE inovāciju centriem koncentrēsies uz saules tehnoloģijām: viens uz elektrību un otrs uz paņēmieniem saules gaismas enerģijas uzglabāšanai kurināmā veidā. Un ierosinātais 2010. gada DOE budžets, kurā (tikai dažus mēnešus pēc stimulēšanas likumprojekta) bija salīdzinoši neliels palielinājums lielākajai daļai jauno energotehnoloģiju, gandrīz divkāršoja saules enerģijas pētniecības budžetu.

Liela daļa pētījumu ir vērsta uz fotoelektriskās tehnoloģijas fundamentālās dilemmas pārvarēšanu: izmaksu un efektivitātes kompromisu. Parastās saules baterijas ir efektīvas, jo silīcijs, no kura tie ir izgatavoti, tiek audzēts kā viens kristāls, kas rada perfekti sakārtotu molekulāro struktūru; kad pusvadītājs absorbē saules gaismu, gaismas enerģija ierosina elektronus, kas var netraucēti pārvietoties pa šo kristāla struktūru, izplūstot, radot elektrisko strāvu. Bet ierīču izgatavošana no viena kristāla silīcija ir salīdzinoši sarežģīta un dārga. Jaunākās fotoelektriskās tehnoloģijas izmanto materiālus, kuriem ir mazāk sakārtota struktūra un kurus var nogulsnēt kā plānas kārtiņas; tos var izgatavot vieglāk un lētāk, taču tie ir arī mazāk efektīvi.

Izmantojot fotoelementus, jums ir vai nu augsta efektivitāte, vai zemas izmaksas, taču mums steidzami ir nepieciešami [fotoelementi] ar abiem atribūtiem, saka Harijs Atvoters, Caltech fizikas un materiālu zinātnes profesors. Viens no saules enerģijas izaicinājumiem ir izmaksu ziņā izdevīgā veidā iegūt simtiem gigavatu līdz teravatam jaudas. Viņš saka, ka, lai to panāktu, tehnoloģijas var būt ļoti atšķirīgas no tām, kuras mēs izmantojam šodien.

Atwater vadīs DOE finansētu enerģijas pētniecības centru Caltech, kur zinātnieki strādās pie tādu materiālu izstrādes, kas varētu ļaut plānās plēves fotoelementiem efektīvāk absorbēt saules gaismu. Šos materiālus, kuru mikrostruktūra ir izstrādāta, lai jaunā veidā mijiedarbotos ar gaismu, varētu izgatavot, izmantojot dažāda veida pusvadītājus. Atvoters saka, ka gaisma, kas skar no tām izgatavotas saules baterijas, var būt spiesta pagriezt stūri un virzīties paralēli plānās plēves virsmai. Tā rezultātā šūnai ir iespēja absorbēt daudz vairāk gaismas nekā tad, ja gaisma izietu cauri perpendikulāri virsmai.

Pētnieki citur cer pārvarēt problēmas, kas raksturīgas nesakārtotu materiālu izmantošanai fotoelementu šūnās. Kad gaisma atduras pret molekulu jucekli šādos materiālos, satrauktie elektroni un elektronu caurumi paliek aiz muguras, kad tie tiek izsisti, veido daļiņām līdzīgus pārus, ko sauc par eksitoniem. Eksitoni spēlē lomu procesā, ko augi izmanto, lai uztvertu enerģiju, izmantojot fotosintēzi, saka Marks Baldo, MIT elektrotehnikas profesors; turklāt organiskās gaismas diodes izmanto tās gaismas radīšanai. Un, viņš saka, varētu būt iespējams manipulēt ar šiem eksitoniem nanomērogā, lai uzlabotu nesakārtotu materiālu fotoelektriskās īpašības. Baldo vada DOE finansētu eksitonikas enerģētikas pētījumu centru, kurā ietilpst pētnieki no MIT, Hārvardas universitātes un Brukhevenas Nacionālās laboratorijas.

Tomēr galu galā saules gaismas izmantošana elektrības ražošanai nekad nesniegs pietiekami daudz enerģijas, kas mums nepieciešama: galu galā esošās saules tehnoloģijas ražo enerģiju tikai dienas laikā, un elektrību nevar viegli uzglabāt. Tā vietā mums ir jāatrod veids, kā izmantot saules gaismu, lai ražotu tādu degvielu kā ūdeņradis, ko var viegli un lēti uzglabāt, līdz tas ir nepieciešams.

