■龍焱能源科技(杭州)有限公司董事長 吳選之
■中國能源經濟研究院首席光伏研究員 紅煒
意外遇到吳選之
紅煒:今天和你的對話我是冒了一定風險的,一是我不懂薄膜;二是晶硅與薄膜,薄膜不同路線之間有著激烈的爭論,在一般人看來,介紹了這個就好像貶低了那個,這不是本次對話的目的。雖然不懂薄膜,但又對美國第一太陽能公司(簡稱:第一太陽能)現象欲罷不能,特別是前兩天看到一篇《太陽能薄膜公司破產者眾》的文章,更是急于知道如何看待薄膜產業。今天意外地認識了你,無論是出自對產業新知識和有追求企業偏愛的原因,還是出自對你研究背景的簡單了解和能夠感受到的一個學者良知的原因,我知道我遇到了一個知識的金礦。能否充分開發,則是我的領悟力和文字表達能力了。為了自己的研究,為了給別人一個視角,我想挑戰一下自己。
首先,我想明確一下我們對話的基礎,它可以分為兩個層次:一個是站在起碼是討論補充能源未來的基礎上;一個只是討論光伏發電一個技術路線的基礎上,我更喜歡在第一個基礎上討論問題。因為不論是還能開發200年還是500年,傳統能源總有枯竭的時候。特別是人類對友好型生態環境的日益追求,傳統能源難以抹去的先天不足,使得人類無論多難也必須尋找新的能源,并伴隨它經過探討、補充、替代幾個階段。要成為替代能源,必須具備兩個前提:能量的來源必須是無限的;獲取這種能量的手段必須是無限的。不知道我們能否在這一個基礎上聊聊碲化鎘薄膜產業產業的未來。
吳選之:我幾乎讀了你所有的文章,我知道你不懂薄膜技術,但我知道你是一個熱愛光伏事業、說話負責任的人。我和你一樣也熱愛光伏事業, 是光伏戰線上的一個老兵。 我從1962年大學畢業后一直從事半導體材料和器件的研究。從1980年起就進入了光伏行業,30多年來(包括在美國國家再生能源實驗室從事研究工作20年),我涉及了大多數的光伏技術的研發,包括:單晶硅、多晶硅、非晶硅、HIT、InP空間電池、TPV、CIGS和碲化鎘等技術,發表論文100余篇。
在中國光伏行業發展到今天的這個關鍵時刻,非常高興接受你的邀請,參加這次對話。我將以事實為依據,用數據來說話。
你不知道的碲化鎘
紅煒:在你介紹碲化鎘產業之前,我想先介紹一下我的了解和判斷。對碲化鎘產業,我所以從不見諸文字,第一,晶硅電池占光伏市場的80%以上,據分析還將長期維持這一格局,我的研究重心主要放在了市場這邊;第二,一位懂得材料學的朋友告訴我,碲和鎘,還有銅、銦、鎵、硒等材料屬于稀有金屬,有些甚至是國家戰略儲備材料,這不符合我的成為替代能源兩大基本要素的條件。而第一太陽能是一個特例,有美國的國家支持;第三,早期薄膜電池具有一定市場空間是相對晶硅電池成本優勢的結果。現在晶硅電池成本大幅下降,則薄膜電池從成本到轉換率的競爭力都不復存在;第四,學習薄膜技術專業的施正榮都在薄膜產業化上折戟沉沙、不再問津;第五,在我的印象中,除了漢能,中國已經沒有人愿意走這條獨木橋了。那么多聰明的企業大家都不為所動的事情,我好像更不具備研究的能力和必要。今天遇到了你和龍焱,是一個意外,一個驚喜。
吳選之:你收集的信息是不完整的,所以你的結論是有失偏頗的。今天我只是想介紹一下地面應用的幾種薄膜電池技術以及它們的發展概況, 從中你可能會了解到為什么還有人在堅持薄膜電池的研發。
除空間應用的化合物薄膜電池(如GaAs等)之外,最近幾年用于地面應用的薄膜電池技術有四種:多晶硅薄膜、非晶硅薄膜、銅銦鎵硒(CIGS)多晶薄膜和碲化鎘(CdTe)多晶薄膜。
