美國(guó)不再生產(chǎn)太陽(yáng)能電池板

編譯 胡德良 郭嬌云

美國(guó)研究人員嘗試了非常規(guī)的太陽(yáng)能設(shè)計(jì)，如圖中的熱電板

你可能不會(huì)知道這一點(diǎn)：在郊區(qū)屋頂和太陽(yáng)能電場(chǎng)，你發(fā)現(xiàn)的那種標(biāo)準(zhǔn)的黑色含銅太陽(yáng)能電池板，也叫硅光伏太陽(yáng)能電池，這種電池在美國(guó)誕生和發(fā)展。

首先，這項(xiàng)技術(shù)是在美國(guó)發(fā)明的。1954年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的三名美籍工程師發(fā)現(xiàn)：當(dāng)硅片暴露在陽(yáng)光下時(shí)，電子會(huì)自由地流動(dòng)穿過(guò)硅片。

其次，這項(xiàng)技術(shù)是在美國(guó)部署的。1958年，美國(guó)海軍將太陽(yáng)能電池板拴在“先鋒1”號(hào)衛(wèi)星上，這是美國(guó)的第二顆太空衛(wèi)星。

第三，有一段時(shí)間，太陽(yáng)能電池板是在美國(guó)制造的。20世紀(jì)60年代和70年代，美國(guó)的公司主導(dǎo)了全球太陽(yáng)能市場(chǎng)，申請(qǐng)了大多數(shù)太陽(yáng)能專利。一項(xiàng)研究顯示：截至1978年，美國(guó)的公司占據(jù)了全球太陽(yáng)能市場(chǎng)的95%。

這里有一個(gè)關(guān)鍵的短語(yǔ)是“有一段時(shí)間”。盡管目前太陽(yáng)能市場(chǎng)比以往更大，但是太陽(yáng)能電池板不再真正是美國(guó)制造的了。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，該行業(yè)的主導(dǎo)地位轉(zhuǎn)移到日本，然后轉(zhuǎn)移到中國(guó)。當(dāng)今，世界上最大的10家太陽(yáng)能電池制造商中，只有一家是美國(guó)公司。

過(guò)去的幾十年里，這些關(guān)于發(fā)明、全球化和去工業(yè)化的故事一直是美國(guó)經(jīng)濟(jì)的一種背景基調(diào)。最近，政策制定者似乎急于對(duì)此采取一些措施。不久前，參議院中包括兩黨在內(nèi)的議員以明顯多數(shù)的優(yōu)勢(shì)通過(guò)了一項(xiàng)議案，該議案旨在保持美國(guó)的“技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力”。在未來(lái)幾年內(nèi)，美國(guó)將要花費(fèi)1 000多億美元用于基礎(chǔ)研究和開(kāi)發(fā)。

作為基礎(chǔ)設(shè)施提案的一部分，喬?拜登（Joe Biden）已經(jīng)要求國(guó)會(huì)授權(quán)審批350億美元用于清潔能源研發(fā)。左派觀察家們認(rèn)為，這筆資金少得可憐。他們指出，這些資金大約相當(dāng)于美國(guó)人每年在寵物食品上的花費(fèi)。

對(duì)于這些觀察家們的擔(dān)憂，我表示同情。然而，我寫(xiě)出這些建議，是因?yàn)槲覍?duì)于他們擔(dān)憂的事項(xiàng)懷有一個(gè)更大的疑問(wèn)：我不確定研發(fā)是否能夠解決我們的問(wèn)題?；蛘哒f(shuō)，至少我不確定國(guó)會(huì)想要授權(quán)的那種研發(fā)是否能夠解決我們的問(wèn)題。

讓我們回顧一下過(guò)去。研發(fā)費(fèi)用通常是指在看不到明顯的市場(chǎng)應(yīng)用或沒(méi)有直接市場(chǎng)應(yīng)用的情況下，用于研究的支出。在研發(fā)支出方面，美國(guó)在世界上處于領(lǐng)先地位，而且?guī)资陙?lái)一直如此。中國(guó)排在第二位，但該國(guó)的研發(fā)支出還在增加。研發(fā)可能聽(tīng)起來(lái)是一個(gè)深不可測(cè)的無(wú)聊話題，就像有關(guān)醫(yī)療數(shù)據(jù)或撥款審批的爭(zhēng)論一樣，但研發(fā)是圍繞著工業(yè)文明中一些最深刻的、未能解決的問(wèn)題展開(kāi)的。為什么有些技術(shù)得到了發(fā)展，而其他技術(shù)沒(méi)有得到發(fā)展呢？為什么有些國(guó)家比其他國(guó)家富裕得更快？我們?nèi)绾尾拍鼙M快地改善人們的物質(zhì)生活？政府能夠采取措施提供幫助嗎？最重要的是，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)從何而來(lái)？ 這就是我們?cè)跔?zhēng)論研發(fā)問(wèn)題時(shí)需要討論的內(nèi)容。

