绕太阳转

2019年第三季度，英国家庭由可再生能源提供的电力首次超过了化石燃料。2020年，可再生能源是英国全年的主要电力来源，占总产量的42%。十年前，这个数字是7%。

随着各国将能源结构转向更可持续的基础，这种显著的变化正在世界各地重演。它展示了当变革的驱动力被利用并指向一个共同的目标时可以实现什么。然而作为我们的关于可持续太阳能的专题文章解释说，还有很多事情要做。

可再生能源的激增主要来自风力发电和本月的封面明星——光伏电池板——这已成为可再生能源的巨大成功故事之一。全球范围内，在过去的几十年里，pv的装机容量呈指数级增长，在过去的10年里增长了10倍，目前已超过600GW。超过100万英国家庭现在有太阳能电池板，光伏发电约占全国电力的4%。在世界上的一些地区，纬度和气候提供了更有利可图的照明，它们几乎占了十分之一。

向循环经济转变需要政治领导，因为这将是有代价的

这种成功是政治、经济和科学因素共同作用的结果。2019年分析美国麻省理工学院的研究人员发现，“市场刺激”政策是太阳能电池成本大幅下降的最大单一因素。政府为能源公司制定的可再生能源生产目标，加上上网电价，是产生需求的“大棒加胡萝卜”政策，利用市场力量推动了该行业的合作、创新和标准化，进而提高了大规模生产的效率。太阳能电池板的成本大幅下降，效率却提高了。

这个市场的主要市场是硅太阳能电池。其他技术是可用的，但请记住，硅pv已经有40年的发展。考虑到变化的时间尺度和已经到位的生产和加工硅的基础设施，它将是未来几年的首选材料。每年为pv生产数十万吨多晶硅，世界各地已经播种了数英亩的硅田。

然而，尽管为它们提供能量的阳光实际上是取之不尽用之不竭的，但细胞本身并非如此。作为詹姆斯·米切尔·克罗的文章解释说，2010年安装的面板将在2030年开始褪色。如何处理这些电池板及其珍贵组件的问题凸显了一个更广泛的可持续性问题:40年来硅光伏的发展几乎完全专注于使它们更便宜、更高效，很少考虑它们制造之前或之后会发生什么。真正的可持续性意味着解决产品从开始到结束的整个生命周期。

例如，还原和精炼二氧化硅以生产高纯度的硅有大量的能源和环境成本。虽然太阳能板可以回收，但这一过程的产出往往并不比砂砾好多少。皇家化学万博代理学会的危险元素这场运动强调了我们产生了多少电子垃圾，以及我们的生产方式是不可持续的。

好消息是，政策和国际合作也能影响这方面的变化。联合国环境规划署建议(除其他备选方案外)设立一个全球化学品和废物小组类似于政府间气候变化专门委员会(RSC支持的想法)。欧盟的绿色协议(Green Deal)等倡议认识到，线性的“制造、使用、处理”生产模式不足以激励生产者解决其供应链和浪费问题。向减少浪费、回收材料和资源的循环经济转变需要政治领导，因为这是有代价的。

而代价总是会有的。谈判多边协议肯定是一项艰巨的任务，但可怜的化学家们不得不与不妥协的热力学达成协议。你不可能不劳而获。