為了應對全球氣候暖化危機,各國都在行動,核聚變遙遙無期,太陽能、風能、氫能成為希望。以前太陽能面板的生產被美國、日本、德國壟斷,價格居高不下,太陽能發展并不順利,現在中國來了,太陽能迎來發展機會。美國曾經是太陽能壟斷者,現在它也開始行動起來,想再次主導行業發展,它能做到嗎?跟隨極客網來看外媒的分析:
大西洋月刊:美國的問題不在研發
你可能不知道,太陽能面板其實是美國人發明的,但現在最大的生產國卻是中國。1954年,貝爾實驗室的三名工程師發現,如果將硅晶片放在陽光下,電子會流過硅晶片。1958年,美國海軍將太陽能面板裝上先鋒1號(Vanguard 1)衛星,它是美國發射的第二顆衛星。
1960年代和1970年代,美國主導全球太陽能市場,大部分太陽能專利都來自美國。到了1978年,美國占據全球太陽能市場的95%。
到了今天,雖然太陽能市場比過去更大了,但制造中心不是美國。1980年代,行業領導者開始轉移到日本,然后轉移到中國。今天在全球10大太陽能面板制造商中只有一家是美國企業。
過去幾十年,發明、全球化然后去工業化,這種現象在美國各個行業發生,F在美國似乎開始認真了,不久前它通過一項法案,準備向基礎研發投入1000億美元。拜登要求國會向清潔能源研發投入350億美元。這樣的數字有些寒磣,因為美國人每年的寵物食品開支約為350億美元。
研發真的能解決美國問題嗎?恐怕未必。所謂基礎研發,就是研究一些沒有明顯市場應用前景的項目,或者暫時看不到市場應用前景。在研發開支方面,美國一直排名第一,中國現在排第二。研發聽起來很高深,但它實際上也要回答一些基本的“工業文明”問題,比如:為什么有的技術發展了,其它卻沒有?為什么一些國家致富的速度比其它國家快?如何才能真正改善人們的生活,政府能幫什么忙?最重要的是經濟增長來自何處?當我們探討研發時,必須深入思考這些問題。
我們很有必要回顧一下太陽能產業的發展歷史。1970年代末期,美國太陽能產業似乎沒有什么危險。當時美國總統 Jimmy Carter和國會設立“能源部”,承諾美國要像開發新軍事技術一樣開發新能源技術。太陽能工程師看到光明的未來。然而隨后美國經濟遭遇重創,美聯儲調高利率,美國人獲得汽車貸款更難了,美元升值,美國商品出口雪上加霜。總統Jimmy Carter放松企業管制,允許華爾街交易員強迫企業關閉或者分拆。1980年之后,里根總統又放寬環境法規,解散能源部,不再支持可替代能源。
一時間,來自東亞的太陽能產品涌入美國市場,美國產品無法競爭。于是乎,創業公司關門,專家離開太陽能產業。艾克森石油公司等企業受壓于華爾街,被迫賣掉或者關閉微小的太陽能研發部門。美國在太陽能市場的份額迅速萎縮。1990年,全球約有32%的太陽能面板是美國生產的,到了2005年只剩下9%。
在這場風暴中,日本是最大受益者。1980年代,日本、德國、中國臺灣公司購買美國公司發明的專利,接手它們拋棄的太陽能部門。1980年時,日本基本上沒有太陽能產業,到了2005年它卻生產全球一半的太陽能面板。
美國太陽能產業崩壞基本上與研發沒有什么關系。從1980年到2001年,差不多每一年(只有1年例外)美國獲得的太陽能專利數都比日本。問題并不是美國的研發開支減少了。1980年代,美國重視基礎科學研究(暫時看不到明顯應用前景的研究)。80年代初,許多太陽能企業對未來充滿信心,它們認為住宅屋頂將會鋪滿太陽能板,還會建設大型太陽能發電場。行業需要廉價太陽能面板,而且還要求容易更換,所以需要投錢研究。
日本政府不太一樣,它希望為技術快速找到商用途徑,政府支持那些尋找商用前景的企業。在政府的壓力下,日本企業將太陽能面板整合到自己的產品中。短短幾年,日本的策略就取得一定的成功。由于日本太陽能面板出貨快,產品很棒,日本有能力大規模發展太陽能產業。當產量提高,質量也跟著上升,價格下降。最終,日本“邊做邊學”的策略取得成效,日本太陽能面板價格下降幅度超出了美國研發人員的理論預期。威斯康辛大學公共政策教授 Greg Nemet認為,中國太陽能面板企業也走了相同的路,想吃掉日本的蛋糕。
生活中到處充滿隱性知識,這些知識存儲在大腦內,很難解釋。高科技需要的隱性知識很多,美國似乎不太愿意承認它的重要性。如何大規模生產汽車?如何大規模生產太陽能面板?這些知識并沒有寫在書上,也沒有專利文件;它存在于工人、工頭、一線工程師的大腦內。哪里工程師、設計師、工人很多,可以結合在一起,哪里就是前沿,底特律是這樣,硅谷、深圳也是這樣。
自由市場有一個缺點,也就是企業不愿意為了科學資助科學研究,美國的研發系統在設計之初就是想解決這一問題。美國研發系統的確有它的優點,比如美國企業多年一直研發mRNA疫苗技術,新冠時期便派上了用場。Niskanen研究院專家Samuel Hammond指出,純科學與應用科學之間的界限是模糊的。研發的確有用,但最終推動技術前進的是大規模組織部署。美國的問題不在于研發,不需要政府提供更多研發資金,而是政府要支持繁榮發展的行業,鼓勵企業部署新技術,正如日本政府當年所做的一樣。
彭博:中國成為太陽能中心
中國工廠正在提升太陽能面板的效率,降低成本。例如,中國用新工具切割硅晶片,浪費更少,這樣一來用相同原材料就能生產更多的太陽能面板。中國已經將太陽能面板成本降低80%,現在在全球許多地區,太陽能和煤一樣便宜。
低價太陽能面板給美國制造商帶來嚴重打擊。看到美國三家太陽能制造商申請破產保護,2012年奧巴馬對相關進口商品征收高達249%的關稅。但制造商卻將運營遷到中國,而不是涌向美國。一些較大規模的美國制造商在東南亞部署生產基地,組裝太陽能面板和模塊。
作為反擊,中國也對從美國進口的多晶硅(polysilicon)征收57%的關稅,這給美國多晶硅生產商(制造太陽能面板需要這種材料)帶來很大麻煩。BloombergNEF太陽能分析師Xiaoting Wang說:“政策給美國品牌帶來災難。”
在征收關稅之前,美國導電材料運到中國用于生產,有了關稅美國材料太貴了,2007年全球多晶硅生產約有50%來自美國企業,現在剩下不到5%。目前全球約有一半的多晶硅生產來自新疆。
美國現在有231474個太陽能工作職位,當中只有14%涉及制造。出現問題的不只有美國,德國也一樣,它的太陽能面板制造產能也減少很多。曾幾何時,德國光伏晶片、電池和組件制造商發展迅猛,現在由于外國產品成本下降,它們已經榮光不再,要么退出競爭,要么破產。
中國生產的多晶硅占全球80%,另外兩種關鍵組件硅錠(Ingot)及硅片(Wafer)更是占了98%。
哥倫比亞大學全球能源政策中心研究員Julio Friedmann認為,在開發下一代太陽能技術時美國做得不好。Friedmann稱:“我們滿足于現有太陽能技術,我們需要下一代技術。對美國來說這是一個反超機會,我們有很棒的創新系統。我們有機會借下一代技術反超。”(小刀)