

简水生认为,实际上种种可再生能源发电都是广义的太阳能发电,例如水电是太阳照射到地球上,把海水蒸发,从而流到陆地上发电;风电是太阳照射形成空气对流产生的。太阳能是多少呢?太阳每秒钟照射到地球上的能量相当于燃烧500万吨标准煤释放的热量。如此巨大的能量与我国的煤炭储量形成了鲜明的对比。然而在我国中长期发展规划中,太阳能所占的比例却很小。简水生说,能源危机是人类面临的一次遭遇战,我们国家虽地大物博但人口众多,对能源的依赖性很大,因此在国家中长期发展规划中,应该把太阳能发电作为一个重大专项来研究。
太阳能电池分为单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜三种。简水生说,单晶硅因其结晶方向一致,转换效率会更高,但是从另一个角度看这一问题,太阳照射并不是一个方向的,从早到晚是时刻变换的,所以从实际效益(并不是直射效益)来看,单晶硅并不比多晶硅高。再来看非晶硅薄膜太阳能,其重量轻成本低一度成为太阳能电池的新宠,但是也存在着尚未解决的难题。电池完成太阳能的转化,实际上有几个微米就足够,但是如果只做这么薄是没有强度的,于是非晶硅薄膜太阳能就做了衬底。然而硅结晶必须是稳定的,太阳能发电是要晒太阳的,而太阳直射的时候温度是很高的,例如在青藏高原温差很大,非晶硅薄膜电池一拉一缩就不能使用了。现在有用铜、锡等金属来做衬底的,但是也存在转化效率不高、原材料稀少、价格过高等问题。
现在使用的是西门子法生产多晶硅,简水生说,这是上世纪50年代的技术,因为在太阳能用于发电以前,多晶硅只是半导体的器件用量较少,因此技术改进也较少。可是随着能源的紧缺,1997年12月《京都议定书》的签订,碳排放的限制,欧洲各国鼓励人们多多购买太阳能电池,同时又给予优惠的激励政策,正是在这样的情况下,太阳能电池的价格飞涨,同时也迫切需要新的技术革命。我们国家应该大力支持研发新的技术,这是太阳能发电得以发展的关键所在。
太阳能发电真正起作用,不是在屋顶上建立太阳能电池板,而是要大面积使用太阳能电池。简水生创新性地提出了在青藏铁路沿线应用太阳能发电,青藏高原地广人稀、日照时间长,全年日照数约为3300小时,应用太阳能发电有着得天独厚的条件。简水生说:“在青藏铁路两侧30公里内都安装太阳能电池,可获得3万平方公里的太阳能生产基地,所产生的电能可供给2020年全国的需求。同时从另一个角度看,随着全球变暖的加剧,青藏铁路线公里的高原冻土地带正在融化之中,这是很严重的事情,现在为了缓解这一情况,在铺设片石,但是片石并不能吸收太阳能的热量,也抵挡不住太阳的照射。”
简水生说,我们要走出一个误区,人们普遍认为太阳能发电一定要建立发电站、要输电线、要并网发电,这是完全错误。太阳能是一种不稳定的能源,想使用的时候可能没有,一天之中只有中午的时候太阳辐射最高,而晚上则没有,很难调度,因此依靠太阳能发电是不能建立稳定的输电网络的,而且铺设电网的成本也过高。我们可将青藏铁路沿线太阳能基地产生的电能储存在蓄电池中,同时利用青藏线闲置的铁路运能将已充电的蓄电池输送到全国各地,成为各种电动设备的能源。放电完毕的蓄电池再通过青藏线运回太阳能基地,再次充电。既满足能源的需求,也使青藏线得到更好的利用,还解决了高原冻土地带的融化问题。