Mācīšanās, kā efektīvi ražot šādu degvielu tieši no saules — process, ko sauc par mākslīgo fotosintēzi, jo mērķis būtībā ir atdarināt dabisko procesu, ko izmanto zaļie augi, joprojām ir 20–30 gadi, saka Harijs Grejs, ķīmiķis Caltech un saules izpētes sadarbības vadītājs, kurā ir iesaistīti zinātnieki no vairākām universitātēm. Lai gan pētnieki, tostarp daži no viņa grupas, gūst labus rezultātus par dažiem mākslīgās fotosintēzes aspektiem, joprojām ir jāatrisina daudzas sarežģītas problēmas. Būs vajadzīgs ilgs laiks, lai to savāktu, viņš saka.

Silīcija fotoelementi kādu laiku būs dominējošā saules tehnoloģija, saka Grejs. Ja viss noritēs labi, mēs pāriesim uz lētākām saules baterijām, kas nav vienkristāla silīcijs, piemēram, organisko fotoelementu. Taču pāreja [uz lētāku fotoelementu] nenotiks tik ātri.

Lidojošie tomāti
Vai stimulēšanas likumprojekts veicinās tik ļoti nepieciešamo pāreju uz efektīvākām tehnoloģijām? Severins Borenšteins, piemēram, ir apšaubāms. Kalifornijas Universitātes Enerģētikas institūta direktors Borenšteins saka, ka stimulēšanas finansējuma problēma ir tāda, ka, runājot par esošajām tehnoloģijām, DOE būs jāizvēlas, kurus projektus atbalstīt. Bažas rada tas, ka valdība investēs nepareizās tehnoloģijās, viņš saka; Tehnoloģiju ieguvēju atlase vēsturiski nav bijusi ļoti veiksmīga. Viņš uzskata, ka daudz efektīvāks veids, kā veicināt atjaunojamās enerģijas pieaugumu, ir noteikt cenu oglekļa dioksīda emisijām, izmantojot oglekļa nodokli vai ierobežojumus un tirdzniecības shēma (skat. Oglekļa tirdzniecība par lēto ). Katra pieeja nodrošinātu uz tirgu balstītus stimulus atjaunojamo energoresursu izmantošanai un būtu efektīvāka un tehnoloģiski neitrālāka valdības politika. Tajā pašā laikā viņš saka, ka valdībai ir svarīgi finansēt jaunu atjaunojamo tehnoloģiju izpēti.

No ekonomista viedokļa Borenšteins saka, ka valdības subsīdijas ir pamatotas, lai novērstu tirgus nepilnības: gadījumus, kad tirgus nepiešķir pietiekami daudz resursu sociāli vēlamo mērķu sasniegšanai, piemēram, siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšanai. Valdības stimuli atbalsta centienus, kas ir finansiāli riskanti, bet, visticamāk, sniegs kopīgu labumu. Šādā kontekstā viņš saka, ka arguments par valsts izdevumiem jaunu saules tehnoloģiju pētniecībai ir spēcīgs, taču pašreizējās komerciālās tehnoloģijas, jo īpaši fotoelementu, subsidēšana ir patiešām vāja. Viņš saka, ka esošie fotoelementi ir dārgi pat salīdzinājumā ar citiem atjaunojamiem energoresursiem, piemēram, vēja un saules siltumenerģiju, un arī tie ne vienmēr radīs lētākas tehnoloģijas. Acīmredzot jūs ieliksit [saules] paneļus, bet vai tas radīs kaut ko tādu, kam būs ilgstošs ieguvums? Vai tas palīdzēs jums izveidot saules enerģijas nozari? Es domāju, ka atbilde, iespējams, nav.

Borenšteins saka, ka tiešās valdības subsīdijas, lai atbalstītu esošos fotoelementus, faktiski varētu kavēt efektīvāku tehnoloģiju attīstību. Nav šaubu, ka, ieguldot pašreizējā tehnoloģijā, tiek zaudēta tā, ko ekonomisti sauc par “opcijas vērtību”, viņš saka. Ja tehnoloģija kļūs daudz labāka un drīz kļūs daudz labāka tādu iemeslu dēļ, kas nav saistīti ar pašreizējās tehnoloģijas izveidi, bet gan tāpēc, ka zinātne uzlabosies, tas ir arguments nogaišanai. Jūs izspiežat turpmākos ieguldījumus, ieguldot tagad. Šo naudu labāk tērēt piecus gadus jaunajai tehnoloģijai.

