太阳能的无限可能

尽管太阳能到电能的转换需要付出一些代价，但太阳能相比其他能源的优势太明显：稳定且总量巨大。稳定，是指太阳还能稳定燃烧至少数十亿年；总量巨大，体现在人类每年所消耗的能量，还不到地表可利用太阳能总量的0.1%。据估算，一年内地球接收到的太阳能总量高达惊人的66×1022焦耳，上千倍于人类目前能量的年消耗量。

链接 几乎所有能源都与太阳能相关

煤、石油和天然气等化石燃料是由古代植物和动物在数百万年前经过地质年代的压缩和变化形成的。这些能源的原始能量来源，是古代生物在生长过程中通过光合作用吸收的太阳能。

水力发电是利用重力势能进行发电，但这些重力势能最初来自太阳。太阳蒸发地表水，给予水分子以能量上升到高空，形成降雨，降落在海拔较高的山区。也就是说，水之所以能抵达高山，大部分能量都是太阳提供的。

风能发电是将风的动能转化成电能，而风则是因为地球表面不同区域受到太阳辐射的不均匀加热，由气压梯度差而产生的气流。

只依靠陆地，我们可以接收多少太阳能？

即便如此，陆地面积也不能100%用于太阳能发电，毕竟不是所有陆地都适合铺设太阳能发电面板，我们还需要土地用以生活、工作、耕种、放牧，地球上还有森林、沼泽、湖泊等各种生态系统，这些地区都不太适合完全改造成太阳能发电厂。此外，那些常年被冰雪覆盖的寒冷地带显然也不是适宜的选择（能结冰表明这里的太阳能并不充沛）。在综合考虑各种因素以后，我们需要将可利用的陆地面积再次削减一半。

如果全人类所需要的能源完全由太阳能提供，那么我们需要铺设多少面积的太阳能电池板？

下图展现了全球各地区太阳能潜能的高低，蓝色代表太阳能潜能低，红色代表潜能高。图中的六个圆形区域，每个的半径为100千米。这六个圆形区域所接收到的太阳能总量，足够满足全球能源需求，足以说明太阳能的潜力是多么巨大。

链接 全世界最大的太阳能炉

位于法国的兆瓦太阳能炉（MWSF）是目前地球上规模最大的太阳能炉，于1968年建成。这座设施的核心是一块约八层楼高、1830平方米大的巨型抛物面反射镜。在周围的开阔地带，分布着一组由63个定日镜组成的精密阵列，其总面积高达 2835平方米。

定日镜将阳光反射至中央反射镜上，再将光线精确聚焦到实验楼内的一个直径仅为80厘米的区域，太阳能量高达约1兆瓦。区域内的物体可以在几秒钟内被加热到3000℃以上。这一技术让科研人员能够在不产生任何污染的情况下，探索物质在极端高温下的反应特性。

液化阳光，把太阳能存起来

太阳能充沛，如何实现它的储存？有人提出可以利用太阳能发电制取氢气，从而将其转化为氢能。氢能虽好，但因其体积密度低，运输成本和危险系数都极高，氢并非太阳能发电最理想的储能介质。

中国科学院院士李灿提出，利用“液态阳光甲醇”可以有效储存太阳能。它的基本原理很简单：利用太阳能等可再生能源电解水制取氢气和氧气，再利用氢气和二氧化碳制备甲醇。这样一来，太阳能就摇身一变，转化成便于储存、运输的甲醇液体。

液态阳光项目不仅关系到两大清洁能源的发展：绿色氢能和绿色甲醇燃料，而且有利于我国实现“双碳”目标。

太阳能作为一种清洁、可持续的能源，具有巨大的潜力和价值。通过科技创新，我们正逐步克服能源储存与利用的挑战，我们对太阳能的利用还有宽广的发展空间。