由英國牛津大學與倫敦大學學院（UCL）合作最新研究發現：燃煤電廠產生的污染，正侵蝕太陽能光電設備發電效率，阻礙能源轉型進度，唯有徹底淘汰煤炭（Phase-out of coal），才是減緩氣候危機、發揮太陽光電最大經濟效益的根本之道。
這項研究由牛津大學物理系博士後研究員 Rui Song 與團隊共同執行，運用衛星影像、機器學習與相關數據分析模型，比對 2017-2023 年間全球太陽光電預期發電量與實際發電量的差距，得出上述結論。相關研究內容 2026 年 5 月中刊登於《Nature Sustainability》，隨即引發科學界重視與迴響。
太陽能越裝越多，電卻越來越少？
「如果不控制燃煤汙染，我們可能會高估太陽能在減排中的貢獻。」Song 點名，燃煤不僅排放溫室氣體，推升地球暖化，還會排放氣溶膠（aerosols），阻擋太陽能板發電量。過去科學家們早已認知燃煤的影響，但透過大規模全球資料研究，終於得到量化數據。
根據 Song 與團隊建立的模型，光在 2023 年，燃煤造成的氣溶膠汙染，導致全球太陽能發電量減少了 5.8%，相當於損失 1,110 億度綠電，換算大約是 18 座中型燃煤電廠全年的發電量。 再進一步計算，2017-2023 年間，太陽能電力系統因為氣溶膠汙染造成的能源損失，平均高達每年新增太陽能裝置發電量的 30%。換句話說，人們持續新建太陽能發電裝置，但每年新增三座電廠中，就有一座的發電量因空氣汙染而損失殆盡。
煤炭如何「遮住」太陽？
氣溶膠指的是主要成分為硫酸鹽的懸浮微粒，由發電廠的爐膛燃燒煤炭釋放的二氧化硫與其他分子反應生成。當這種微粒懸浮在空氣中，就會透過散射光線、吸收光線與改變雲結構等三種方式，與入射的太陽輻射相互作用，導致照照到地面的陽光變得更少、更弱。
Song 解釋，從太陽能板的角度來看，大氣中任何被散射或吸收的陽光，都意味能量的損失。 為了確實了解這項物理原理對太陽光電、能源轉型的真實影響，Song 與研究團隊利用歐洲太空總署 Sentinel-2 衛星影像和相關模型，繪測並評估全球超過 14 萬個太陽能裝置，再結合這些數據與空氣汙染數據，計算陽光變暗的程度、以及對於發電量的影響程度。歷經多方比對，得出結論：這些導致發電量減少的氣溶膠，主要來自燃煤電廠。
距離愈近 損失愈慘
研究人員再比對不同區域太陽能發電裝置損失的差異，發現分布在燃煤電廠周圍的氣溶膠最集中，而這附近的太陽能系統產量下降幅度也最大，證實燃煤產生的氣溶膠確實導致太陽能發電效益下降。
其中受影響最嚴重的區域在中國，由於中國的燃煤電廠與太陽能發電裝置經常「並存」在方圓數十公里之內，光是 2023 年，氣溶膠損失導致太陽光電產量減少 7.7%，而整個研究期間，損失與新發電量的比例更經常超過 50%。
不過場景轉到美國，由於燃煤電廠與太陽能發電裝置的地理分布較遠，太陽能光電產量受到燃煤氣溶膠的影響較小，損失比例降低到 3.1%。
「兩地的物理原理完全相同，差異僅在能源系統的分布排列方式。」Song 說明，由於燃煤電廠附近具備變電所、輸電線路等既有的電網基礎設施，因此人們經常選擇燃煤電廠附近設置太陽能電廠以利併網，不過現在數據顯示，燃煤可能導致太陽能發電效能下降，而且與選址密切相關。
控制汙染 減緩損失
審慎選址之外，控制汙染程度也是降低氣溶膠影響的策略。Song 發現，儘管中國的太陽能發電效益受到燃煤氣溶膠損失慘重，但也是目前全球唯一自 2013 年起損失持續減緩的區域。
事實上，中國的燃煤產能仍然在持續增長中，但由於中國在現有電廠中快速部署「超低排放（ultra-low-emission）技術」，有效降低單位發電汙染速度，帶動每年減少 1.4% 因氣溶膠損失太陽光電成效。「這提醒我們，即使在結構上仍然依賴化石燃料的系統中，控制汙染也能帶來可以衡量的效果。」
團隊成員、英國巴斯大學（University of Bath）管理學院副教授 Chenchen Huang 更從財務與會計角度呼籲，忽視汙染導致的太陽能損失，將導致政府、企業與社會系統性地高估了再生能源的產量。「若要保持正確方向，政策必須考慮這項隱藏成本，並移除對煤炭等化石燃料的補貼。」
不是洗洗太陽能板就能解決
回應 Song 團隊的發現，牛津大學物理學教授，同時也是 Oxford Net Zero 創辦人 Myles Allen 表示，儘管從巴黎協定以來，大家都知道必須快速淘汰煤炭，但也因為燃煤發電價格便宜，導致去煤成效不彰，「這項研究顯示，真實成本被隱藏了！」
長期關注綠色科技發展的 Clean Technica 資深記者 Tina Casey 也感嘆，過去大家只考量沙塵、鳥屎、灰塵等造成太陽能板的髒汙遮蔽問題，但燃煤造成的氣溶膠汙染，不光只是洗洗太陽能板就能解決，因為「整片天空的陽光都變暗了（Dimming）。」 太陽能的快速擴張，通常被視為全球能源轉型的明確訊號。過往人們致力追求太陽能光電裝置容量成長，認為裝設愈多，就能得到更多乾淨能源，然而最新研究證實，太陽能板的發電品質取決於「天空的透明度」，當燃煤不僅只是造成空氣汙染，還會減損太陽光電發電效益，一如 Song 所言，「這不是不可避免的物理定律，而是選擇的結果。」
資料來源：
- nature – Coal plants persist as a large barrier to the global solar energy transition
- University of Oxford – Coal pollution is cutting solar power output, study finds
- Anthropocene – Coal plants are dimming the world’s solar panels
- Springer Nature – When Coal Dims Solar
- pv magazine – Pollution from coal plants can reduce solar generation by over 5%
- CleanTechnica – Coal Pollution Hurts Solar Panels, Just Like Your Lungs
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