多晶硅薄膜電池(施正榮做的那種電池),這個電池本身邏輯上有矛盾:多晶硅薄膜的吸收系數低,僅僅是其他薄膜的1/100,不適合做薄膜電池;高質量的多晶硅薄膜需要在高溫下制備,不能采用廉價的玻璃等作為襯底,成本很難降得下來。全世界進行多晶硅薄膜電池產業化的企業也只有一家,最后也因組件效率做不上去(<10%),成本降不下來而終止。
非晶硅薄膜電池是幾個薄膜電池中最早實現產業化的一個技術, 生產技術相對成熟,成本也比較低。但非晶硅電池存在兩大弱點:第一是效率低。從材料本身特性而言,非晶不如多晶,多晶不如單晶, 這是客觀規律,無人能突破。第二是吸收層材料的本征衰退而造成的組件衰退達15%(多結)-25%(單結)。在光伏發電領域上,非晶硅薄膜電池已經難以具備很強的競爭力。
CIGS具有很好的材料特性,易形成好的背電極和高質量的pn結,而且因其電池結構,較容易做成柔性CIGS組件。CIGS實驗室的效率已達20.3%,組件全面積效率已超過16%,歐美日一些公司已經實現了CIGS的產業化。繼續提高沉積速率,提高優品率和提高材料的利用率以降低成本仍是產業化需要解決的問題。
碲化鎘本身的固有材料特性及其發展的實踐,已經證明碲化鎘多晶薄膜太陽電池是一種適合于大規模生產的高效廉價太陽電池。實驗室小面積電池效率已達19.6%,組件全面積效率已達16.1%。已用于產業化的兩種技術:近距離升華(CSS)和氣相輸運沉積(VTD)特別適用于大規模生產。美國第一太陽能從2002年的0.2MW到2011年的2GW,8年之中生產擴大了1000倍,成為全球最大薄膜組件生產廠。碲化鎘具有低的溫度系數和優良的弱光響應,比晶硅電池發電能力要高出5-10%。同時碲化鎘薄膜組件是環保友好的產品, 美國布魯克文國家實驗室就鎘排放的研究結論是:碲化鎘電池的鎘排放量與天然氣相同,低于石油、煤、和其他類的太陽電池。環保規定十分嚴格的歐盟從2011年開始就對其豁免了RoHS(全稱為《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》)的要求,認為碲化鎘薄膜電池無論是在生產或是使用上,都是安全可控的。
最近幾年,歐美等國重點扶持了CIGS 和碲化鎘這兩種薄膜太陽能電池技術,并已持續取得重大的突破。這兩種薄膜電池的全面積組件效率均已超過16%。這已經超過絕大多數在市場上銷售的多晶硅全面積組件效率。同時,其成本還在持續下降。也就是說,當這些技術移植到生產線上成為產品,其光電轉換效率與成本必將對晶硅組件形成巨大的挑戰。我們有關主管部門應該察覺到這種行業中的技術發展的變化,并作出適時的對策,加強力度,支持薄膜電池技術研發和產業化,提高我國光伏新技術的競爭力。
龍焱一直在進步
紅煒:聽了你的一席話,在欣喜于給我打開一扇“天窗”的同時,難免會有一個巨大的困惑,甚至是對龍焱公司及你本人的質疑。我過去是做投資的,深知資本和市場是最聰明的,任何一個商業機會都難逃它的“法眼”;資本和市場又是最無情的,它不會為任何一個企業家僅僅的執著和付出“買單”。既然碲化鎘技術有如你所說的強大競爭力,既然龍焱公司有如你所說的技術領先優勢和數家著名風險資本的進入,可龍焱公司已經成立了五年時間,按照我的標準,龍焱公司的發展結果應當比今天更加輝煌。對此,我不知道應該質疑碲化鎘技術還是質疑你的管理能力。因為喜歡龍焱也更喜歡你的理想,所以我的要求也許既無情也無理。
