微米级光伏电池是设备小型化的“技术突破” - Securities.io
这些电池是太阳能电池板的基本组成部分，对于利用太阳能（一种可再生的清洁能源）至关重要。 俄勒冈大学最近在开发微米级光伏电池方面取得的进展标志着该技术 ...
可持续能源解决方案
在一个时代 <anchor>可持续能源解决方案</anchor> 光伏（太阳能）技术的发展比以往任何时候都更加重要，它站在创新的最前沿。 最近的一个例子来自渥太华大学（U of O），该大学的一组科学家成功地 “通过制造第一批背接触测微光伏电池，实现了世界第一。”  这被描述为“ 关键的一步” 促进电子产品的持续小型化。
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#### 可持续能源和采用率

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# 可持续能源和采用率

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2年前

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2023 年 2 月 6 日

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不断增长的全球员工数量和环保意识正在推动人们以更友善的方式对待我们的家园（地球）的需求/愿望。 值得庆幸的是，如果我们足够仔细地观察，我们周围就可以发现无限的能量。 任何运动的物体，产生热量，甚至光，都是潜在的光源。

识别能源是比较容易的部分。 需要克服的困难在于如何以可靠、一致的方式利用这些资源。 值得庆幸的是，材料科学的进步带来了过去无法想象的效率。

## 可持续能源

在我们深入了解一些清洁能源以及推动其公用事业的公司之前，了解可持续能源和可再生能源之间的区别非常重要。

简而言之，可再生能源的来源自然补充其供应的速度比我们使用它的速度快。 但这并不一定意味着这些来源提供清洁能源——只是供应不会因当前需求而耗尽。

另一方面，可持续能源是指不仅可以自我补充，而且随着时间的推移不会对地球产生任何负面影响的能源。 这些资源考虑到子孙后代，希望为他们提供一个绿色地球，而不是一个不断被煤炭、石油、甲烷和其他肮脏能源破坏的地球。

应该指出的是，尽管可持续能源和可再生能源之间存在区别，但在大多数情况下这两个标签都适用。 当然，那些同时兼具两者的人是最有趣的。

通常，可持续能源必须克服三个障碍才能被视为可持续能源。

- 环境可持续发展
- 财务上可持续
- 社会可持续发展

可持续能源的一个常见例子是水力发电。 在月球产生潮汐变化、波浪和气候周期之间，地球上总会有流动的水。 利用流水中的动能不仅是一个自然更新的过程，而且是可持续的，因为它不会在未来几年对地球产生负面影响，同时在经济和社会上都是可行的。

通常不被视为可持续的可再生能源的一个常见例子是生物质。 最明显的实现是燃烧木材作为热源。 虽然生物质供应的补充速度可能比我们使用它的速度快，但由于其使用过程中会排放温室气体，因此它是不可持续的。

不可再生、不可持续能源的一个常见例子是化石燃料。 随着内燃机的普及，我们的化石燃料供应已经即将结束。 这种资源实际上需要数百万年的时间才能形成，本质上是不可再生的，对环境有害，而且根本不是未来可持续的资源。

## 最佳候选人

现在我们了解了可再生能源和可持续能源之间的区别，以下是一些最有前景的例子。 其中每一个都已在世界各地投入使用，并有望得到广泛采用。



重要的是要记住，一个不一定比另一个更好。 最好的能源是当地环境中容易获得的能源。

### 水力能源

利用水作为能源并不是什么新鲜事——几个世纪以来我们一直在利用水坝和水磨坊。 目前，水力发电是世界上最大的低碳电力来源，占世界能源总量的 15% 的总供应量。 典型的用例依赖于利用流动水的动能来旋转涡轮机并发电。

优点****缺点可再生对生态系统的潜在危害低碳生产可以极大地改变景观可靠/可重复会对源 Feed 产生负面影响

一个希望提高我们利用潮汐能的能力以及我们对其对当地生态系统影响的理解的组织的一个例子是 芬迪海洋能源研究中心 (FORCE)。 这个政府资助的组织总部位于加拿大新斯科舍省，那里的芬迪湾拥有世界上最大的潮汐。

在芬迪湾， 进出水量超过160亿吨，每天两次，每天——就像发条一样。 这种流动的水的力量是惊人的，并提供了同样惊人的能源生产潜力，其可靠性就像月亮升起一样。 该项目正处于 长期学习 关于潮汐涡轮机对海洋植物和动物生命造成的潜在危险。



目前，水电整体 账户 全球 70% 以上的电力来自可持续能源，其中中国和美国处于领先地位。 展望未来，仅波浪和潮汐市场就 预期 将从 0.59 年的 $2021B 增长到 4.41 年的 $2028B。

### 自动绕制机

与水力发电一样，通过风力发电并不是什么新鲜事。 这个过程不是利用流动的水的动能来旋转涡轮机，而是通过将风力旋转的风扇叶片连接到涡轮机来复制。

优点****缺点丰富对生态系统的潜在危害低碳生产需要大块土地可再生不太可靠/一致

虽然世界上几乎任何地方都可以利用风来发电，但这种做法也面临着一系列挑战。 不仅需要大片土地来容纳这些巨大的田地，而且风根本不像潮汐那么可靠。 某一天可能有风，第二天可能就风平浪静。

