澳洲：预计开工26GW的可再生能源中心项目

太阳能晚上也可以发电吗？最近澳洲科学家想透过所谓的「辐射冷却」机制，让太阳能板在夜间也有用处，期许最终可以发挥太阳能板白天的十分之一电力。

夜晚太阳能板确实有潜力，澳洲新南威尔士大学（UNSW）太阳能与再生能源工程学院副教授 Ekins-Daukes 指出，白天时阳光照射到地面，让地表变暖，夜晚时地表会将相同数量的能量辐射回太空。

就气象学来说，这个就是所谓的辐射冷却，地球表面所吸收的太阳热能，到了夜晚会向天空发射出长波辐射，如果夜间天气晴朗、微风及乾燥的情况下，地表的温度会快速冷却，产生突然降到低温的情形。新南威尔士大学团队认为，如果我们可以透过电池，将辐射流动转化为电能，那么就有大量未使用的潜在能量可供利用。

毕竟澳洲是世界上最大的屋顶太阳能用户之一。自 2001 年以来，拥有太阳能板的客户数量激增至超过 300 万，2021 澳洲家庭安装的屋顶太阳能达到创纪录的 3GW 以上。

不过话先说在前头，Ekins-Daukes 强调，「夜间太阳能」技术仍处于早期阶段。该研究证明其可行性，但发电量还是很低，相当于一般太阳能的 1/100,000，温差为 12.5 C 的情况下，功率密度为每平方公尺 2.26 mW，辐射效率为 1.8%。

（Source：新南威尔士大学）

传统太阳能电池结构基本上由 P 型与 N 型半导体结合而成，这种结构称为 PN 接面。当半导体吸收阳光时，PN 面对面会产生电子电洞对（electron-hole pair），在内建电场的作用下，受刺激的电子和失去电子的电洞会朝相反方向移动，进而产生电流与电压。靠近接面的区域则会形成没有可移动载子的区域，此区域称为空乏区（depletion region）。

团队所研发的设备名为热辐射二极体（thermoradiative diode），工作原理基本上与太阳能电池相反，吸收从地表（或其他热源）向上发散的热能，并将温差转变成电能，材料则与红外夜视镜相似。

新南威尔士大学太阳能与再生能源工程学院讲师 Michael Nielsen 指出，热辐射二极体功能确实与传统太阳能电池相反，但半导体 PN 界下来仍是设备核心，只是反向运行罢了。Ekins-Daukes 表示，如今热辐射二极体功率仍相当低，但其中一个挑战实际上是检测它，但该理论显示，这项技术最终有可能产生大约 1/10 太阳能电池功率。

法国

法国在能源方面最大的特征是核能大国。一次能源中有4成多是核能，并向多个国家出口电力。另一方面，法国国内资源贫乏，石油、天然气和煤炭的大部分都要依靠进口。

其能源政策的基本方针是，能源自给、实现有竞争力的能源价格、削减温室气体、向全体国民提供能源等，其中心措施为推进核能。

法国也在推进采用可再生能源。

欧洲风力能源协会的调查结果显示，2010年法国采用了108.6万千瓦的风力发电设备，2010年年底发电规模达到了566万千瓦。2009年的装机容量规模在欧洲仅次於西班牙和德国，累计规模也排名第四。

法国政府一直从潜在能力、供电能力及景观等方面考虑，指定可建设风力发电设施的地区。从地区来看，在北部的皮卡第（Picardie）、洛兰（Lorraine），中部Centre地区，西北部布列塔尼（Bretagne）等地区，采用风力发电发展较快，在今后的计划中，也是在这些地区以及香槟－阿登地区（champagne-ardenne）的预定建设项目多。

