北京的雾霾非常严重，有时甚至难以看见太阳。无论是居民还是游客，亦或是太阳能电池板，都会遇到这种情况。事实上，中国创纪录的空气污染意味着，如果天空能够更清洁，中国蓬勃发展的太阳能产业本可以生产更多的清洁能源，并获得更大的收益。
在瑞士苏黎世联邦理工学院的一项最新PLOS One研究中，研究人员对此进行了量化：如果中国实施一套旨在将化石燃料驱动行业产生的空气污染降至接近零的积极政策，到2040年，其光伏太阳能电池板的年产量将额外增加近160太瓦时。这相当于每年额外增加70至100亿美元的收入——这还没有算上公共健康效益的激励作用。
“中国是太阳能光伏发电领域的全球领导者，同时也是饱受空气污染之苦最严重的国家，”该研究的主要作者、可再生能源研究员Mercè Labordena说。该国的大部分空气污染源自化石燃料的燃烧，主要是煤炭——而中国恰恰也是全球最大的煤炭消费国。
天空中存在的污染物越多，到达太阳能电池板表面的太阳辐射就越少。硫酸盐等颗粒物会反射辐射，而黑碳等颗粒物则会在到达地面之前吸收辐射。“毫无疑问——只要清除空气中的颗粒物，太阳能发电量就会增加，”加州大学伯克利分校能源教授Dan Kammen说。
公民的健康也会得到改善。空气污染与呼吸困难、心脏病、痴呆症和其他认知能力下降有关。最近，它甚至被认为与生育能力下降有关。过去减少空气污染的努力挽救了数百万人的生命，未来的努力有望挽救更多生命。
尽管中国在解决空气污染问题方面已经取得了一些进展——主要是出于公共健康的考虑——但仍有很大的改进空间。在这项研究中，Labordena和她的同事们仔细研究了该国基于化石燃料的行业，并探讨了如果中国采取最积极的空气污染控制政策会发生什么。Labordena表示，这些措施包括对燃煤电厂和工业工厂进行最先进的污染控制技术升级，以及将居民供暖从煤炭转向天然气或丙烷。
利用气候模型，研究小组模拟了如果政府实施这些及其他措施，该国太阳能电池板将接收到多少额外的阳光。研究人员发现，在人口密集、天空多雾、且集中了中国大部分光伏电池板的中国北部、东部和中南部地区，影响将最大。Labordena解释说，如果这些地区继续扩大太阳能规模，“该地区的省份可能会从空气净化中受益最多。”
阴霾的天空会影响中国及其他地区太阳能发电效率，这一点已经得到了充分证实，但Labordena的研究首次为改善太阳能发电效率带来的经济效益提供了美元金额的估算。
但这个解决方案并非廉价：中国需要花费500亿至700亿美元来将空气污染降至此水平。研究人员估计，蓬勃发展的太阳能发电所带来的额外收入至少可以抵消其中17%的成本。即使是较小幅度的空气污染减少，也将使太阳能产业和公众健康受益。“中国的空气净化对于改善人民健康至关重要——目前，中国的空气污染每年导致约110万至160万人过早死亡，”Labordena在电子邮件中补充道。
对Kammen来说，这些结果恰恰说明了太阳能和化石燃料驱动的污染是多么不兼容。他解释说，中国太阳能扩张的一个担忧是，它并没有伴随着煤炭行业的削减。事实上，根据上周发布的一份报告，据估计，今年中国煤炭使用量与2017年相比大幅增加。“我们不只是想增加一些太阳能，我们想实现一个替代过程，”他说。“这对太阳能电池板和公众健康来说都是一个巨大的胜利。”
此外，限制发电厂排放的颗粒物数量也只是部分解决方案。这类技术不仅昂贵且通常需要电力运行，而且也不能减少温室气体排放。他补充说，与其大力投资延长燃煤电厂的使用寿命，不如选择100%太阳能发电可能更有回报。
这个问题绝非中国独有。根据麻省理工学院专攻光伏研究的研究科学家Ian Marius Peters领导的一项研究，德里和新加坡等主要城市的太阳能电池板在雾霾笼罩的天空中也会受到影响。例如，在德里，这会导致硅太阳能电池板接收到的阳光比在空气更清洁的环境下少约12%。这个问题也不仅仅局限于化石燃料。每个地区都有其独特的空气颗粒物混合物，并非所有颗粒物都直接源于人类。例如，Kammen说，上个月加州致命野火造成的空气污染极其严重，以至于数百英里外的旧金山湾区的太阳能电池板生产力都受到了影响。
Peters最担心的是，太阳能产量下降造成的经济损失可能会吓跑投资者。专攻光伏研究的麻省理工学院研究科学家Peters表示：“如果公司发现他们无法从这些系统中获得收入，这将侵蚀对这项技术的信任，并减少你将安装的太阳能总量。”
尽管如此，Peters希望，随着世界越来越广泛地采用太阳能，太阳能电池板本身最终会触发一个积极的反馈循环：太阳能越多，空气就越清洁，电池板产生的能源就越多，对煤炭的依赖就越少。他解释说，理想情况下，“太阳能应该在真正解决这个问题方面发挥作用。”
