太阳能的大跃进

尚德太阳能电力控股有限公司首席执行官施正荣应用光伏技术使中国成为一个发电厂，这也使他成为亿万富翁。他的下一个目标是使太阳能发电变得和传统电力一样便宜。

要想看到太阳能发电的未来，从上海坐1小时的火车，然后乘坐一路鸣喇叭的出租车穿过烟雾缭绕的无锡——这个快速发展、拥有500万人口的中国城市。在蜿蜒穿过一个工业园区后，你就会到达尚德太阳能公司(suntech)的大门。这家公司自创建后的短短几年就已经成为世界最大的晶体硅太阳能电池板的制造商了。

太阳能电池板覆盖了8层公司总部的整个正面。近2600块2米长的电池板形成了世界上最大的并网太阳能幕墙。再加上屋顶上一批1800块稍小点的电池板，阳光明媚的日子里它的发电量可以达到1兆瓦。预计每年它可以生产超过100万千瓦时的电力——够中国300多人使用。

2001年，当尚德公司成立时，中国满负荷运行的所有太阳能电池板工厂要花费6个月时间生产足够多的电池板，才能满足这样一个大规模的排列。尚德公司的第一家工厂2002年启用，它把6个月的生产时间缩短到1个月多点。如今，该公司制造这么多的电池板只需要不到12小时的一个轮班。到今年年底，工人们可以在午餐前就能生产这些电池板。尚德公司的生产能力从2002年的每年10兆瓦提高到如今的i000多兆瓦。中国太阳能制造业的整体生产能力已经从2001年的2兆瓦增加到4000多兆瓦。

如此快速的增长，是由持续的成本削减推动，这也使得中国制造商可以在不到10年的时间里赶超美国、日本、德国，而成为世界上最大的太阳能电池板供应商。在全世界，2009年中国太阳能电池板约占总出货量的一半。而且，据预计，今年的份额还将增长。在10个最大的太阳能电池板制造商中，有一半建在中国。2007年，美国制造商为加利福尼亚卅l的一个太阳能普及计划提供了43％的电池板，其余的几乎完全来自日本和德国，只有2％来自中国。根据彭博新能源财经(Bloomberg New Energy Finance)的纳撒尼尔·布拉德(Nathaniel Bullard)所写的一份分析报告，如今，中国公司提供42％的电池板，而美国的份额已经下降到15％。

2004年，生产硅太阳能电池板的成本平均每瓦约为3.20美元。到目前，根据波士顿飞通咨询公司(Photon Consulting)的太阳能产业分析师所言，一个中国制造商每瓦所需的成本低至1.28美元，而西方成本最低的制造商用类似的技术生产的成本约为每瓦特2.00美元。不仅是成本优势使中国制造商在该行业占据了主导地位，而且它还帮助重新定义了太阳能发电的前景，促使其更接近业内人士所称的“平价上网”——太阳能电力的价格与大部分产白化石燃料的电力一样便宜。尚德公司的创始人和首席执行官施正荣从其宽敞的办公室向外看他公司的大规模太阳能幕墙立面，说：“在5年左右的时间内，我们就能在全球至少30％～50％的市场达到平价上网。”

尚德公司的战略迄今为止一直是通过减少生产太阳能电池板费用来削减每瓦的成本。但要达到平价上网也需要提高电池板的效率，使每一块电池板生产更多的瓦特数。

施正荣在成为一名商人之前是一位太阳能研究员，在他的领导下，该公司研发了一种新方法来制造太阳能电池板。去年制造的多晶硅模块打破了15年来将太阳光转换为电能的效率的记录。几个月后，尚德又一次提高了转换效率。该公司的实验室有甚至能产生更好结果的产品原型。如果这些改进证明是成功的，就可以最终毫无阻碍地实现施正荣生产老百姓负担得起的太阳能电力的梦想。