法国今后将继续扩大利用可再生能源。法国政府描绘了这样一幅蓝图，到2020年使风力发电的采用规模扩大到2500万千瓦，把其培育成可与水力发电相媲美的电力资源。

加拿大

加拿大河流和湖泊众多，这也使得该国成为世界第二大水力发电国家，全国能源的60%都来自水  力发电。不过目前加拿大的水力发电仍有很大的潜力可挖。根据加拿大今年2月的一份报告，该国从2011年到2030年间将投入3475亿加元用於建设新的电力设施。而根据以往的经验，很大一部分投入将用於建设水力发电站上。

加拿大还是世界上第六大利用风能发电的国家。近两年来，加拿大风能发电经历了大幅度的发展。到2011年12月，加拿大风能发电约达5177兆瓦，风能发电约占加拿大电力需求的2%。加拿大风能协会预计，在15年的时间内该国风能发电能翻10番，在电力需求的比例能占到20%。到2050年，风能工业预计将给加拿大创造52000个新的工作岗位。

美国

美国再生能源发电占新发电容量比重渐增。美国联邦能源管理委员会(Federal Energy Regulatory Commission, FERC)能源计画办公室最近公布的”能源结构更新”资料显示，2013年10月份太阳能、生质能源和风力合计的新发电容量为694百万瓦，占全部新上线发电的99.3%。

10月份的新发电容量中以12座共504百万瓦容量的新太阳能发电站占72.1%居先，其後为4座生质发电站(124百万瓦，占17.7%)和2座风力发电场(66百万瓦，占9.4%)。

2013年前10个月内再生能源(生质、地热、太阳能、水力和风力发电)共占新发电容量的32.8%，比燃煤发电(1,543百万瓦，12.5%)、燃油发电(36百万瓦，0.3%)高出很多。

2013年1月至10月太阳能发电占新发电容量的20.5%(2,528百万瓦)，是上年度同期(1,257百万瓦)的两倍多。然而，天燃气则以6,625百万瓦的新发电容量占53.7%居前。

2013年前10个月的各能源全部17,008百万瓦新发电容量则较上年度同期的12,327百万瓦衰退27.5%之多。

至目前为止，再生能源约占全美营运发电容量的16%，包括：水力为8.3%、风力为5.21%、生质为1.32%、太阳能为0.59%、地热为0.33%，大於核能(9.22%)和燃油(4.06%)两项的合计。

另外，美国能源部的美国能源资讯署发行的最近一期电力月刊(Electric Power Monthly)指出，2013年前三季，再生能源发电占净发电的12.95%(水力--6.90%、风力--4.03%、生质--1.40% 、地热--0.41%、太阳能--0.21%)。

俄罗斯

除核电外，俄罗斯的其他非化石能源模式也方兴未艾。“俄罗斯可再生能源潜力巨大。”

俄罗斯每年产生1亿吨生物废料用于发电，目前，这些生物质能可产生3亿兆瓦时的电量。另外尽管俄罗斯不是世界上太阳能最丰富的国家，但小型太阳能发电机却广受欢迎。他们在自己住宅或别墅安装太阳能装置。

水电在俄罗斯电力结构中起到很大作用，被视为保证国家统一电力系统可靠性的关键因素。俄罗斯已投入运行的水电装机容量为49.7吉瓦，其中装机容量大于10兆瓦的水电站有85座。为了实现到2020年水电装机达60吉瓦的国家电力战略目标，俄罗斯国有水力发电公司正在加大水电开发力度。

而虽然俄罗斯拥有巨大的非化石能源潜力，但正在运行或待建的项目屈指可数。阻碍俄非化石能源发展的因素来自多方面。首先，受丰富的传统能源石油、天然气的影响，俄政府很难改变原有的能源结构，非化石能源领域缺乏先进技术和专业人才。其次，政策上，缺少相应的财政机制和优惠的税收政策。再者，可再生能源也有自己的劣势，如光伏发电受昼夜和季节变化影响较大；生物质发电占地面积大、效率低等。另外，建设非化石能源电厂要比建设常规火电厂造价昂贵，投资回报期也长。