我認(rèn)為太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的歷史非常重要，原因就在于此。下面的論述得益于我的閱讀以及跟馬克斯?杰內(nèi)克（Max Jerneck）的交談。杰內(nèi)克是斯德哥爾摩經(jīng)濟(jì)學(xué)院的研究人員，他記錄過(guò)美國(guó)和日本的太陽(yáng)能歷史。

20世紀(jì)70年代末，美國(guó)的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)處于危機(jī)之中，然而這一點(diǎn)并不明顯。當(dāng)時(shí)，吉米?卡特（Jimmy Carter）總統(tǒng)和國(guó)會(huì)剛剛成立了能源部。能源部承諾，要拿出美國(guó)致力于開(kāi)發(fā)新型軍事技術(shù)的嚴(yán)肅態(tài)度來(lái)對(duì)待新能源技術(shù)開(kāi)發(fā)。工程師們看到，太陽(yáng)能的未來(lái)一片光明。但是，隨后一系列的變化使美國(guó)經(jīng)濟(jì)陷入困境。美聯(lián)儲(chǔ)將利率提高到歷史最高點(diǎn)，使美國(guó)人更加難以獲得汽車貸款了。同時(shí)，美元兌換其他貨幣的匯率上漲，使美國(guó)出口商難以向國(guó)外銷售商品。卡特總統(tǒng)和羅納德?里根（Ronald Reagan）總統(tǒng)放松了針對(duì)“企業(yè)惡意收購(gòu)”而出臺(tái)的規(guī)定，允許華爾街交易員強(qiáng)迫公司關(guān)閉或剝離部分業(yè)務(wù)。1980年之后，里根還放寬了聯(lián)邦環(huán)境規(guī)則，同時(shí)解散了新成立的能源部，取消了對(duì)太陽(yáng)能等替代能源的支持。

此前，美國(guó)制造商一直在努力與來(lái)自東亞的進(jìn)口產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)在，這些制造商破產(chǎn)了，創(chuàng)業(yè)公司關(guān)閉了，專家們離開(kāi)了這個(gè)行業(yè)。企業(yè)惡意收購(gòu)商迫使?？松仁凸境鍪刍蜿P(guān)閉其小型的太陽(yáng)能研發(fā)部門(mén)。美國(guó)，這個(gè)曾經(jīng)生產(chǎn)全球所有太陽(yáng)能電池板的國(guó)家，見(jiàn)證了自己擁有的市場(chǎng)份額損失殆盡。1990年，美國(guó)公司生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池板占全世界的32%；到2005年，美國(guó)公司只生產(chǎn)9%的太陽(yáng)能電池板了。

這種突然的放棄使日本受益。20世紀(jì)80年代，日本、德國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)的公司購(gòu)買(mǎi)了美國(guó)公司出售的專利和業(yè)務(wù)部門(mén)。1980年，可以說(shuō)日本沒(méi)有任何太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)；而到了2005年，日本的太陽(yáng)能電池板產(chǎn)量幾乎占了世界的一半。

這好像是國(guó)會(huì)希望阻止的那種經(jīng)典故事。然而，研發(fā)跟美國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的崩潰幾乎毫無(wú)關(guān)系。從1980年到2001年，除了其中一年之外，美國(guó)在太陽(yáng)能研發(fā)方面的投入每年都超過(guò)日本。我再重復(fù)一遍：美國(guó)在太陽(yáng)能研發(fā)方面的投入每年都超過(guò)日本。但是，美國(guó)的這一技術(shù)前沿領(lǐng)域還是失守了。

問(wèn)題不是說(shuō)美國(guó)當(dāng)時(shí)缺乏研發(fā)支出，而且現(xiàn)在也不缺乏研發(fā)支出，關(guān)鍵是要有一套假設(shè)指導(dǎo)美國(guó)如何思考高科技開(kāi)發(fā)。