富裕和贫穷

在许多方面，施正荣反映了当代中国的复杂性。虽然他出生、成长在离其无锡的工厂不到100公里的地方，但他的职业生涯却在澳大利亚开始，在那里他居住了10年，成为澳大利亚的公民，2000年考虑到中国经济腾飞的因素回到中国。施正荣带着一点澳大利亚的口音笑着说：　“我必须获得在中国工作的签证。”尽管他有财富和行政职位，但他拥有研究人员休闲但自信的神态，穿着简单的运动外套和开领条纹衬衫。但是，他轻松的外表和随和的澳大利亚举止掩饰了他的雄心和他与祖国的密切关系。一些杂志的文章把他描述成“太阳王”(《福布斯》亚洲版)和“中国的太阳能新国王”(《财富》)，这些文章的影印件都被仔细地摆放在他宽敞的办公室中，放在来自中国科学院和其他奖项的中间。在人口处迎接参观者的是一个巨大版的蟾蜍——在中国是兴旺的象征——这只石蟾蜍嘴里含着一枚像餐盘那么大的硬币。

这是幸运的象征，也恰如其分。2005年时油价急剧波动，许多国家——特别在欧洲——被迫削减二氧化碳排放，施正荣使尚德公司在纽约证交易所上市。据《福布斯》报道，2006年，他成为中国第七大富豪，资本净值超过14亿。但这个创办尚德公司的人可能非常接近但根本没有进入到太阳能行业中。

施正荣的父母是乡村农民，他们在中国20世纪60年代初的自然灾害那些年非常贫困，当施正荣还是小孩子的时候，他的父母被迫放弃抚养他，而让一个关系密切的亲属朋友领养他。他在学校表现出色，最终获得光学科学的学士学位以及激光物理学的硕士学位。施正荣申请出国留学，因为在20世纪80年代后期的中国，许多有才华的学生都是这么做的。他获批准了——但并不是去他所期望的美国学习，而是去澳大利亚。他对这个国家了解甚少，根据他的一位同事的建议，他去拜见了马丁·格林(Martin Green)，马丁·格林是澳大利亚新南威尔士大学(University of New South Wales)太阳能光电卓越研究中心(Photovoltaics Centre of Excellence)的主任，他因发明了一种使硅太阳能电池达到创纪录的效率方法而著名。施正荣申请了一个有报酬的研究职位，但他回忆到，格林“立即拒绝了我。”但是，格林劝他攻读博士学位。他只用了两年半的时间就完成了学位学习，并于1995年开始在太平洋太阳能公司(Pacific Solar)工作，这是一家从格林实验室衍生出的初创企业，当时正在致力于一种新型薄膜太阳能电池商业化工作。

到2000年，施正荣成为这家初创企业的执行董事，但是来自欧洲和日本的太阳能产业发展的消息使他变得急切。他说：“我看到了太阳能蓬勃发展的机会。”与此同时，太平洋太阳能公司的技术花费时间太长而未能推向市场。施正荣说：　“薄膜技术在那个阶段还不是很成熟。”他看到了中国的机会，因为那里的成本很低，而且没有一个人“真正了解该技术和该产业”。10年的海外生涯之后，他回到中国，并向负责无锡新区的政府官员提出一项商业计划，在离他成长地约1小时路程的地方建造一个高科技工业园。他的计划是便宜地制造传统的硅太阳能电池板。他回忆到，政府官员拒绝了他，甚至暗示他的保守计划“早了一步”。在今天的中国，

风险资本家和大公司开办合资公司很常见，但在那个时候非常罕见。因此施正荣花了10个月的时间进行联系和说服政府官员，而他和他的妻子以及两个年幼的孩子以他的积蓄为生。他说：“真正的挑战在于说服当地政府官员，告诉他们我会在太阳能行业取得成功，而不仅仅是在太阳能实验室。”最终，政府向他提供了从当地国营企业募集来的600万美元，创办了尚德公司。

施正荣留心每一个削减成本的机会：购买二手设备，帮助一家日本公司设计了一台新的机器以换取折扣，而且竭尽所能，找到可以用廉价的劳动力取代机器的方法。

施正荣的公司起步时所使用的制造方法仍可以在工厂中看到，通过总部大楼背面的门可以看到。工人们(而不象日本和西方的太阳能工厂所使用的昂贵的机器人)把蛋壳薄的硅薄片一个接一个地转移能承受燃烧炉温度达1000℃的机架上。该操作可自动化，但人的劳动成本较低，而且可以降低破损率。机器在值得使用的地方才使用：在另一个车间，一台机器在机械臂依据成品电池的表现性能把其放人箱子之前用闪光测试成品电池的输出功率。一个工人进一步把那些电池进行分类，以深蓝色的颜色方面识别优良等级(所有这些分类是为了确保装载在一个电池板上电池的一致性)。在另一幢大楼，工人们把太阳能电池焊接成条状，然后通过标准灯箱把它们排成一排，形成行和列的单元格，构成一个完整的太阳能电池板。要完成电池板，分组的工人手工将框粘合，然后用抹布清洁干净。

