盡管太陽能到電能的轉換需要付出一些代價，但太陽能相比其他能源的優(yōu)勢太明顯：穩(wěn)定且總量巨大。穩(wěn)定，是指太陽還能穩(wěn)定燃燒至少數十億年；總量巨大，體現(xiàn)在人類每年所消耗的能量，還不到地表可利用太陽能總量的0.1%。據估算，一年內地球接收到的太陽能總量高達驚人的66×1022焦耳，上千倍于人類目前能量的年消耗量。

鏈接 幾乎所有能源都與太陽能相關

煤、石油和天然氣等化石燃料是由古代植物和動物在數百萬年前經過地質年代的壓縮和變化形成的。這些能源的原始能量來源，是古代生物在生長過程中通過光合作用吸收的太陽能。

水力發(fā)電是利用重力勢能進行發(fā)電，但這些重力勢能最初來自太陽。太陽蒸發(fā)地表水，給予水分子以能量上升到高空，形成降雨，降落在海拔較高的山區(qū)。也就是說，水之所以能抵達高山，大部分能量都是太陽提供的。

風能發(fā)電是將風的動能轉化成電能，而風則是因為地球表面不同區(qū)域受到太陽輻射的不均勻加熱，由氣壓梯度差而產生的氣流。

只依靠陸地，我們可以接收多少太陽能？

即便如此，陸地面積也不能100%用于太陽能發(fā)電，畢竟不是所有陸地都適合鋪設太陽能發(fā)電面板，我們還需要土地用以生活、工作、耕種、放牧，地球上還有森林、沼澤、湖泊等各種生態(tài)系統(tǒng)，這些地區(qū)都不太適合完全改造成太陽能發(fā)電廠。此外，那些常年被冰雪覆蓋的寒冷地帶顯然也不是適宜的選擇（能結冰表明這里的太陽能并不充沛）。在綜合考慮各種因素以后，我們需要將可利用的陸地面積再次削減一半。

如果全人類所需要的能源完全由太陽能提供，那么我們需要鋪設多少面積的太陽能電池板？

下圖展現(xiàn)了全球各地區(qū)太陽能潛能的高低，藍色代表太陽能潛能低，紅色代表潛能高。圖中的六個圓形區(qū)域，每個的半徑為100千米。這六個圓形區(qū)域所接收到的太陽能總量，足夠滿足全球能源需求，足以說明太陽能的潛力是多么巨大。

鏈接 全世界最大的太陽能爐

位于法國的兆瓦太陽能爐（MWSF）是目前地球上規(guī)模最大的太陽能爐，于1968年建成。這座設施的核心是一塊約八層樓高、1830平方米大的巨型拋物面反射鏡。在周圍的開闊地帶，分布著一組由63個定日鏡組成的精密陣列，其總面積高達 2835平方米。

定日鏡將陽光反射至中央反射鏡上，再將光線精確聚焦到實驗樓內的一個直徑僅為80厘米的區(qū)域，太陽能量高達約1兆瓦。區(qū)域內的物體可以在幾秒鐘內被加熱到3000℃以上。這一技術讓科研人員能夠在不產生任何污染的情況下，探索物質在極端高溫下的反應特性。

液化陽光，把太陽能存起來

太陽能充沛，如何實現(xiàn)它的儲存？有人提出可以利用太陽能發(fā)電制取氫氣，從而將其轉化為氫能。氫能雖好，但因其體積密度低，運輸成本和危險系數都極高，氫并非太陽能發(fā)電最理想的儲能介質。

中國科學院院士李燦提出，利用“液態(tài)陽光甲醇”可以有效儲存太陽能。它的基本原理很簡單：利用太陽能等可再生能源電解水制取氫氣和氧氣，再利用氫氣和二氧化碳制備甲醇。這樣一來，太陽能就搖身一變，轉化成便于儲存、運輸的甲醇液體。

液態(tài)陽光項目不僅關系到兩大清潔能源的發(fā)展：綠色氫能和綠色甲醇燃料，而且有利于我國實現(xiàn)“雙碳”目標。

太陽能作為一種清潔、可持續(xù)的能源，具有巨大的潛力和價值。通過科技創(chuàng)新，我們正逐步克服能源儲存與利用的挑戰(zhàn)，我們對太陽能的利用還有寬廣的發(fā)展空間。