文/太陽能之父 馬丁•格林教授
醞釀之中的中美太陽能貿易戰,遮蔽了一個本應輝煌的轉折點,就是全球光伏產業中正在來臨的廉價太陽能電力。
整個太陽能產業的成功,并不取決于一個國家或一個公司的成功,而是取決于全球競爭與協作,這會推動全球效率提升和成本降低。
經過幾十年的全球競爭與協作,世界各地許多太陽能市場已實現電網平價,在這一點上,太陽能發電沒有補貼,成本也低于從電網購電。換句話說,太陽能技術即將成為主要途徑,可以解決我們這個星球的能源和環境危機。
但是,貿易保護主義的威脅會抑制太陽能產業,正是在這時候,太陽能正在突破,達到一個新的水平,就是全球相互依賴、合作,走向成熟。
10月18日,美國政府被要求征收進口關稅,針對的就是中國太陽能電池和模塊,因為他們爭辯說,中國的生產商有大量補貼,而且銷售太陽能產品具有不公平的低價格。也許并不奇怪,一些中國公司現已要求中國政府,對美國太陽能產品征收進口關稅,他們說,美國生產商也有大量補貼。而且就這樣,生產廉價和有競爭力的太陽能產品,已成為一種政治責任,這是在世界上兩個最大的能源生產和消耗國。
整個太陽能產業的成功,并不取決于一個國家或一個公司的成功,而是取決于全球競爭與協作,這會推動全球效率提升和成本降低。如果美國、中國和德國都實施貿易壁壘,就會顯著提高太陽能產品價格,因而也會提高太陽能電力價格,在全球都是這樣。這會進一步削弱太陽能產業的政治支持,這是一個重要關頭。
總之,太陽能貿易戰會破壞幾十年的國際創新,妨礙全世界采用先進的太陽能技術。
戈登•布林森(Gordon Brinsen)是太陽能世界公司(Solar World)美國分公司總裁,這家公司在尋求關稅保護,他認為,“太陽能技術是在這里發明的,我們打算在這里維持它。”我堅決不同意。正如太陽是全球共享的資源,太陽能技術的歷史,以及太陽能產業的發展,也同樣是全球的。而且,它正應該這樣維持。
首次發現光伏效應的,是法國人亞歷山大-愛德蒙貝克勒爾(Alexandre-Edmond Becquerel),那是在1839年。許多其他人改進了貝克勒爾的研究,如英國的威洛比•史密斯(Willoughby Smith)。十年后,美國人查爾斯•弗里特(Charles Fritts)創造了第一塊有效的太陽能電池。然后,在1887年,德國科學家海因里希•赫茲(Heinrich Hertz)發現了光電效應。這項工作的進一步改進,是因為阿爾伯特•愛因斯坦(Albert Einstein),他發表了一篇論文,討論光電效應,最終獲得了諾貝爾物理學獎,提供了理論基礎,用以認識光伏技術。
20世紀后期的太空競賽,資助了不尋常的光伏研究,極大地提升了晶硅太陽能電池的實驗室效率。俄羅斯人造地球衛星3號(Sputnik 3)和美國先鋒1號(Vanguard 1),這些衛星是1958年發射的,都是用太陽能電池供電。不久之后,世界各地的太陽能研究機構開始投資和開發專用電池設計,以探索光伏電池的理論極限。例如,1985年,在澳大利亞悉尼新南威爾士大學(UNSW :University of New South Wales)光伏發電和可再生能源工程學院,我們小組創造了第一種硅太陽能電池設計,打破了20%的效率門檻。1988年,美國斯坦福大學(Stanford University)的背點接觸電池(rear point contact cell)表現出22%的效率。下一個重大改進,就表現為南威爾士大學的鈍化發射極背面局部擴散電池(Perl:Passivated Emitter & Rear Locally-diffused cell),他們制成了第一款效率為24%的硅太陽能電池,那是在1994年,而且目前保持著世界紀錄,就是25%的效率。
所有這些實驗室成就都是至關重要的,可以讓我們理解光伏技術。但僅是在實驗室,它們沒有太多地用于社會。在我們工作中,最令人興奮的部分,是看到實驗室技術有效地商業化,而且在進入主流市場。
這種太陽能技術的商業化,全世界都是一樣的。
1954年,美國貝爾實驗室(Bell Labs)首次使光伏技術適銷對路,效率達6%的太陽能電池,成本大約每瓦250美元。十年后,日本夏普公司(Sharp Corporation)生產出第一款實用太陽能電池組件,可在地面應用。自那時以來,全球競爭引發了幾十年的效率提高和成本降低,經過了各種光伏技術和行業細分。在美國,太陽電力公司(SunPower)率先有效地轉化了斯坦福大學的背點接觸電池技術,它創造了幾項世界紀錄,都是針對商用單晶硅組件的效率。在中國,尚德率先有效地轉化了新南威爾士大學鈍化發射極背面局部擴散電池技術,很快創造了多晶硅模塊效率的世界紀錄。
由于全球競爭,現在太陽能模塊的成本是每瓦1美元左右。要推斷哪個地區對某個行業貢獻最大,幾乎是徒勞的,因為有這么多的重疊,而且任何描述都會引發數十個重要的例外。許多德國制造公司創造了大型高精密設備,可以大規模生產太陽能硅片、電池和模塊。許多美國公司發揮主導作用,壓低了硅的價格,硅是光伏技術的關鍵成分,價格現在低于每公斤40美元。中國的一些公司,有幾家的創始人是我以前在新南威爾士大學的學生,這些公司做了令人難以置信的工作,開發出創新的低成本制造方法,用于制備高品質太陽能電池和模塊。
最重要的是,所有這些公司和國家,彼此緊密依賴,以獲得成功。同時,它們代表著一種強大的力量,不懈地壓低太陽能發電的成本,不同尋常地堅持了30多年。孤立起來,它們就相對處于弱勢。
就像太陽能發電一樣,太陽能產業也屬于我們大家。現在,太陽能行業需要超越狹隘認識,用一個聲音說話,反對太陽能產業保護主義。我們必須保持統一,努力使太陽能發電能用得起,世界各地人人都能用得起。
馬丁•格林是澳大利亞新南威爾士大學卓越光伏中心(Photovoltaics Centre of Excellence)執行研究主任。在過去幾十年,他的實驗室制成了世界上最高效的硅太陽能電池,而他的學生們已經創建了中國最大的一些太陽能電池板制造商,或在其中身居要職,這些制造商就包括世界上最大的尚德電力公司。