無(wú)論是20世紀(jì)80年代還是當(dāng)今，美國(guó)的研發(fā)體系旨在進(jìn)行沒(méi)有明顯直接應(yīng)用的基礎(chǔ)科學(xué)研究。在20世紀(jì)80年代初的美國(guó)，大多數(shù)太陽(yáng)能公司正在為未來(lái)預(yù)期中的大規(guī)模市場(chǎng)做準(zhǔn)備，這些市場(chǎng)是住宅的屋頂和大規(guī)模電網(wǎng)的太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)，兩者都要求太陽(yáng)能電池板比時(shí)價(jià)更便宜，效率更高。換句話說(shuō)，太陽(yáng)能電池板是需要研發(fā)的。

在實(shí)力強(qiáng)大的日本通商產(chǎn)業(yè)省的策劃下，日本的產(chǎn)業(yè)政策將重點(diǎn)放在了為技術(shù)找到商業(yè)應(yīng)用。此外，通商產(chǎn)業(yè)省還為那些希望投資于應(yīng)用的公司提供持續(xù)的支持性資金。因此，日本的公司在壓力下要盡快將太陽(yáng)能電池板納入生產(chǎn)中。幾年內(nèi)，這些公司找到了太陽(yáng)能電池板的首個(gè)主要商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景——將其應(yīng)用于袖珍計(jì)算器、手表和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品中。這些設(shè)備不需要太多電，20世紀(jì)80年代特別適合使用太陽(yáng)能電池板的就是這些設(shè)備，而不像當(dāng)時(shí)研發(fā)報(bào)告中所說(shuō)的那樣，未來(lái)使用太陽(yáng)能電池的設(shè)備在理論上會(huì)變得五花八門(mén)。

盡管產(chǎn)品不夠完美，但日本公司愿意快速交貨，這最終幫助日本太陽(yáng)能在公用事業(yè)上得到了大規(guī)模的發(fā)展。隨著大規(guī)模生產(chǎn)出更多的太陽(yáng)能電池板，日本公司在這方面做得更加出色了。這些公司學(xué)會(huì)了如何降低生產(chǎn)成本，這種“邊做邊學(xué)”的方式最終使太陽(yáng)能電池的成本降下來(lái)，比美國(guó)理論研發(fā)所能做到的成本還要低。最近，威斯康星大學(xué)公共政策教授、《如何讓太陽(yáng)能變得廉價(jià)》（ How Solar Energy Became Cheap）一書(shū)的作者格雷格?內(nèi)梅特（Greg Nemet）告訴我說(shuō)：“中國(guó)的企業(yè)效仿了這一技術(shù)，分享了日本在全球太陽(yáng)能行業(yè)的市場(chǎng)份額?！?/p>

從更廣的角度來(lái)看，你可以看到美國(guó)人對(duì)技術(shù)的思考存在一個(gè)更加深刻的問(wèn)題。我們往往會(huì)將這種思考過(guò)度智能化，這也許是反直覺(jué)的。這里有一個(gè)例子：在某個(gè)時(shí)候，可能你家里的某個(gè)水龍頭在漏水，如水槽或淋浴器，你必須把冷水旋鈕調(diào)到合適的位置才能真正關(guān)閉水流。你是如何學(xué)會(huì)以正確的方式轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕的呢？你找到并閱讀了一本關(guān)于“水龍頭漏水高級(jí)研究”的大學(xué)教科書(shū)嗎？或者，你就是隨便擺弄旋鈕，直到學(xué)會(huì)了如何使其運(yùn)行？如果你不得不寫(xiě)下一份說(shuō)明，要你闡述如何轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕才會(huì)使其不漏水，你能做得來(lái)嗎？

不讓水龍頭漏水是人類學(xué)家所說(shuō)的隱性知識(shí)中的一個(gè)例子，這些信息儲(chǔ)存在人的頭腦中，難以解釋。高科技需要的隱性知識(shí)會(huì)多得多，美國(guó)的體制通常不承認(rèn)這一點(diǎn)。對(duì)于如何批量生產(chǎn)汽車或太陽(yáng)能電池板的理解，并不存在于書(shū)本或?qū)＠募?；這種理解存在于生產(chǎn)線上工人、組長(zhǎng)和工程師的大腦與身體中。無(wú)論是底特律、硅谷還是深圳，只要有工程師、設(shè)計(jì)師和工人聚集，這些地方就會(huì)一直是發(fā)展的源泉，其原因就在于此。

