本帖最后由 老钱 于 2022-7-19 17:35 编辑
老钱的前言：现在汽油价格，也就是能源问题已经成为了影响美国兴亡的问题。这是我十年前写的一篇文章，今天原封不动再放到《倍可亲》上来。一则温故而知新。二则作为我再谈能源问题的一个开头（15059）。
美国大选，选谁？ (七)
关于欧巴马的清洁能源
老钱 10/20/2012 九．太阳能的问题
欧巴马很夸耀的他的清洁能源经济。其中，太阳能是一块重头戏。我真不知道，他懂多少。（要攻击我的同胞们又要说“老钱太狂了”。请你们先用事实和道理把老钱驳倒以后，再骂。）
太阳能利用的主要途径是光电板。即把光能转换成电能。这是，爱恩斯坦/Einstein的伟大贡献，他在1916年建立了光电转换的理论公式。爱恩斯坦最伟大的贡献是相对论。但是，获得诺贝尔物理奖，却不是因为他的相对论，而是因为这个光电理论的贡献。
欧巴马给亚特兰大的公交系统/MARTA，拨款，投资建设了一个，全美交通系统第二大的太阳能发电系统。这是一个大手笔的好事。这个太阳能项目在MARTA最大的Decatur停车场的遮阳顶棚/Canopy上，安装了4千8百多块太阳能光电板/PVpanels。总发电能力达1.2MW。这光电板是一家在亚城的Norcross，叫Suniva的美国公司生产的。总投资为1,080万美金。很容易算得，每瓦发电能力的投资是9美金。
请大家牢牢记住这个数字，这个太阳能发电项目的投资是：9美金/瓦。这是下面讨论的根据，基础。
根据NACA/美国航天航空局的数据，在佐治亚/Georgia州的纬度上，全年平均日照/Insolation为4.37kwh/（每日，每平方米）。目前，作为大批量的工业产品，光电板的转换效率只有13%。让我们就算光电板的设计发电能力全部能达到了。
MARTA的停车场的太阳能
Marta的停车场太阳能发电
现在，佐治亚州的民居电费，第一个500度是7.67美分/度；然后是7.36美分/度。在第一个1000度之后，就是8.6美分/度。再加一个15美金的基本费，再加税。平均约为12美分/度。工业用电应该还要便宜一些。我们就粗算为：12美分一度电。这样，9美金/瓦的单位发电能力的投资，要在发满75度电能后，才能回收。因为，每瓦发电能力的光电板要工作/发电1,000小时，才能产生1度电。所以，每瓦发电能力的光电板要工作/发足75,000小时电，才能收回投资成本。在佐治亚所在的纬度上，每天的有效发电日照约为5小时。即这一瓦的光电板要回收投资，需要发电工作15,000天。在佐治亚的气候条件下，大约有可用日照的日子是70%，即260天。那么，这一瓦的光电板要回收投资，就需要发电工作57年！但是，现在光电板的寿命也不过25年。在这寿命里，光电板效率在阳光的“淫威”下，会迅速退化。再考虑，日照是有角度的，在一年中，中午的角度会在45°-70°的范围里变化。所以，一般光电板的安装，都是与水平面呈30°至60°的夹角。而这个项目中，光电板都是水平安装的（见上图）。所以，这些光电板接受阳光的截面积又要减去一半。如果考虑这一点，就要100年才能回收成本了。这些因素，我这里暂且不予考虑了。就这样子算，这个太阳能的投资，几乎是不要指望能回收的；其发电产生的价值，与成本是不可相比的。所以，这是，很少很少有民营企业或居民会愿意做的事。
如果欧巴马政府出钱，谁都愿意装太阳能。不装白不装。但是，欧巴马不给钱呢？谁都不会愿意装太阳能，因为装不起。民营企业或居民都要算，这笔投资的效益是什么？多少年后能回收，持平，然后才开始赚钱，有收益。只有傻瓜不会算。这就是，美好的理想的困难所在。所有的太阳能应用，都是在政府的财政补贴支持下，才能实行的。或者，在总安装成本中，其他成本远远超过太阳能的份额时。比如说所以，马路上，高速公路上的交通控制，显示。还有边远地区。。。几乎，利用太阳能，都是政府行为。
