【專欄】AI相助，太陽熱能重大突破

民報新聞

用 AI 控制反射鏡，產生「超過 1000 度」的太陽能高溫。為了對抗全球暖化，人類正積極研發各種零碳排放的綠能，但它們有個限制：溫度不夠高，雖然可以發電，但無法用於水泥、玻璃、鋼鐵製造等重工業。然而重工業是碳排大戶，光是水泥製造，就產生全球 7% 的二氧化碳。

然而，美國新創赫利奧根（Heliogen）公司透過 AI控制反射鏡陣列，調整反射鏡陣列的角度，讓太陽能量集中在一個小點，產生超過攝氏 1,000 度的高溫，大約是太陽表面溫度（5500度）的四分之一，可用於水泥、鋼鐵、玻璃製造，有望讓重工業達到「零碳排」目標。赫利奧根獲得比爾蓋茲的投資。

光電與太陽能熱電

目前人類有兩種使用太陽能的方式。最常見的，就是透過太陽能板（光伏或光電），藉由光電效應，將太陽能直接轉換成電能，提供民生、交通、工業用電。另外一種是聚光太陽能發電（Concentrated solar power，CSP），藉由反射鏡陣列，將太陽能集中在一個點，產生高溫，用於發電、工業製造與石油開採。

傳統的太陽能利用屋頂的面板來捕獲太陽的能量，而傳統的太陽能則與之不同，赫利奧根正在改善所謂的集中太陽能。這項使用鏡子將太陽光反射到單個點的技術並不是什麼新技術。過去，集中式太陽能已用於發電，並以某種有限的方式為工業產生熱量。它甚至在阿曼用於提供石油鑽探所需的動力。問題在於，過去集中式太陽能，無法獲得足夠高的溫度來製造水泥和鋼鐵。

利用人工智慧解決氣候危機

赫利奧根也是採用聚光是太陽能技術，但赫利奧根導入 AI，藉由 AI 控制反射鏡陣列，讓系統學習最佳反射角度，因此太陽能更集中，產生超過攝氏 1,000 度的高溫，打破過去的溫度極限，也意味著人類能將太陽能導入水泥、鋼鐵、玻璃製程，讓這些產業達到零碳排的目標。水泥用於製造房屋，醫院和學校所需的混凝土。根據美國EPA，這些行業占全球排放量的五分之一以上。

除了重工業製造，赫利奧根的技術也可用於生產氫氣等燃料。赫利奧根的技術不僅能降低重工業的碳排放，還能夠降低製造成本。赫利奧根的創辦人暨 CEO Bill Gross 表示，這是工業界的「聖杯」。這也是吸引比爾蓋茲投資的原因。比爾蓋茲表示，很高興能夠成為 Bill Gross 的早期投資者，赫利奧根可產生高溫，有望取代化石燃料的地位。

不費吹灰之力

除了用於生產鋼鐵和水泥，赫利奧根的高溫也可用於生產氫燃料。赫利奧根認為，該技術最終可產生攝氏 1,500 度的高溫，便能分解二氧化碳和水分子，產生氫氣等完全燃燒燃料，提供車輛與飛機使用，讓交通載具零碳排。

然而，赫利奧根現階段最大的問題，就是太陽能受到天氣與時間限制，不是 24 小時，365 天都可採用的能源；但水泥、鋼鐵產線需要全年無休運轉。赫利奧根的發言人表示，會採用儲能系統解決該問題。

赫利奧根的另一項挑戰，是說服製造業放棄化石燃料並採用太陽能。相較於化石燃料，或許赫利奧根的最大賣點，就是太陽能「免費」。它最大的賣點是，與煤，石油和天然氣等化石燃料不同，陽光是免費的。而且赫利奧根認為，由於它依賴於AI，因此它的技術已經比礦物燃料經濟了。唯一的競爭方法，就是在材料的使用方法上要非常聰明。通過使用軟體，就能夠做到這一點。只不過工廠需要面對太陽能不穩定的問題。

用技術應對氣候變化

赫利奧根的創始人說：「我們在電力系統中部署清潔能源方面取得了長足的進步」。「但電力僅占全球能源需求的不到四分之一。赫利奧根代表著技術上的飛躍，可以滿足另外75％的能源需求：將化石燃料用於工業生產和運輸。利用低成本，超高溫的工藝加熱，我們有機會為解決氣候危機做出有意義的貢獻。」

大量清潔，無碳，高熱和巨電。一旦企業投資了該技術，它實際上是免費的。赫利奧根面臨的另一個障礙是太陽，因為太陽並不總是發光。這意味著赫利奧根將不得不開發系統來存儲多餘的能量，直到需要它再輸出。雖然還需要大量的土地投資，該系統可以佔用數英畝的土地。可是，他們有機會為解決氣候危機，做出有意義的貢獻。七年前Sunrise CSP碟式濃縮器，使用500平方米的集熱器，達到2000攝氏度以上溫度，這些類型的熱能太陽能電站之所以出色，是因為它們提供了可在許多應用中使用的高等級高溫能源。過去也有太陽能發電廠，每年殺死6000多隻，飛入光束集中能量的鳥類，值得注意。

太陽能股票面臨來自赫利奧根的最大風險

太陽能股票面臨著赫利奧根技術帶來的最大風險。迄今為止，大部分太陽能發電都是通過面板完成的，其效率遠低於赫利奧根的技術。此外，赫利奧根系統更適合大規模發電，使其成為更好的選擇。根據美國能源信息署（Energy Information Administration，EIA）的預測，未來五年太陽能發電量將增加50％，因此赫利奧根會有很多機會證明自己。風險最大的兩家公司是SunPower（SPWR）和First Solar（FSLR）。這些公司是全球兩家最大，最成功的太陽能電池板製造商。

傳統的電力公司也面臨風險。今年，太陽能農場的運營成本首次低於燃煤電廠，這標誌著該行業的一個重大轉折點。EIA稱，明年新發電量的60％以上將是太陽能。赫利奧根技術的出現將加速這一趨勢。

總之，聚光太陽能發電的技術已久，但赫利奧根採用 AI，讓該技術的性能提升，並達到重工業的製造門檻。或許赫利奧根的技術仍需一段時間才會商用，但這讓我們看到新能源的曙光：重工業需要高溫環境，人類成功使用綠能創造高溫環境，讓無碳重工業有望實現。赫利奧根的一位發言人告訴，該技術現已上市，預計 2020年將首次進行商業部署。 專欄屬作者個人意見，文責歸屬作者，本報提供意見交流平台，不代表本報立場。