美國(guó)的研發(fā)旨在修復(fù)所謂自由市場(chǎng)帶來(lái)的失敗——任何公司都沒(méi)有動(dòng)力為科學(xué)而資助科學(xué)。可以肯定的是，這種方法已經(jīng)帶來(lái)了進(jìn)步，特別是在醫(yī)學(xué)方面。例如，新冠肺炎mRNA疫苗的誕生得益于多年來(lái)不辭辛苦的“純”研究。然而，正如尼斯卡寧研究所的學(xué)者塞繆爾?哈蒙德（Samuel Hammond）指出的那樣：這種“純”科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)之間的區(qū)別是虛幻的。研發(fā)是有用的，但最終只有大規(guī)模部署技術(shù)的組織才能真正將技術(shù)前沿向前推進(jìn)。 我們不需要政府單獨(dú)資助更多的科學(xué)項(xiàng)目，我們需要政府支持一個(gè)蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)部門(mén)，激勵(lì)公司去部署新技術(shù)，就像日本政府所做的那樣。

拜登政府似乎意識(shí)到了只投資于“純”研發(fā)帶來(lái)的一些問(wèn)題?！懊绹?guó)就業(yè)計(jì)劃”提議，花費(fèi)200億美元用于新的“區(qū)域創(chuàng)新中心”，這些中心將要把公共投資和私人投資聯(lián)合起來(lái)，加快各種能源技術(shù)的開(kāi)發(fā)?！懊绹?guó)就業(yè)計(jì)劃”的另外一個(gè)目標(biāo)是打造10種新型“開(kāi)創(chuàng)性設(shè)施”，相當(dāng)于大型示范項(xiàng)目，這些項(xiàng)目將致力于解決去碳化過(guò)程中一些最具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用問(wèn)題，例如，制造出零碳鋼和零碳混凝土。我認(rèn)為，與在研發(fā)本身投入更多資金相比，這些措施更有希望。

應(yīng)對(duì)氣候變化需要我們擺正研發(fā)的位置。當(dāng)今，美國(guó)的溫室氣體年排放量占全球的11%。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，美國(guó)的排放量占比已經(jīng)下降，并且還將繼續(xù)下降。然而，無(wú)論在全球碳排放中的占比如何，美國(guó)仍然是世界的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，仍然保留著最大、最豐富多樣的消費(fèi)市場(chǎng)。美國(guó)為世界服務(wù)的最佳方式之一是：在本土開(kāi)發(fā)技術(shù)，使去碳化變得成本更低、更易于做到，然后將這些技術(shù)出口到國(guó)外。但是為了履行這一職責(zé)，美國(guó)將不得不投資于現(xiàn)實(shí)世界的技術(shù)。大學(xué)研究人員的大量專利并不能拯救世界，工程師、工人和科學(xué)家一起合作就有可能會(huì)拯救世界。

關(guān)于這一切，還有一種一閃而過(guò)的想法：我意識(shí)到，把太陽(yáng)能電池板說(shuō)成是美國(guó)的技術(shù)，可能顯得不太得體?？茖W(xué)和技術(shù)是人類的遺產(chǎn)，怎么會(huì)有國(guó)界呢？喬納斯?索爾克（Jonas Salk）是脊髓灰質(zhì)炎疫苗的發(fā)明者，當(dāng)有人問(wèn)及誰(shuí)擁有該疫苗配方的專利時(shí)，他說(shuō)：“你能為太陽(yáng)申請(qǐng)專利嗎？”但是，將太陽(yáng)能電池板描述為“美國(guó)的”，并不是說(shuō)只有美國(guó)人才有權(quán)使用或制造太陽(yáng)能板。這樣說(shuō)是想要指出：技術(shù)是由特定的人在特定的地方開(kāi)發(fā)的，我們應(yīng)該關(guān)注什么樣的地方最能推動(dòng)有用的技術(shù)向前發(fā)展。對(duì)于重大流行病帶來(lái)的不可避免的現(xiàn)實(shí)我們需要有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。像美國(guó)或歐盟這樣大型、富裕、工業(yè)化的市場(chǎng)，應(yīng)該能夠在緊急情況下為本土制造出足夠的商品。但是，去年美國(guó)竟然不能生產(chǎn)本國(guó)使用的口罩，這是很荒謬的。當(dāng)然，任何國(guó)家都不可能專門(mén)生產(chǎn)每一種產(chǎn)品，但是就目前而言，各國(guó)都是全球經(jīng)濟(jì)體系的基本單位，它們應(yīng)該有能力在緊急情況下為本國(guó)居民提供高科技必需品。

資料來(lái)源 The Atlantic