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“极其廉价的能源”:太阳能如何继续震惊世界活力

一世2000年,国际 活力 该机构(IEA)预计会再次陷入困境:到2020年,全世界将安装总计18吉瓦的太阳能光伏能源。 七年后,当仅在一年内安装了将近18吉瓦的太阳能时,该预测就被证明是错误的。

自该机构于1974年成立以来,它一直致力于测量世界能源系统并预测年度变化 世界能源展望 面向全球决策者的必读文件。

但是在过去的二十年中,国际能源署 连续地 他没有看到可再生能源的爆炸性增长即将到来。 该组织不仅低估了太阳能和风能的使用,还大大高估了对煤炭和石油的需求。

公平地说,国际能源署并不孤单,彭博新能源财经太阳能分析主管詹妮·蔡斯说。

他说:“当我在2005年获得这份工作时,我想也许有一天太阳能将提供世界上1%的电力。现在是3%。我们的官方预测是到2050年将达到23%,但这完全被低估了,”说,追逐。

“我将其视为建模的局限性。大多数电力系统模型已经建立或建立,以对以化石燃料或核能为动力的电力系统中的细微变化建模。每次将生产能力提高一倍,就会减少太阳能光伏的成本降低了28%。

“我们已经达到了在大多数地方太阳能是世界上最便宜的能源的地步。这意味着我们正在尝试设计一种当今电网看起来非常不同的情况。”

太阳能光伏价格的急剧而迅速的下跌是关于中国工业实力得到美国资本支持的故事,这是由欧洲政治敏感性引发的,并且在很大程度上得益于澳大利亚研究团队的开拓性工作。

悠久的历史始于美国总统的继任和对能源独立的追求。 首先是理查德·尼克松(Richard Nixon),他在1973年11月宣布了独立计划,以使美国脱离中东石油。 随后是吉米·卡特(Jimmy Carter),他在1977年4月宣布能源转型是“道德上的战争”,并投入了数十亿美元用于可再生能源研究,当罗纳德·里根(Ronald Reagan)上台后,这项研究彻底停顿了。

但是到那时,人们对澳大利亚的兴趣增加了。

太阳能光伏之父

贝尔实验室的研究员Russell Shoemaker Uhl在1940年观察到破裂的硅样品暴露在光下会产生电流时,就发明了太阳能电池。 但是,新南威尔士大学年轻的工程学教授马丁·格林(Martin Green)的贡献几乎没有改善。

格林出生于布里斯班,在加拿大度过了一段时间,之后于1974年返回家园。一年后,他成立了一个太阳能光伏研究小组,该小组由一个小型大学实验室运营,该实验室由来自美国主要工程公司的多余设备建造而成。

新南威尔士大学的研究员马丁·格林(Martin Green)于1975年成立了太阳能光伏研究小组。 照片:新南威尔士大学

他的第一个实验包括与一名博士生一起,寻找提高早期太阳能电池电压的方法。

格林说:“很快,我们就可以得到的电压开始袭击美国所有这些群体。” NASA的一个项目正在由六个承包商进行。 我们击败了他们所有人。”

不久之后,格林和他的团队开始野心勃勃。 在加大努力之后,下一步就是构建质量更高的电池。 他们的早期努力打破了1983年的世界能力记录,这是该队在38年中持续30年的一种习惯。

在该行业的早期,普遍的看法是20%的转化率代表着太阳能光伏技术所能达到的极限。 但是,格林在1984年发表的研究论文中表示不同意,一年后,他的团队制造了第一个超过该极限的电池,并于1989年制造了第一个能以20%的效率运行的完整太阳能电池板。

马丁·格林(Martin Green)及其团队于1989年制造了第一个能够以20%的效率运行的太阳能电池
马丁·格林(Martin Green)及其团队于1989年制造了首个能以20%的效率运行的太阳能电池。 照片:新南威尔士大学

此刻,该行业的可能性开始了,新的上限被“设定”为25%-另一个障碍将在2008年打破格林及其团队。2015年,他们制造了世界上最高效的太阳能电池,通过使用反射镜反射的聚焦光,可实现40.6%的转换率。

太阳王升天

在这种旋风的推动下,中国太阳能产业的诞生很大程度上要归功于一位志向远大的物理学家石正荣。

他于1963年生于扬冲岛,获得硕士学位,在天安门广场抗议发生的前一年来到澳大利亚。 他发现了一张宣传研究金的传单,并与格林进行了对话,并于1989年将其培养为博士研究生。

