早在1954年,美国原子能委员会主席刘易斯·施特劳斯就预言,在一代人的时间内,核能将“便宜到无法计量”。他的继任者之一格伦·西博格预测得更加细化,他在1969年预言说,大量的核能将缓解水和食物的短缺,实现工厂自动化,并使每个人每个星期仅工作20个小时。
然而,这些预测将无法实现。核能确实发展得很好,在20世纪下半叶迅速崛起,1996年实现了世界电力供应的17.6%。但它永远不会超过这个数字。从那以后,核能在全球电力中所占份额呈稳步下降的趋势。到2016年,这一比例约为10%。
究竟是哪里出了问题?一种解释是,事故、激进主义分子和成本上升一直困扰着核能的发展,阻碍了发达国家新建核反应堆的计划。从这个角度来看,核能的历史与太阳能的未来发展几乎没有什么关系。很难想象一个太阳能发电厂会熔毁并引发政治抵制,而太阳能光伏发电的成本也在稳步下降,而且似乎还会继续下降。
但有一个更深层次的原因应该考虑到,核能可能为太阳能提供了一个警示。商业核反应堆的技术已经停滞不前,这一点有据可查。半个多世纪以来,世界各地建造的每一座核电站几乎都是轻水反应堆,这种构造在切尔诺贝利或者福岛这样极少见的核事故中可能会导致反应堆熔毁。几十年来,我们一直在设计成本更低、更高效、更耐熔毁的方案,然而却一直仅停留在设计阶段。
太阳能可能会经历类似的技术停滞。
世界各地销售的太阳能光伏板,几乎每一块的原材料都是硅。在过去半个世纪的时间里,研究人员和公司已经将硅光伏板的性能提高到理论极限,可以将超过20%的太阳能转化为电能。太阳能电池板的价格呈逐年下降的趋势,但收益来自于生产线和供应链的逐步优化,而非实验室内取得的突破。与此同时,创新领域获得的投资极少,这是非常不乐观的情况。
如果这项技术停滞不前,太阳能就有可能步核能的后尘。如果一些国家(尤其是发展中国家)不能建立自己的电网,或者以其他方式进行投资来适应太阳能不断上升的份额,太阳能发电也可能停止扩张。在这些国家,太阳能的发展可能很快就会达到极限。去年到今年,越南的电网已经发出预警。
太阳能的停滞不是一件绝对的事情。许多人认为,随着太阳能设备的生产和安装越来越多,太阳能的价格一定会越来越便宜。此外,存储电能的电池成本也在同步下降,这在一定程度上要归功于人们对电动汽车的需求。一些分析人士甚至预测,到2030年,太阳能光伏板和电池的总成本可能比任何化石燃料替代品都要便宜。他们认为,如果这种情况发生,那么太阳能的继续增长既不需要技术上的改变,也不需要加强的电网。
但是如果他们想错了呢?在核能的错误开始出现之后,整个世界已经没有时间向清洁能源转型了。全球能源转型需要很长时间,这一点没有起到任何作用。正如能源学者瓦科拉夫所指出的那样,全球能源转型的实现花费了大约半个世纪的时间,比如,从木材到煤炭再到石油。如果世界能在半个世纪内将碳排放量减少至0,那么就有可能避免灾难性的气候变化。但是,如果到21世纪中叶的时候,向太阳能的过渡受到阻碍,我们就没有机会再来一次了。
2016年有一项特别乐观的研究表明,在政策制定者的正确支持下,我们可以更快地实现清洁能源的转型(在短短10年或者20年之内)。有些人认为,未来一定会出现比现在更明智的气候政策。他们认为,气候变化的恶劣影响将很快说服世界各国政府制定法规,为碳排放量定价。这些政策将进一步提高太阳能的经济竞争力,并推动其持续增长。
但是我们不能指望碳排放量定价这个方法能解决所有问题。到目前为止,欧盟和加利福尼亚州等少数几个地方都实施了这一机制,但是它们给碳排放量定价过低,没有起到任何作用。如果有人想努力提高碳排放的价格,那么他一定会遭到化石燃料公司等强大的实体在政治上的强烈反对。尽管有几家石油公司已经公开表示支持适度的提高碳排放价格,但它们不太可能接受一个高到足以严重损害其利润的价格。