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2023-09-15改善太陽能系統的設計、部屬流程 有望降低太陽能裝置的總成本 501 期

Author 作者 編譯|羅億庭

近期,一篇來自美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)的研究指出,若想持續降低太陽能和其他清潔能源技術的成本,科學家和工程師除了關注現今的硬體設備、技術之外,其他如太陽能系統設計、部屬流程等軟性技術也同樣需要多加重視。此項發現目前已發表於《自然能源》(Nature Energy)期刊。
 
太陽能系統的安裝成本自1980年代以來已降低了99%以上,然而這項新的研究分析卻顯示某些軟性技術,例如系統性的操作指引、供應鏈管理技術,以及部屬太陽能電廠過程中涉及的系統流程設計等對於太陽能系統安裝總成本下降的貢獻僅占了10~15%,顯示過往安裝成本下降的原因主要來自於硬體技術的改善。該篇研究的作者之一,同時也是MIT數據、系統與社會研究機構的教授特蘭西克(Jessika Trancik)表示,軟性技術漸漸開始主導太陽能系統的安裝總成本,此趨勢可能會使未來在安裝太陽能系統時的成本愈來愈難減低,最終將阻礙全球潔淨能源的發展。
 
目前建造太陽能電廠的軟性技術成本約在35~64%之間,不過研究團隊觀察到此成本正在逐漸上升。為此,他們以量化模型分析太陽能系統成本隨時間的變化,該模型同時也能區分出硬體技術、軟性技術如何影響太陽能系統建置的成本。根據模型推算出的結果顯示,軟性技術隨著時間過去並未出現顯著的改善,且對整體成本下降的貢獻甚至比先前估計的更少。研究結果說明,若是要扭轉此趨勢並使太陽能系統建置成本的下降速度變快,工程師可以考慮在一開始設計系統時,就降低此系統對軟性技術的依賴;此外,也可以藉由改善效率較低的部署流程以直接解決問題。模型推算出的結果也顯示,硬體技術的改進對於降低太陽能系統中軟性技術成本的影響最大,例如1980~2017年間,太陽能光電模組(photovoltaic module)的效率翻倍使整體系統成本降低了17%,而其中又有約40%的整體下降能歸功於模組效率相關的軟性技術成本減少。
 
研究團隊也利用此模型分析了各國太陽能軟性技術成本的差異。分析結果顯示,由於太陽能設備硬體技術的改善往往可跨國共享,這使得過去幾十年各國的硬體技術成本大幅下降;不過軟性技術就不一定了。團隊發現在20年前軟性技術表現較好的國家,直到今日仍然有較好的表現,而在當時軟性技術表現較差的國家則未看到太大的改善。
 
特蘭西克說明,這種國情間的差異受到許多變因影響,例如該國的監管與許可程序、文化因素、企業之間的互動方式等。團隊也進一步指出兩種降低太陽能系統軟性成本的策略,第一是科學家可以專注於改善硬體設備,使軟性成本更加依賴於硬體技術的進步,例如創建更簡單、標準化的設備減少現場安裝時間。另一項策略則可以直接瞄準軟性技術、無需提升硬體設備,像是為系統安裝或自動化平臺創建更高效的工作流程等。未來,團隊也希望能應用這項模型研究其他與技術相關的軟性成本,例如電動車充電技術、核能發電等。
 
新聞來源
Adam Zewe. (August 17, 2023). To improve solar and other clean energy tech, look beyond hardware. MIT News. https://news.mit.edu/2023/improving-solar-looking-beyond-hardware-0817