吳選之:你這個問題提得很好, 很有代表性,也很尖銳,我很愿意回答你的這個問題。我在光伏行業干了30多年,看到過很多走薄膜技術路線企業的興衰; 我更明白龍焱要走創新,擁有自主知識產權的發展之路會有多么艱難。
龍焱要在中國實現碲化鎘太陽電池技術產業化的決策, 不是草率的個人意愿,而是科學分析的結果。在公司成立之前,我們收集了大量數據和報告,分析了國內外光伏市場的需求,以及在碲化鎘技術產業化中成功和失敗企業的經驗教訓。我們的結論是:在中國實現碲化鎘技術產業化是有機會的,光伏市場之大,不是一兩家光伏企業能壟斷的。碲化鎘不是只有第一太陽能所采用的VTD一種技術,龍焱決定采用的改良型CSS技術就是另一種優秀的可產業化的技術。
龍焱的產業化分4個階段實施:籌建、研發、中試和建立生產線。但實際上都是圍繞三個內容進行:第一、 研發新材料和新技術, 建立具有自主知識產權的全套生產工藝。其中數個新材料和新技術,都是在碲化鎘生產中首次使用的;第二、整條生產線采用的的40余臺設備,全部國產化,其中多臺設備是龍焱具有知識產權的核心設備;第三、 技術與設備的集成, 建成了國內第一條30MW、全自動化全國產化的碲化鎘太陽電池組件的生產線。通過優化生產線的工藝,平均組件效率達到了12%。目前,龍焱的產品已經成熟,取得了TUV、金太陽和UL等產品認證,目前開始批量銷往世界各地及國內市場。
我想再介紹兩個實例,幫助你認識“龍焱速度”究竟是快還是慢。從中你也許會悟出一個道理:簡單的重復擴產與研發一個新技術,實現產業化的難度是完全不同的,標準也不應該是一樣的。案例一,第一太陽能的前身Solar Cell Inc是從1991起開始從事碲化鎘產業化研究,到1999年第一太陽能收購SCI,2002年開始批量生產碲化鎘組件,(當時組件效率只有7-8%)整整花了11年,再到2006年上市,一共花了15年時間。案例二,美國通用電氣公司(GE)收購的PrimeStar公司,從2006年開始研發,后來GE總部和4個全球中心都有團隊投入碲化鎘的研究,每年投入的研發費用高達3000萬美元。現在GE取得了實驗室碲化鎘電池效率的世界紀錄:19.6%,但尚未實現批量生產,它們的400MW生產廠的建設規劃去年已決定推遲18個月后再做決定。
談到這里,我可以自豪地告訴你:龍焱只用了相當于GE一年的研發費用,花了3年多的時間,在中國實現了碲化鎘薄膜技術的產業化。建成了有完全自主知識產權的, 全自動化, 全國產化、年產能力達30WM的碲化鎘組件生產線,并實現了穩定量產,組件平均效率達12%,這種“龍焱速度”在光伏行業是少有的。確實,龍焱近兩年發展速度不那么理想,這是受制于中國光伏行業所處的“寒冬”環境、晶硅組件產量嚴重過剩、“價格戰”打得整個行業長期虧損的結果。整個行業都面臨生存問題,新技術的研發更是無暇顧及。光伏產業是一個非完全市場化的產業,它需要國家和社會的支持。
從第一太陽能的成功看國家作用