美国联邦政府在2005年，通过了太阳能鼓励法规。对于任何在美国的太阳能利用系统的建设投资，给予30%的补助奖励。这个钱，从应缴的联邦税收里减得。佐治亚虽然日照很好，但是，在太阳能利用上，是一个落后的州。也于2008通过了州立法，来激励太阳能的应用；从州税收里减免，给予相当于太阳能应用投资总额的35%的奖励。可是，这项激励有一个总数/Cap，即2.5百万美金/年，到2012为止。当这笔钱用完了，迟来的项目就拿不到了。这个2.5百万美金能干多少事呢？2.5/35%=7.1百万美金。一个MARTA工程都不够。所以，两年后，这个总额再提高了一倍，到2015为止。
政府激励政策的钱财从哪里来？还是美国纳税人缴的钱。不管谁来买单，最后还美国人民的钱。现在，债台高筑，哪里有钱啊。
欧巴马能供得起，做几个样板工程。但是，能撑得起全面开花吗？这个激励政策，是用来鼓励那些，敢率先“吃螃蟹”的人/企业的。万事开头难嘛。可是，大家一起来“吃螃蟹”了，政府鼓励得起吗？
两年前，我有一个朋友家安装了太阳能光电板。24块，230w一块，共5.52kw的发电能力。阳光充足的一天，5小时，大约能发27度电。他的投资比欧巴马的便宜多了，每瓦才$5.5。给他安装太阳能光电板的公司，从中国进口光电板；仅光电板的投资约是2美金/瓦。总投资就是$30,360。按上面的算法，大约要40多年才能回收投资。我问他们，到底出了多少钱？答曰，没在意。平时的电费是多少？没在意。要多少年才能回收，见效益？没考虑过。。。一问三不知。再问，烦死了，。。。两口子都是学医的。和我们学理工的，思维方式不一样。除去联邦政府和州政府的补贴，大慨应该是，就出了1万吧。现在，敢于“吃螃蟹”的人，多数是医生，律师等等，高收入的家庭。还要有超前的环保意识，和全球感，历史责任感。
平均美国家庭，大致每天用电30度。太阳能发电是好事。欧巴马，克林顿家都装得起。罗姆尼，更不在话下。可是，一般老百姓，特别是中产阶级，就不会想了。企业也基本如此，只要核算成本的话。
太阳能利用的其他方法，热管/热水器，风电，都大致如此。清洁能源的其他方面，也差不多。
我是极力提倡太阳能的，因为，这是美国的未来，这是全人类的未来。地球上的能源，石油，天然气，煤矿，风力，水力，都是来自太阳能。石油，天然气，煤矿，统称为Fossil Fuel /化石燃料。化石燃料是在地球的亿万年的演化过程中，逐渐积累起来的。可是，人类在过去短短的工业革命后的两百来年里，把这亿万年的积累，几乎消耗殆尽了。二十多年前，当我刚踏上美国的土地，不过两天，就去参观了波士顿的科学博物馆。一进门，迎面就是一个大标语牌。上面写着：
美国人占用了世界上60%的能源。地球上的化石能源，将在2040年告罄了。
我是极其赞成利用太阳能的。按照我上面用过的NACA的数据，考虑地球的半径是6,300公里，总人口在60亿。只要小学生的算术，就可以算出来，太阳每天送到地球上的能量是惊人的。再保守的估算，摊到每个人头上，都是要远远超过1万度电的能量。真是无穷无尽啊。太阳真是非常慷慨啊。我们为什么不用太阳能呢？我们就应该利用太阳能。可是，如上所述，这不是一件容易的事。
虽然，这不是一件容易的事。但是，人类无路可走，必须走太阳能的路。2040年，化石能源就要告罄了。尽管这个预估已多少年过去了，人类继续在找。原来不可利用的，现在有新技术了。比如，页岩油气的开发。但是，化石能源总归是有限的，迟早还是要告罄的。深海钻探是那么可怕，核发电也是那么可怕。只有太阳能是安全，干净，取之不竭的。
如果，成本降下来，电费涨上去了，形势就会好转。随着大规模的应用，新材料，新工艺，新技术将会发展起来。就以上面MARTA为例，如果每瓦的投资降到一半，投资回收的周期就可以缩短一半，到27年；但是，还是不够。如果，电价再涨上去一倍，就又缩短到一半；还是不够。如果，成本继续降，传统能源价格继续涨。。。那就形势大好，不是小好了。
可是，在欧巴马的连任的下一个4年里，我们能看得到这个美好形势吗？如果不是，那么这个清洁能源经济如何扭转，振兴整个经济？这个清洁能源经济本身，还是一个婴儿，需要大量的注入/喂奶。就像一个家庭，已经是举步艰难，捉襟见肘，一大堆孩子饿得嗷嗷叫。又要添新生婴儿了，还特别娇贵。怎么过啊？男女主人说，这个新生宝宝会扭转我们家的窘境。谁能相信？