近几年，在世界范围内可再生能源技术蓬勃发展，许多国家都走向了自己的非化石能源时代。眼看各国争先恐后地发展非化石能源，俄罗斯也不甘人后。为达到非化石能源战略预定目标，俄政府计划在2020年前拨出3万亿卢布用于发展可再生能源发电。其中，5000亿卢布为国家预算资金，2.5万亿卢布为私人投资者资金，未来装机能力将达200亿瓦。其中，80亿瓦装机能力主要是生物质发电；70亿瓦为风能发电；40亿瓦为小型水力发电；10亿瓦为小型模块式发电、地热发电、潮汐发电、太阳能发电等。俄罗斯能源部也称，目前正在制定可再生能源等一系列相关法律条例，用于扶持太阳能、风能和生物发电。

澳大利亚

澳大利亚得天独厚的自然资源，为其发展清洁能源奠定了雄厚物质基础。澳拥有100余座水电站；建有61个风电场、1353个风力发电机组，总装机容量约为2500兆瓦。作为全球光照资源最为丰富的国家（90%以上的地面光照强度超过1950千瓦时/平方米），其太阳能发电特别是光伏产业的发展潜力巨大。2011年，光伏发电能力达1.4吉瓦，其中新增837兆瓦，成为世界光伏增量最大的十个市场之一。澳大利亚的生物质、波能和热岩地热等资源也十分丰富。

澳大利亚是首个提出“可再生能源目标”的国家。到2020年，可再生能源发电量在总发电量中的比重要从目前的8%提升至20%，即达到45000吉瓦时。权威机构据此预测，未来10年内，澳大利亚的可再生能源发电规模至少应达到20吉瓦（其中光伏安装容量将达到5吉瓦），是现有规模的5倍，将创造360亿澳元的投资机会。

它同时是全球利用太阳能能源最为广泛与先进的国家之一，太阳能技术被广泛的应用在工业，农业，民用设施等领域。自1990年代开始後，澳洲大量兴建太阳能发电厂以取代核电站的作用，太阳能能源与风力发电在全国被大力推广。此外墨尔本亦是世界上第一个使用太阳能动力供给城市交通灯以及储存太阳能供应路灯电力的城市。

澳大利亚将啤酒转化为沼气的原理是通过使用大型密封混凝土罐将下水污泥于无氧环境中加热分解从而生成沼气，而啤酒氧化过程中会释放大量热能，可让下水污泥充分加热分解进而提高沼气产量。 

新冠肺炎疫情的蔓延造成不少企业遭到毁灭性的打击。许多中小型企业因为长期没有收入来源无法负担员工和厂房的费用而倒闭。在疫情中挺过来的企业，也面临着不小的压力。

就拿澳大利亚的啤酒生产企业来说，啤酒不是白酒，白酒的储蓄时间很长，而啤酒的保质期只有六、七个月。这让许多主要生产啤酒的企业陷入进退维谷的境地。不过根据今日有关国际新闻报道，部分过期啤酒被格莱内尔格废水处理厂回收利用，将啤酒流向废水处理机器，使其转化为沼气进行发电。这样一来，既解决了啤酒工厂因为无法外销导致啤酒过期造成的巨大损失，又使其废物利用转化为电能。

随着科技的发展，传统的工业供电方式已经逐渐被新能源供电方式所替代。传统供电方式主要是利用煤炭发电，这种方式既污染环境又浪费资源。地球上煤炭资源是有限，属于不可再生能源，现在处于告急状态，而且煤炭的开采工人也面临着不小的压力。而新能源方式供电一般是指在各种化学原理的基础上加以开发利用的可再生能源来实现电力的转换。包括风力、太阳能、氢气等都属于新能源。

新能源的开发降低温室气体的排放量，改变全球气候，进一步阻止全球变暖的速度。另一方面，如利用氢气发电可以制造出水来，也可以缓解水资源的短缺。现在，新能源开发一直是我国科学家的研究方向，相信有一天会实现新能源的全面化。