紅煒:我突然明白了一個關鍵性的問題:不能用我概念中的早期著名中國光伏企業發展速度來要求龍焱公司。同時我也更加明白了曾經在歐美市場上所向披靡的中國光伏產業,為什么一旦遭遇歐美“雙反”就力不從心。因為早期的大多數中國光伏企業,核心技術是國外的,關鍵設備是國外的,更多體現的是加工型產業特征,雖然目前這一特征正在加速改變之中。而龍焱公司是一個從誕生那天起就在技術路線和關鍵設備兩大方面都追求獨立知識產權的公司,是一個用了3年多時間來實現這一初級目標的創新型公司。你們具備第一太陽能那樣的認知和基礎,遺憾的是過去既沒有趕上光伏電池供不應求的大好時機,現在又不可能享受到第一太陽能擁有的成熟產業環境。我的感覺是:只要有一次商業機會,龍焱將脫穎而出。
既然龍焱公司立志成為中國的第一太陽能,實現這一目標需要哪些支點?這是我非常有興趣的話題,因為它事關國家如何培養發展初期的具有獨立知識產權的光伏企業。我過去對第一太陽能的解讀是:技術獨到而領先,在別人忙于“拿來主義”的時候堅定地走自己的路;戰略正確,在別人尚未意識到終端市場重要意義的時候,積極布局終端市場;財務穩健,在別人頭腦發熱擴張的時候,始終清醒地保持穩健的資產負債率。因為不懂外語,所以無法深入研究,難得見到你這樣與第一太陽能有著太多關聯并有一定研究的專家,非常希望聽聽你對這個企業成功之道的看法,它對于中國光伏產業有何借鑒意義,需要一種什么樣的產業環境中國才能出現這樣的企業,或者說龍焱如何才能成為這樣的企業?
吳選之:我在美國國家再生能源實驗室工作期間,和SCI以及第一太陽能合作有8年之久。龍焱籌建初期,我們在分析碲化鎘技術路線和幾個公司的經驗教訓時,將第一太陽能作為一個成功的公司,總結了我們應該向他們學習的地方:第一、高起點,1999年第一太陽能獨具慧眼, 收購了SCI這家從1991年就開始致力于碲化鎘薄膜電池產業化的公司,使第一太陽能從一開始就站到了高的起點;第二、VTD是他們花費多年心血和巨資研發出來的核心技術,是別人不可能在短時間內模仿復制的,這也是他們能長期獨霸碲化鎘組件市場的關鍵所在;第三、十分重視組件成本的降低, 第一太陽能一直將提高生產率和組件效率作為降低成本的主要途徑;第四、超前的光伏終端市場的布局和開發,使他們的組件銷售不受市場波動的影響,同時將自己做成了光伏行業最大EPC;第五、也是非常重要的一條,第一太陽能的成功是與美國政府精心培育和有效的支持分不開的。從1991年SCI公司成立到2006第一太陽能上市,一直得到政府的資助和扶持。當第一太陽能需要技術援助時,由政府組織全美有關專業最優秀的科學家、大學教授組成“國家隊”幫助他們, 時間長達數年;當第一太陽能受到環保方面的質疑時,又是政府出面邀請其他國家級實驗室(如美國布魯克文國家實驗室)共同參與環保方面的研究。通過這些工作,成功地說服歐盟豁免了RoHS對碲化鎘組件要求,從而推動碲化鎘組件在歐洲的廣泛應用。
對龍焱來說,最需要的是一個以鼓勵技術創新為導向,而不是簡單以企業大小, 產能多少為單一導向的扶持光伏產業政策。只有政府主管部門在制定政策時注意這些,才能激勵更多的企業去做技術創新,才會更多的涌現出“中國的第一太陽能”這樣的企業,才能實現從“中國制造”到“中國創造”的轉型。其次,龍焱希望能夠找到更多愿意在中國致力于碲化鎘電池技術產業化的戰略伙伴,共同發展這個技術,龍焱愿意以開放的心態來加速這項技術產業化的速度。
當前,政府推出了光伏“國六條”和“國務院24號文件”,讓我們感到極大的溫暖,也讓我們看到了光伏行業的希望。我們也希望,國家在制定細化政策時,多聽聽我們的意見。針對規模和名氣還不大但有自主知識產權的企業,制定相關的扶持政策,因為這些企業,很可能就是明天中國光伏行業的競爭力之一。