文/太陽能之父 馬丁•格林教授
醞釀之中的中美太陽能貿(mào)易戰(zhàn),遮蔽了一個本應(yīng)輝煌的轉(zhuǎn)折點(diǎn),就是全球光伏產(chǎn)業(yè)中正在來臨的廉價太陽能電力。
整個太陽能產(chǎn)業(yè)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(xié)作,這會推動全球效率提升和成本降低。
經(jīng)過幾十年的全球競爭與協(xié)作,世界各地許多太陽能市場已實現(xiàn)電網(wǎng)平價,在這一點(diǎn)上,太陽能發(fā)電沒有補(bǔ)貼,成本也低于從電網(wǎng)購電。換句話說,太陽能技術(shù)即將成為主要途徑,可以解決我們這個星球的能源和環(huán)境危機(jī)。
但是,貿(mào)易保護(hù)主義的威脅會抑制太陽能產(chǎn)業(yè),正是在這時候,太陽能正在突破,達(dá)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(jìn)口關(guān)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(chǎn)商有大量補(bǔ)貼,而且銷售太陽能產(chǎn)品具有不公平的低價格。也許并不奇怪,一些中國公司現(xiàn)已要求中國政府,對美國太陽能產(chǎn)品征收進(jìn)口關(guān)稅,他們說,美國生產(chǎn)商也有大量補(bǔ)貼。而且就這樣,生產(chǎn)廉價和有競爭力的太陽能產(chǎn)品,已成為一種政治責(zé)任,這是在世界上兩個最大的能源生產(chǎn)和消耗國。
整個太陽能產(chǎn)業(yè)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(xié)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(mào)易壁壘,就會顯著提高太陽能產(chǎn)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(jìn)一步削弱太陽能產(chǎn)業(yè)的政治支持,這是一個重要關(guān)頭。
總之,太陽能貿(mào)易戰(zhàn)會破壞幾十年的國際創(chuàng)新,妨礙全世界采用先進(jìn)的太陽能技術(shù)。
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(guān)稅保護(hù),他認(rèn)為,“太陽能技術(shù)是在這里發(fā)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(shù)的歷史,以及太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也同樣是全球的。而且,它正應(yīng)該這樣維持。
首次發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)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(jìn)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(chuàng)造了第一塊有效的太陽能電池。然后,在1887年,德國科學(xué)家海因里希•赫茲(Heinrich Hertz)發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)。這項工作的進(jìn)一步改進(jìn),是因為阿爾伯特•愛因斯坦(Albert Einstein),他發(fā)表了一篇論文,討論光電效應(yīng),最終獲得了諾貝爾物理學(xué)獎,提供了理論基礎(chǔ),用以認(rèn)識光伏技術(shù)。
20世紀(jì)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(wèi)星3號(Sputnik 3)和美國先鋒1號(Vanguard 1),這些衛(wèi)星是1958年發(fā)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(jī)構(gòu)開始投資和開發(fā)專用電池設(shè)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(xué)(UNSW :University of New South Wales)光伏發(fā)電和可再生能源工程學(xué)院,我們小組創(chuàng)造了第一種硅太陽能電池設(shè)計,打破了20%的效率門檻。1988年,美國斯坦福大學(xué)(Stanford University)的背點(diǎn)接觸電池(rear point contact cell)表現(xiàn)出22%的效率。下一個重大改進(jìn),就表現(xiàn)為南威爾士大學(xué)的鈍化發(fā)射極背面局部擴(kuò)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(jì)錄,就是25%的效率。
所有這些實驗室成就都是至關(guān)重要的,可以讓我們理解光伏技術(shù)。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(shù)有效地商業(yè)化,而且在進(jìn)入主流市場。
這種太陽能技術(shù)的商業(yè)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(shù)適銷對路,效率達(dá)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(chǎn)出第一款實用太陽能電池組件,可在地面應(yīng)用。自那時以來,全球競爭引發(fā)了幾十年的效率提高和成本降低,經(jīng)過了各種光伏技術(shù)和行業(yè)細(xì)分。在美國,太陽電力公司(SunPower)率先有效地轉(zhuǎn)化了斯坦福大學(xué)的背點(diǎn)接觸電池技術(shù),它創(chuàng)造了幾項世界紀(jì)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(zhuǎn)化了新南威爾士大學(xué)鈍化發(fā)射極背面局部擴(kuò)散電池技術(shù),很快創(chuàng)造了多晶硅模塊效率的世界紀(jì)錄。
由于全球競爭,現(xiàn)在太陽能模塊的成本是每瓦1美元左右。要推斷哪個地區(qū)對某個行業(yè)貢獻(xiàn)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(fā)數(shù)十個重要的例外。許多德國制造公司創(chuàng)造了大型高精密設(shè)備,可以大規(guī)模生產(chǎn)太陽能硅片、電池和模塊。許多美國公司發(fā)揮主導(dǎo)作用,壓低了硅的價格,硅是光伏技術(shù)的關(guān)鍵成分,價格現(xiàn)在低于每公斤40美元。中國的一些公司,有幾家的創(chuàng)始人是我以前在新南威爾士大學(xué)的學(xué)生,這些公司做了令人難以置信的工作,開發(fā)出創(chuàng)新的低成本制造方法,用于制備高品質(zhì)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(qiáng)大的力量,不懈地壓低太陽能發(fā)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(fā)電一樣,太陽能產(chǎn)業(yè)也屬于我們大家。現(xiàn)在,太陽能行業(yè)需要超越狹隘認(rèn)識,用一個聲音說話,反對太陽能產(chǎn)業(yè)保護(hù)主義。我們必須保持統(tǒng)一,努力使太陽能發(fā)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(xué)卓越光伏中心(Photovoltaics Centre of Excellence)執(zhí)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(xué)生們已經(jīng)創(chuàng)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。