可是，欧巴马拿清洁能源当竞选武器，就是忽悠人了。想拿全人类的长远利益来，为他眼前需要撑台。
这些都是小学生的算术就够用的思考，预算，平衡。所以，罗姆尼说欧巴马不会搞预算，不是企业家，不懂收支平衡，不会搞财政平衡。做事不考虑收支平衡，不计成本，不会达到平衡的人，就是败家子。太阳能理想是如此，全民医保理想也是如此。
两年前，我访问过宁波的太阳能领头企业。在这个世界上，别人的光电板价格在5美金/瓦的时候，他们做到了2美金，14元人民币。前不久，美国人降到2美金时，和朋友通话，中国的价格降到了1美金。。。今天，我查看了Suniva的价格，也降到了1美金了。再和老同学通话，中国的价格降到了66美分了。拼老命了。痛苦啊，真痛苦。中国人痛苦，美国人也痛苦。
怎么竞争得过中国的太阳能工业？所以，欧巴马政府决定要对中国的太阳能光电板征200%的税。可是，经济规律有其自己的逻辑和路径。最终，不是政治家和政府的意志能左右的。
光电板只是组成太阳能发电系统一个核心部分。整个系统中，其他传统工业产品的投资部分还降不下来。在欧巴马以每瓦9美金的系统投资，拨款给MARTA的太阳能工程时，其他美国公司，用中国进口的光电板，大致做到每瓦投资5.5美金。
更主要的因素是美国的劳动力价格，是只升不降的。美国是每个行业都要经过严格培训，通过考试，取得执照，才能操作。这就卡住了太阳能应用的价格。在MARTA项目施工时，两年前，普遍的行情是，10美金/瓦。我刚才还问了一个亚特兰大公司，在光电板的价格以降低到1美金/瓦时，安装工程价格仍在6-7美金/瓦。
再说，太阳能是一个清洁能源。很好，很干净，很环保。可是，太阳能装置的制造业，是一个很耗电，耗能，很污染，很肮脏的工业。热管，要炼玻璃。光电板的硅片，要炼玻璃，要拉晶。这些都是极其耗电的工艺。中国的硅玻璃原料都要从巴西进口。做光电板的基板和复膜，高精尖的设备，要从瑞士进口。想一想吧！太阳能是一个好东西。太阳能利用是一个好东西。可是，太阳能设备制造工业本身，不是一个好东西。
美国应该在研发新技术，新材料，新工艺，新理论上下功夫，成为太阳能科学技术的带头人，领导者。如果，欧巴马还能连任，要征富人更多的税，应该把这笔额外的钱，用在研发领域里。
顺便再提一下，BioFuel/生物燃油。我对它的工艺过程，成本计算，知之不多。但是，归根到底，仍然是太阳能转换。比照上面这些太阳能的直接利用，就可以看出问题。
1959年，钱学森给毛老头子出馊主意，说，“一年中落在一亩地上的阳光，一共折合约94万斤碳水化合物。如果植物利用太阳光的效率真的是百分之百，那么单位面积干物质年产量就应该是这个数字，94万斤！”（注一）毛老头子疯狂了。结果，上上下下都浮夸得疯狂了，创高产奇迹，放高产卫星，谎报高产，导致高征购，加上公社大食堂，导致了4千万左右的老实巴交的中国农民的饥饿致死。事后，毛老头子调侃钱学森说，想不到，大科学家也会搞假大空（大意如此）。毛老头子是中华民族的万古罪人，钱学森就是千古罪人。
不过，由大科学家钱学森的理论，我们可以知道，庄稼对太阳能的利用率，大致在千分之一（这是指其中能转化制造生物燃油部分）。远远在前面叙述的各种太阳能技术的转换效率之下。再加上，种植，收割，储藏，运输；再加上转化成生物燃油的工业工艺加工；那么也不会是一个便宜事情，也是要靠政府扶持的产业。而且，美国一搞生物燃油，就引起了世界粮食价格大涨，造成世界性的问题。
欧巴马在清洁能源上下劲，我赞成。但是，这是一个长远大计，近期内，只能砸钱；不会有短期效益的。砸钱，也得做的。 欧巴马只是拿清洁能源当竞选武器，只是忽悠人，并不具备真知卓识，就会是灾难。
这不就出事了嘛。欧巴马给加州的太阳能光伏公司Sylindra 5亿美金的投资，不到半年，Sylindra破产了！
欧巴马怎么审核的？欧巴马一边忽悠人，一边被人忽悠。咋搞的？能主事吗？
一孔之见。我希望有专家教授来指出我的错误。
（10/23）
注一：读钱学森《四万斤亩论》之一-----94万斤碳水化合物是一个浮誇的数据
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