尽管面临这些挑战，风力发电仍然越来越受欢迎，代表了超过 7.6% 世界电力生产。 在美国，风能已成为最大的可再生能源来源，约占美国发电量的 10%。



推动采用风力发电的公司的一个例子是 西门子股份公司 ( 围攻）。 该集团宣称 71.98 年收入为 $2022B，在撰写本文时，西门子股份公司 (SIEGY) 的股票被多位分析师列为“过度”。 自 1847 年成立以来，这是一家懂得如何适应时代的公司。 考虑到这一点，西门子的整个部门致力于开发技术，使我们能够从化石燃料过渡到可持续能源。

### 太阳能

虽然在利用水力或风能等能源时，涡轮机对于发电至关重要，但当我们利用光伏发电时，就不再需要它们了。 光伏效应是通过允许光子将基板置于激发态而实现的，是太阳能背后的基础技术。 太阳可能是太阳系中最丰富的能源——为什么不充分利用它所提供的一切呢？

优点****缺点低碳生产需要巨大的表面积来生产大量能源可扩展地理相关可再生保养

Solar 的独特之处在于其能够用于小至个人电池组，大至城市供电的应用。 与所有能源一样，它也有局限性。 虽然现代技术大大提高了 效率和 承受能力 对于太阳能电池板来说，这种做法仍然最适合阳光充足的地区。 如果距离两极足够近，地球上的某些地区可能会连续几个月看不到日出。

就目前而言，太阳能技术的最新进展已经允许 4.8% 全球电力生产的增长将来自于这种可持续能源。 虽然美国在风能能源生产方面可能领先于趋势，但在太阳能方面略显落后，大约 3% 来自利用太阳光线。



太阳能技术领域最著名的公司和创新者之一就是电动汽车 (EV) 制造商， 特斯拉 ( TSLA）。 多年来，该公司一直致力于开发和安装 太阳能屋顶，这使得房主可以放弃传统的太阳能电池板，并使用光伏屋顶瓦片。 2022 年，特斯拉的收入为 $81.46B，在撰写本文时，各种金融分析师将其列为“结束”。

### 地热

人们相信，很久以前，地球是由整体组成的依靠熔融材料，覆盖d 在岩浆海洋中。 数十亿年后，它已经冷却下来，表面适合人类居住。 然而，核心仍在肆虐，继续加热其周围的各个层。 我们现在正在利用的正是在地球表面以下发现的这种能量，将其称为地热能。

地热通常通过利用耳朵的热能来发挥作用加热具有高热容的液体介质， 然后用于为发电的涡轮机提供动力。 近年来，地热变得越来越受欢迎，因为它不仅可以大规模应用，而且还可以作为一种供暖形式用于住宅安装。

优点****缺点低碳生产成本可再生复杂可靠/一致地理相关

尽管只要挖得足够深，任何地方都可以利用地热能，但世界各地发现的自然热点使这一过程变得更加容易——即火山。 萨尔瓦多等国家已经认识到这一点，并正在共同努力 马具 这种清洁能源，因为它也丰富且可靠。

目前，尽管地热能前景广阔，但人们相信它可以 帐户 约占世界电力供应的 0.4%——这个数字也与美国的产量一致。 除了火山之外，地热在构造板块和断层线附近尤其容易获得。 因此，加利福尼亚州沿海地区是获得这种清洁能源的主要地区。



对于希望涉足地热能行业的投资者来说，领先的公司之一是 Ormat技术 ( ORA）。 该公司目前拥有 150 多个地热发电厂，员工超过 1,300 人。 在过去的 5 年里，Ormat Technologies 的年收入一直超过 650 亿美元，随着地热的日益普及，它应该能够很好地利用资本。

## 展望未来

虽然上面列出的能源在促进绿色未来方面拥有巨大潜力， 还有另外一对选择，有一天可能会 使他们都显得矮小。

### 核聚变

核聚变曾经是科幻小说的一部分，随着科学家们不断做出有希望的事情，核聚变有一天可能成为现实 突破 旨在利用能源生产的“圣杯”。 事实上，进展如此之大，以至于各国政府现在正计划在 2040 年之前建造可工作的原型工厂。

对于那些不熟悉的人来说，核聚变——为太阳“太阳”提供动力的同一过程——不应与核裂变（现代核电站当前使用的过程）相混淆。 每个过程都会释放大量能量，但前者通过创造条件来结合原子核来释放大量能量，而后者则分裂铀等重元素。

聚变不仅比裂变释放更多的能量，而且是一个明显更清洁的过程。 科学家正在努力解决的问题是开发适当的条件来促进和安全地利用这一过程。

### 压电

We 最近看了一眼 压电，以及它如何成为最常用但未知的电源之一。 压电是人造或天然材料在受到外部压力时产生放电的能力。

现代材料科学已经在麦克风、打火机等普通物品中使用了数十年，并不断向前发展，有一天我们可以通过这种效应利用足够的电力进行大规模应用。

就像核聚变一样，压电材料的广泛使用潜力过去感觉就像科幻小说一样。 尽管还需要很多年的时间，但有一天可能会导致一个大型电池基本上被淘汰的世界，因为压电材料允许自供电设备。

## 一锤定音

尽管世界可能仍然依赖于石油产品、煤炭和天然气等能源，但很明显它们不是未来。 值得庆幸的是，能源在我们周围无处不在，现代科学越来越多地让我们有机会利用越来越多的清洁能源。

虽然未来有一天地球可能会依赖核聚变和自供电装置，但只有不断采用水力、风能、太阳能和地热能，我们才能实现这一目标。

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约书亚·斯托纳 (Joshua Stoner) 是一位多才多艺的专业人士。 他对革命性的“区块链”技术非常感兴趣。



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