外媒:美国太阳能为什么败了?中国日本又是怎样成功的?

极客网·极客观察6月21日 为了应对全球气候暖化危机,各国都在行动,核聚变遥遥无期,太阳能、风能、氢能成为希望。以前太阳能面板的生产被美国、日本、德国垄断,价格居高不下,太阳能发展并不顺利,现在中国来了,太阳能迎来发展机会。美国曾经是太阳能垄断者,现在它也开始行动起来,想再次主导行业发展,它能做到吗?跟随极客网来看外媒的分析:

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大西洋月刊:美国的问题不在研发

你可能不知道,太阳能面板其实是美国人发明的,但现在最大的生产国却是中国。1954年,贝尔实验室的三名工程师发现,如果将硅晶片放在阳光下,电子会流过硅晶片。1958年,美国海军将太阳能面板装上先锋1号(Vanguard 1)卫星,它是美国发射的第二颗卫星。

1960年代和1970年代,美国主导全球太阳能市场,大部分太阳能专利都来自美国。到了1978年,美国占据全球太阳能市场的95%。

到了今天,虽然太阳能市场比过去更大了,但制造中心不是美国。1980年代,行业领导者开始转移到日本,然后转移到中国。今天在全球10大太阳能面板制造商中只有一家是美国企业。

过去几十年,发明、全球化然后去工业化,这种现象在美国各个行业发生。现在美国似乎开始认真了,不久前它通过一项法案,准备向基础研发投入1000亿美元。拜登要求国会向清洁能源研发投入350亿美元。这样的数字有些寒碜,因为美国人每年的宠物食品开支约为350亿美元。

研发真的能解决美国问题吗?恐怕未必。所谓基础研发,就是研究一些没有明显市场应用前景的项目,或者暂时看不到市场应用前景。在研发开支方面,美国一直排名第一,中国现在排第二。研发听起来很高深,但它实际上也要回答一些基本的“工业文明”问题,比如:为什么有的技术发展了,其它却没有?为什么一些国家致富的速度比其它国家快?如何才能真正改善人们的生活,政府能帮什么忙?最重要的是经济增长来自何处?当我们探讨研发时,必须深入思考这些问题。

我们很有必要回顾一下太阳能产业的发展历史。1970年代末期,美国太阳能产业似乎没有什么危险。当时美国总统 Jimmy Carter和国会设立“能源部”,承诺美国要像开发新军事技术一样开发新能源技术。太阳能工程师看到光明的未来。然而随后美国经济遭遇重创,美联储调高利率,美国人获得汽车贷款更难了,美元升值,美国商品出口雪上加霜。总统Jimmy Carter放松企业管制,允许华尔街交易员强迫企业关闭或者分拆。1980年之后,里根总统又放宽环境法规,解散能源部,不再支持可替代能源。

一时间,来自东亚的太阳能产品涌入美国市场,美国产品无法竞争。于是乎,创业公司关门,专家离开太阳能产业。艾克森石油公司等企业受压于华尔街,被迫卖掉或者关闭微小的太阳能研发部门。美国在太阳能市场的份额迅速萎缩。1990年,全球约有32%的太阳能面板是美国生产的,到了2005年只剩下9%。

在这场风暴中,日本是最大受益者。1980年代,日本、德国、中国台湾公司购买美国公司发明的专利,接手它们抛弃的太阳能部门。1980年时,日本基本上没有太阳能产业,到了2005年它却生产全球一半的太阳能面板。

美国太阳能产业崩坏基本上与研发没有什么关系。从1980年到2001年,差不多每一年(只有1年例外)美国获得的太阳能专利数都比日本。问题并不是美国的研发开支减少了。1980年代,美国重视基础科学研究(暂时看不到明显应用前景的研究)。80年代初,许多太阳能企业对未来充满信心,它们认为住宅屋顶将会铺满太阳能板,还会建设大型太阳能发电场。行业需要廉价太阳能面板,而且还要求容易更换,所以需要投钱研究。

日本政府不太一样,它希望为技术快速找到商用途径,政府支持那些寻找商用前景的企业。在政府的压力下,日本企业将太阳能面板整合到自己的产品中。短短几年,日本的策略就取得一定的成功。由于日本太阳能面板出货快,产品很棒,日本有能力大规模发展太阳能产业。当产量提高,质量也跟着上升,价格下降。最终,日本“边做边学”的策略取得成效,日本太阳能面板价格下降幅度超出了美国研发人员的理论预期。威斯康辛大学公共政策教授 Greg Nemet认为,中国太阳能面板企业也走了相同的路,想吃掉日本的蛋糕。

生活中到处充满隐性知识,这些知识存储在大脑内,很难解释。高科技需要的隐性知识很多,美国似乎不太愿意承认它的重要性。如何大规模生产汽车?如何大规模生产太阳能面板?这些知识并没有写在书上,也没有专利文件;它存在于工人、工头、一线工程师的大脑内。哪里工程师、设计师、工人很多,可以结合在一起,哪里就是前沿,底特律是这样,硅谷、深圳也是这样。

自由市场有一个缺点,也就是企业不愿意为了科学资助科学研究,美国的研发系统在设计之初就是想解决这一问题。美国研发系统的确有它的优点,比如美国企业多年一直研发mRNA疫苗技术,新冠时期便派上了用场。Niskanen研究院专家Samuel Hammond指出,纯科学与应用科学之间的界限是模糊的。研发的确有用,但最终推动技术前进的是大规模组织部署。美国的问题不在于研发,不需要政府提供更多研发资金,而是政府要支持繁荣发展的行业,鼓励企业部署新技术,正如日本政府当年所做的一样。

彭博:中国成为太阳能中心

中国工厂正在提升太阳能面板的效率,降低成本。例如,中国用新工具切割硅晶片,浪费更少,这样一来用相同原材料就能生产更多的太阳能面板。中国已经将太阳能面板成本降低80%,现在在全球许多地区,太阳能和煤一样便宜。

低价太阳能面板给美国制造商带来严重打击。看到美国三家太阳能制造商申请破产保护,2012年奥巴马对相关进口商品征收高达249%的关税。但制造商却将运营迁到中国,而不是涌向美国。一些较大规模的美国制造商在东南亚部署生产基地,组装太阳能面板和模块。

作为反击,中国也对从美国进口的多晶硅(polysilicon)征收57%的关税,这给美国多晶硅生产商(制造太阳能面板需要这种材料)带来很大麻烦。BloombergNEF太阳能分析师Xiaoting Wang说:“政策给美国品牌带来灾难。”

在征收关税之前,美国导电材料运到中国用于生产,有了关税美国材料太贵了,2007年全球多晶硅生产约有50%来自美国企业,现在剩下不到5%。目前全球约有一半的多晶硅生产来自新疆。

美国现在有231474个太阳能工作职位,当中只有14%涉及制造。出现问题的不只有美国,德国也一样,它的太阳能面板制造产能也减少很多。曾几何时,德国光伏晶片、电池和组件制造商发展迅猛,现在由于外国产品成本下降,它们已经荣光不再,要么退出竞争,要么破产。

中国生产的多晶硅占全球80%,另外两种关键组件硅锭(Ingot)及硅片(Wafer)更是占了98%。

哥伦比亚大学全球能源政策中心研究员Julio Friedmann认为,在开发下一代太阳能技术时美国做得不好。Friedmann称:“我们满足于现有太阳能技术,我们需要下一代技术。对美国来说这是一个反超机会,我们有很棒的创新系统。我们有机会借下一代技术反超。”(小刀)


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