随“需”应变

2001年，当施正荣建立尚德公司时，他的时机好得不能再好了。因为中国的太阳能制造业几乎不存在，所以他没有遇到国内的竞争对手。与此同时，世界各地的市场已开始成长。2000年德国议会通过的太阳能价格激励也刚刚开始生效(详见第98页《德国人的实验》)。2004年补贴增加后，德国成为世界上最大的太阳能电池板市场，同时也是尚德公司最大的收入来源。

随着各国政府相继推出了安装可再生能源的激励政策，需求激增，安装公司开始冒险尝试产自中国的廉价的太阳能电池板。Akeena Solar公司——太阳能安装公司，同时也是尚德公司在加利福尼亚州的第一个客户——的首席执行官巴里·辛纳蒙(Barry Cinnamon)说：“2005年和2006年，我没法获得太阳能电池板。需求大于供给。任何公司，世界上的任何地方，只要可以制造一片带有电线当阳光照射时可以发电的玻璃，他们想要多少就能卖出多少。”尚德公司不仅能满足他的需求量，而且愿意配合Akeena公司提出的要求。他说：“尚德公司很令人关注的一点是，他们愿意为我们制造定制的太阳能电池板，从来没有人会这么做。”

在施正荣成立尚德公司的几年后，由太阳能行业生产的电力总量每两年大约会翻一番。尚德公司总处于领先地位，直到2009年——经济衰退使生产放缓——平均每年的生产量会翻一番。今年，它的产量可能会再一次增长100％，该公司将雇用12，000名工人。政府最近通过尚德公司向国家开发银行价值73亿美元的贷款资格，来资助其进行更大的扩张。

与此同时，其他数百家太阳能公司也已在中国成立，其中不少已成为全球主要供应商。总部靠近北京的英利绿色能源公司(Ying!i Green Energy)在加利福尼亚州市场所占的份额已经超过尚德公司了，尽管总的来说它生产的电池板较少，但其具有更低的成本。其他，比如晶澳太阳能公司(JA Solar)、天合光能公司(Trina Solar)和中电光伏公司(China Sunergy)，正在迅速获得全球品牌认可。该行业中的大部分可以追溯到格林及其位于新南威尔士的实验室。他以前的学生在是这些公司的主要领导人，共同生产了占中国60％的太阳能电池板。但如果格林提供了大多数的技术培训，那也是因为他信任施正荣的商业头脑可以帮助创建国家高速发展的产业。他说：　“以前的学生在中国产生了很大的影响。”但是他补充到：　“我给予施正荣完全的信任，他开辟了道路使他人跟随。”

格林的技艺

当施正荣创建尚德时，他就知道，他能制造比他第一家工厂的生产线上生产出来的电池强大近两倍的太阳能电池。格林已经在他的实验室研究了很多年，假如你以精确的方改变了最高等级的硅晶片的电子特性，然后在它们的正反面“勘探”出非常精美的电触头来获取电流，由此产生的电池比传统电池能捕获更多的电流。唯一的问题是，格林的方法依赖借鉴于半导体行业的先进和昂贵的加工技术。该电池的成本约是传统太阳能电池——就像尚德公司迄今为止所生产的电池——的100倍。

20年来，新南威尔士大学一直在努力将这项技术商业化，都未能成功，但施正荣决心找到一个方法。关键是要找到用现成的、可商业化的硅生产并达到相同效果的低成本方法。施正荣指着45项专利和65项正待审批的专利表示，现在已经成功，但对有关细节守口如瓶。只有3名员工看到过制作这种新产品的全部生产过程。尚德公司的首席技术官斯图尔特-温汉姆(Stuart Wenham)说：“我们知道，任何看过整条生产线的人都将是其他公司满腔热情追逐的对象。”温汉姆是格林在新南威尔士以及施正荣在太平洋太阳能公司的同事，2005年加入尚德，生产先进的电池。他说：　“施正荣博士太有决心保持这个秘密了，以至于他购买了自己的设备公司来生产用于这项技术的设备。”