Nesenā rakstā Kārnegija Melona universitātes Inženierzinātņu un sabiedriskās politikas katedras pētnieki aptaujāja vadošos saules enerģijas ekspertus par fotoelementu nākotni un secināja ne tikai to, ka tehnoloģija ir daudz dārgāka nekā citi atjaunojamie enerģijas avoti, piemēram, vējš un pat. saules siltumenerģija, bet tai var būt grūtības kļūt ekonomiski konkurētspējīgai nākamajos 40 gados. Rezultāti ir satraucoši, saka Greindžers Morgans, Kārnegija Melona inženieru profesors un katedras vadītājs.

Īstermiņa subsīdijas vēja un saules siltumenerģijai varētu palīdzēt tām kļūt pietiekami lētām, lai konkurētu ar tradicionālajiem elektroenerģijas avotiem, saka Morgans. Bet silīcija fotoelementi patiešām ir cits jautājums. Izmantojot esošo tehnoloģiju, es vienkārši neredzu, ka tas notiek. Viņš šaubās, vai pat divkāršot vai trīskāršojot pašreizējo fotoelektrisko tehnoloģiju izmantošanu, cenas ievērojami samazināsies. Protams, viņš saka, ja tu piecelies istabā un saki to, tomāti sāk lidot.

Patiešām, daudzi eksperti uzskata, ka esošajiem fotoelementiem ir svarīga loma jaunu saules enerģijas veidu veicināšanā. To izvietošana plašākā mērogā pavērs ceļu nākamajām tehnoloģijām, uzstāj Lorensa Bērklija Alivisatos. Šī iemesla dēļ viņš saka, ka ir svarīgi tirgū ieviest fotoelementus. Viņš saka, ka ir jēga izveidot nozari, kas tagad var attīstīties. Cerams, ka šī nozare uzņems jaunos notikumus un nākamajos pāris gadu desmitos izlaidīs jaunākus produktus.

Harijs Grejs no Caltech piekrīt: viņa balss steidzamība ir jūtama, kad viņš apgalvo, ka mums pēc iespējas ātrāk jāievieto pēc iespējas vairāk saules enerģijas. Mums tagad ir jāiegulda tehnoloģijā, kas mums ir, proti, silīcija fotoelementiem, saka Grejs. Mums vajadzētu ieviest [saules enerģiju] visur, kur vien iespējams, lai cilvēki redzētu, ka tā var kaut ko mainīt. Mēs nevaram sēdēt un gaidīt sasniegumus. Mums jāparāda cilvēkiem, ka saules enerģija var darboties.

Domstarpības par saules fotoelementu lomu ilustrē plašākas diskusijas par labāko valdības politikas veidu, lai veicinātu valsts pāreju uz tīrāku enerģiju. Un tas tiks izspēlēts visā valstī.

Iespējams, ka drīzumā DOE pieņems lēmumu par Exelon aizdevuma pieteikumu Čikāgas saules elektrostacijas celtniecībai. Ja iekārta tiks uzbūvēta, tā veidos tikai nelielu daļu no valsts kopējās saules enerģijas jaudas vai pat no Exelon elektroenerģijas portfeļa. Taču Grejam noteikti ir taisnība vienā jautājumā: šāds objekts, kas atrodas vienā no valsts lielākajām pilsētām, daudziem būtu saules enerģijas seja. Tās liktenim būs nozīme.

Saskaņā ar vairāku uzņēmumu pārskatiem DOE rūpīgi izskata simtiem saņemto aizdevuma pieteikumu, rūpīgi izvērtējot pretendentu finansiālo stāvokli un piedāvāto objektu tirgus potenciālu. Tomēr ir grūti ignorēt politikas lomu, lemjot, vai Exelon būvēs savu objektu Čikāgas dienvidu pusē. Galu galā prezidenta Obamas mājas atrodas tikai 22 jūdžu attālumā, un vietējie politiķi gadiem ilgi ir mēģinājuši atjaunot apkārtni, kas ieskauj šo vietu.

Taču politikai vienmēr ir bijusi liela nozīme valsts enerģētikas nākotnes izlemšanā, it īpaši, ja runa ir par saules enerģiju. Vienkārši pajautājiet Arnoldam Goldmanam.

Deivids Rotmans ir redaktors Tehnoloģiju apskats.

paslēpties