习近平将在短短两年半内完成博士学位,这一记录至今仍然存在。 当他成为史博士时,他已经给格林留下了深刻的印象,以至于他仍然是一名研究人员。

随着时间的流逝,该大学日益寻求将世界领先的太阳能电池技术商业化,并于1995年与Pacific Power建立了合作伙伴关系。政府公用事业在一家名为Pacific Solar的新公司中节省了4,700万美元。 Shi在悉尼植物园郊区建立了一家工厂,由于他的机智和精准度很快赢得了声誉,Shi被任命为研发副总监。

格林说:“主要由正荣经营公司。”

习近平坚持了几年,但在2000年11月,他提出了要约。 在他家中举行的一次晚宴上,来自中国江苏的四名官员建议这位37岁的研究员和澳大利亚公民返回 中国 并在那里建立自己的工厂。 经过一番思考,习近平同意并定居在无锡这个小城市,在那里他以600万美元的市政府资金创立了尚德。

纪念中国领先的太阳能公司SunTech于2002年成立的活动
这是中国太阳能电池板制造商SunTech于2002年成立的事件。 摄影:朱迪·格林(Judy Green)

习近平的到来引起轩然大波。 以低成本,17%的效率制造常规太阳能光伏面板的能力远远超过其竞争对手。

“这让他们感到震惊,”施说。 “当他们看到我们正在制造大面积,高效的太阳能电池时,他们说,’哇。”

第一个反应是:这就是未来。 所有人都说这是未来。 但是他们也说这是一个非常早期的步骤。 他们的意思是还没有市场。 当时在中国,如果提到太阳能,人们就想到了太阳能热水。”

当德国通过鼓励吸收太阳能的新法律时,所有这些都会改变。 很快就发现,全球需求巨大,世界各地的制造商都在努力跟上供应的步伐。

中国太阳能电池板制造商顺德于2005年在纽约证券交易所上市
SunTech于2005年在纽约证券交易所上市。 照片:纽约证券交易所

借助投资机会,由Actis Capital和高盛(Goldman Sachs)组成的财团说服习近平将公司进行首次公开​​募股。 当该公司于2005年在纽约证券交易所上市时,它筹集了4.2亿美元,使习近平成为即时的亿万富翁。 一年后,他的财富估计达到了30亿美元,他被加冕为中国首富,为他赢得了“太阳王”的绰号。

在展示了道路之后,中国的太阳能光伏产业开始了大规模的扩张。 仅SunTech一家公司就将其生产能力从60MW提高到500MW,然后在2009年提高到1GW。该公司发展非常迅速,其面板所需的玻璃,多晶硅和电子系统的供应面临压力,迫使其大力投资于当地供应链。

“然后你就知道了,”施说。

肮脏的廉价力量-付出代价

与中国其他地区一样,太阳能光伏业务的技术发展速度正在导致一个行业一天建成自己,第二天就崩溃,然后第二天再次进行配置。 凭借微薄的利润和激烈的竞争,每个人总是距离倒台仅一步之遥。

2012年前后,全球市场充斥着太阳能电池板,导致价格一路下跌,使SunTech处于脆弱状态。 在巨大的财务压力下,一场内部调查发现,以5.6亿欧元的假德国政府债券担保了发起的收购要约,灾难降临了。

当发现债券不存在后,习近平被免职。一年后,尚德电力无法偿还2013年3月的5.41亿美元贷款,就申请了破产保护。

麦格理大学名誉教授约翰·马修斯(John Matthews)表示,不管后来的SunTech发生什么,该公司在永远改变中国和世界上都发挥了关键作用。

在历史的诡异中,最初是美国人试图从石油中脱脂的尝试最终被中国俘获,从而使太阳能在此过程中变得廉价。

马修斯说:“中国的可再生能源方法围绕能源安全。” “在他们建立新产业的规模上,他们将需要大量进口传统化石燃料,这可能在经济上削弱它们。

“他们可以通过制造自己的能源设备来克服这一地缘政治障碍问题。”

如今,格林和施与我们保持联系。 他们俩都在从事新项目。 Shi领导一家新公司,而拥有72年历史的Green正在寻找新的创新机会。

这些创新之一是可堆叠太阳能电池。 尽管它在早期仍是一种高度专业化的技术,但其基本思想是在太阳能电池之上放置一种材料,以提高其能量产生。

格林说:“一旦我们掌握了这种堆叠方法,该行业将采取40%的设备,而不是您现在使用PERC所能达到的22%的设备。” “我们只是试图找到一个包含所有可以堆叠在硅片上的硅片特性的新电池。

国际能源机构现在说,太阳能提供了世界上最便宜的能源。 但是,我们正朝着疯狂的廉价能源未来迈进。

“这是我们要进入的一个完全不同的世界。”

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