该工艺涉及取代传统太阳能电池制造过程中的关键一步：丝网印刷。为了从电池中得到电流，制造商把银浆线压印在电池正表面上。这些电子导线越靠近，它们从硅中收集电荷的效率就越高。但假如电池的表面被太多的银浆线覆盖，电池就不能吸收到足够的阳光。线越细、就越接近，而不会产生上述问题，但压印过程中不能使它们细到小于120微米。

尚德公司的研究人员研发了一种方法，用化学方法在狭窄的范围内处理硅晶片。这些处理过的区域吸引银，由此形成的金属线仅20微米宽。除了形成细线外，该工艺通过使用极薄的硅晶片——晶片太薄以至于丝网印刷设备在把线压印到表面时可能会损坏它们——还可以减少材料的成本。它也取代了在传统制造过程中所使用的一种处理方法，即通过破坏硅表层来降低电池的效率。用新技术制造的最好的模块能把18％的光能转换成电能——而公司原先的效率为13％。明年，尚德公司计划推出一项更新的技术，初步测试显示，该技术将使效率提高1或2个百分点。效率改进看似不太大，但提高效率对产生电力的成本会有巨大的影响。根据经验，提高1个百分点的效率可以降低超过6％的成本。

尚德公司还提供资金与大学进行合作，包括新南威尔士大学和位于墨尔本的斯威本科技大学(swinbume University of Technology)，来研发可以超过如今光伏电池所受到的基本限制——它们不能吸收所有波长的太阳光，也不能把这些波长的光中的所有能量转换成电子电荷——的太阳能电池。一项关键的投资在于等离子体光子学

(plasmonics)，它利用沉积在电池表面的金属微粒可以引导光能的原理，使其在电池内部来回反弹而不是被反射回去。利用这种效应，研究人员可以把硅电池中活性半导体材料的用量减少一个数量级，甚至可以用远比纯晶体硅便宜的材料来制造电池。温汉姆说：“在未来10年～20年，那些概念可能会找不到方法变成商业化的产品。但他们最终将一定会。”

一触即发

尽管尚德公司和全球太阳能产业都在快速发展，但太阳能发电每年在生产电力总量中所占的比重仍是微乎其微的。在美国，该比重略高于0.1％，彭博新能源财经的分析师纳撒尼尔，布拉德说：　“这几乎可以舍弃不计。”

要预测目前仍然很微小的产业很难。布拉德说，一方面，所有有关太阳能发电何时能达到平价上网都充满了不确定性。举例来说，想想如今太阳能电池板本身占据了不到一半的技术成本。但安装成本、逆变器等附加设备、安装工厂的销售和市场营销以及至关重要的融资都需要落实到位。更重要的是，就平价上网而言，光伏产品制造商为其产品的要价其实远高于其制造成本——而且还将取决于市场。如果太阳能发电的需求仍然很高(部分原因是因为象德国和其他国家政府的鼓励政策的支持)，太阳能电池板才能保持足够昂贵，使太阳能源的价格远高于电网的电力价格。

何种技术最适合太阳能发电的广泛使用，目前尚不清楚。从现在起10年内，大多数人们购买的太阳能电池板不可能完全是用硅制造的。对于尚德公司来说，转变将会很难。虽然它有专门的技术来改变方向，但其低廉的生产成本取决于设备的投资和与硅供应商的协定。同时，作为竞争对手的一些公司在使用其他材料的技术方面有优势。位于亚利桑那州坦佩(Tempe)的美国第一太阳能公司(First Solar)制造了由镉和碲制造而成的薄膜太阳能电池，每瓦的成本甚至比中国公司制造硅电池的成本更低。诚然，第一太阳能的技术只能将11％左右的阳光转换成电能。相对较低的效率转化成安装成本，并限制了其适用的应用领域。不过，薄膜太阳能电池在整个市场所占的份额在稳步提高，从2003年的3％提高到如今的15％以上。

对于所有的不确定性，施正荣仍然坚信，即使没有政府的补贴，硅电池太阳能发电也将要变得很有竞争力。他表示，太阳能将不得不等待一个突破来达到平价上网的想法是“胡扯”。他补充说：　“我们不是在谈论多么复杂的事情。而是在谈论基础工程。”

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