海底撈“碲”：會是太陽能進(jìn)化的捷徑嗎？

2017-07-10 16:26:43 海底撈“碲”：會是太陽能進(jìn)化的捷徑嗎？　點(diǎn)擊量：評論 (0)

科學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)了大量碲礦藏，這種稀有金屬是發(fā)展尖端太陽能技術(shù)的關(guān)鍵元素。作為太陽能領(lǐng)域的專家，我應(yīng)該感到高興。但問題在于：這次發(fā)現(xiàn)的碲礦位于海底，那里還未曾被人類打擾。人們常常理想化地認(rèn)為太陽能是

科學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)了大量碲礦藏，這種稀有金屬是發(fā)展尖端太陽能技術(shù)的關(guān)鍵元素。作為太陽能領(lǐng)域的專家，我應(yīng)該感到高興。但問題在于：這次發(fā)現(xiàn)的碲礦位于海底，那里還未曾被人類打擾。

人們常常理想化地認(rèn)為太陽能是一種完美的清潔能源。陽光直接轉(zhuǎn)化成電能，不產(chǎn)生排放，沒有石油泄漏或污染，完全清潔。然而，這種看法忽略了太陽能電池板的復(fù)雜生產(chǎn)程序。

太陽能發(fā)電的確清潔無污染，但生產(chǎn)太陽能發(fā)電設(shè)備所需的一些材料卻是有毒或是稀有的。就拿碲化鎘薄膜太陽能電池這一技術(shù)來說，其中就需要用到有毒的鎘和稀有的碲化物。

碲化鎘薄膜屬于第二代“薄膜”太陽能電池技術(shù)，其光吸收能力遠(yuǎn)勝于目前大多數(shù)太陽能電池使用的晶硅，因此吸收層不需要像現(xiàn)在這么厚。一層僅千分之一毫米厚的碲化鎘薄膜的光吸收率就能達(dá)到約90%。相比晶硅薄膜，碲化鎘薄膜價(jià)格低，易安裝，且用料更少。

因此，碲化鎘薄膜成為首個(gè)完成從實(shí)驗(yàn)室研究到大批量生產(chǎn)飛躍的薄膜技術(shù)。碲化鎘太陽能電池組件目前約占全球太陽能設(shè)施的5%，且從某種角度來看其發(fā)電成本要比晶硅技術(shù)更低。

用貴金屬造高效光伏板，合算嗎？

但碲化鎘薄膜的致命要害在于碲本身，它是地球上儲量最稀少的金屬之一。一項(xiàng)以如此稀有的金屬為原料的技術(shù)，是否值得大規(guī)模開發(fā)，我們必須三思而行。

對這一問題的看法歷來都有分歧。碲金屬的儲量是個(gè)大問題，但反對意見認(rèn)為之所以稀少是因?yàn)閺奈从腥朔e極尋找過新的碲儲備。畢竟，鉑和金也都是類似的稀有金屬，但對珠寶和催化轉(zhuǎn)換器（鉑的主要用途）的需求令我們實(shí)際上總能到足夠的鉑和金。

位于非洲西北海岸附近的海底山脈：熱帶海底山被發(fā)現(xiàn)含有高純度的碲礦。（圖片來源：GoogleEarth）

大西洋海底山脈大量碲礦藏的發(fā)現(xiàn)仿佛證明了，需求會帶動探礦的發(fā)展。據(jù)參與發(fā)現(xiàn)碲礦的MarineE-Tech項(xiàng)目的英國科學(xué)家證實(shí)，此次發(fā)現(xiàn)的碲礦石純度尤其高。大多數(shù)碲都是銅礦開采的副產(chǎn)品，因此產(chǎn)量相對較低，而此次海底礦藏樣本中的碲含量純度比陸地上高出了5萬倍。

采掘海底礦藏將會非常困難，且對環(huán)境構(gòu)成極大的威脅。發(fā)現(xiàn)碲礦的海底山脈頂部位于海平面以下1000米，距離最近的陸地?cái)?shù)百英里之遙。

即便在干燥的陸地上，采礦對環(huán)境而言也絕非好事，不僅迫使當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)遷移，毀壞森林，給大地留下巨大的傷痕，而且無論如何防范，都極易導(dǎo)致地下水污染，

在深海又如何呢？考慮到這一過程涉及的技術(shù)挑戰(zhàn)和海底原始生態(tài)系統(tǒng)，我認(rèn)為大多數(shù)人都能直觀地猜想到深海采礦可能帶來的破壞性影響。難怪雖然巴布亞新幾內(nèi)亞等地沿海有開采的計(jì)劃，但都還沒有真正執(zhí)行。事實(shí)上，沒有跡象表明，近期內(nèi)我們能夠在如此深的海底采掘碲礦。

然而，這種資源的存在，或者說風(fēng)力渦輪機(jī)、電動汽車電池這種依靠稀有材料或高風(fēng)險(xiǎn)工業(yè)流程的產(chǎn)品的存在，引出了一個(gè)有趣的問題：這些都是有用的低碳技術(shù)，但它們是否也需要遵守環(huán)境倫理？

如何看待光伏組件生產(chǎn)過程的污染？

常有人認(rèn)為，從事可再生能源相關(guān)工作的人都是穿著涼鞋、熱衷環(huán)保的左翼分子，但事實(shí)并非如此。畢竟，可再生能源行業(yè)現(xiàn)在很大，它的終極目標(biāo)是取代化石燃料，所以我們有理由擔(dān)心這種擴(kuò)張可能會伴隨著法規(guī)的松懈。

我們知道太陽能在根本上是好的，但我們真的能只看結(jié)果不看過程嗎？或者更直白地說：如果大規(guī)模生產(chǎn)太陽能電池板的前提是開展與化石燃料行業(yè)規(guī)模類似的采礦和鉆探，相關(guān)的隱患也不會少，這我們能忍受嗎？

依我看，答案無疑是肯定的，我們別無選擇。畢竟大規(guī)模使用太陽能仍能抹去我們的碳排放，有助于遏制全球變暖和隨之而來的災(zāi)難。

令人欣慰的是，隨著太陽能行業(yè)的日漸成熟，它的起點(diǎn)也更高、更環(huán)保。例如，碲化鎘發(fā)電組件的成本之一便是材料的回收，像碲這樣的稀有資源能夠在電池板20多年的壽命到期后回收利用（相比之下，化石燃料發(fā)電過程中，原材料化為熊熊的火焰和大量的碳，無法回收）。

與石油或煤炭行業(yè)相比，太陽能電池板相關(guān)采礦造成的影響可能極小，但并非毫無影響。隨著可再生能源技術(shù)的地位越來越重要，我們或許得調(diào)整自己的預(yù)期，把這一點(diǎn)也考慮進(jìn)去。

在一定程度上，采礦尋找太陽能或風(fēng)能所需的材料會造成破壞，一些工業(yè)生產(chǎn)過程也并非零污染。兩害相權(quán)取其輕，這可能是我們必須接受的浮士德契約。很不幸，沒有什么是完美的。

責(zé)任編輯：電小二

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