1、我曾打算说服霍英东进入太阳能产业
中国光伏制造业规模化发展是从光伏应用小产品开始的。早期的一些企业主要是从国外进口太阳电池,然后按照国外订单要求,生产各类光伏小产品用于出口。光伏小产品如庭院灯、手电筒、应急灯及玩具等,广东是这类产品的早期发源地。
广东在太阳能技术开发方面具有较长的历史,但主要是热利用方面。早在上世纪七十年代广州能源研究所已经开始太阳能热利用研究,如太阳能热水器、太阳能干燥与空调等。在太阳能热利用方面开展研究工作的还有中山大学、华南理工大学及广东工业大学等单位。当时在广东除了太阳能热水器企业之外,也出现了许多生产光伏小产品的企业。
2001年12月,广东省太阳能协会光伏专业委员会成立,并组织去香港考察光伏电站建设情况,如:香港科技园大楼的200 kW的BIPV项目、维多利亚海湾的北京道一号屋顶光伏电站,以及农场的太阳能路灯工程。当时,受欧洲发展的影响,香港在光伏示范工程方面是走在国内前列的。
2001年6月,我协助霍英东基金会秘书也是科学馆馆长邝小明博士,在广州南沙科学馆举办“纳米材料的奇异功能和应用前景”展览,主要是介绍纳米科技中的纳米材料方面科普知识与展示纳米材料的一些代表性研究成果。我们邀请中国工程院院士闻立时教授作了“纳米科技与纳米材料”的学术报告(图1)。霍英东先生亲临会场,饶有兴趣地观看了我们当时开发的纳米磁性液体样品的现场演示(图2)。
图1.2004年与闻立时院士再次来到广州南沙霍英东科技资讯园,希望霍英东集团能够投资光伏产业
图2.2001年在广州南沙举办纳米材料讲座与展览,与霍英东等合影(从左至右:何铭思、沈辉、霍英东、邝晓明)
2003年,我与邝小明博士又联手在广州南沙科学馆举办太阳能学术报告与技术展览,霍英东先生特地从香港赶来参加。我做了一场题为“走进太阳能时代”的大会报告,并还组织在科学馆主楼屋面展示了一些太阳能产品,如太阳能路灯,光伏电站,太阳能空调等。当时我很希望霍英东集团能够进入太阳能产业。
我与香港某个大学的一位教授讨论时,这位教授对光伏技术不以为然,说技术不成熟,没有发展必要,香港公司从不做无效益的事情等等。
2、遗憾与不解:工厂大楼盖好了,项目却终止了
深圳是中国光伏产业最早的发源地之一,晶体硅电池生产企业(大明公司)与非晶硅电池生产企业(宇康公司)都是国内最早建立的光伏企业,但是后来由于市场与技术两方面原因没有发展起来。
2001年,深圳有一家公司获得深圳市太阳能产业基地重大项目支持,计划在深圳打造太阳电池产业,为此这家公司与清华大学合作成立一个联合研究院。后来这家公司也让我加入这个联合研究院。
2002年我与该公司几位负责人一起去德国考察,在德国先后参观FhG-ISE及当时为数不多的几家光伏企业(图3)。那时位于德国中部小城Gelsenkirchen 的Shell Solar有一条30 MW的晶体硅电池生产线刚刚开始运行,从硅片清洗直到电池分选归类,完整地集成在一起(图4、图5)。
图3.2002年再次回到德国夫朗霍费太阳能系统研究所(FhG-ISE)访问,与Schindler教授合影
图4.2002年参观在德国中部城市的Shell Solar工厂,厂房是用太阳电池作为建筑材料的,造型优美,是光伏与建筑结合的样板工程
图5.Shell Solar工厂当时装备了一条30 MW晶体硅电池生产线,当时是世界最大的生产线,也是第一条从硅片到电池分类一体化的自动生产线
我们参观了当时最为先进的位于莱比锡附近村庄的企业Q-Cells,该公司当时高调宣布他们生产的太阳电池是高效率(15-16%以上)、大面积(单晶硅:125 mm x 125 mm,多晶硅:156 mm x 156 mm)和薄硅片(200 μm),总共12 MW产能,这是当时世界最大的生产规模。Q-Cells的负责人很愿意与中国企业合作,但要求中国企业先不要考虑生产电池,而是从光伏组件开始,等到市场打开了,他们再与中国公司合作生产电池,并当场画了一个比较详细的年度发展计划草图。
后来我与一位光伏专家还策划了一个合作机会,就是想让深圳这家公司与壳牌太阳能(Shell Solar)进行合作。因为Shell Solar收购西门子太阳能(Siemens Solar),而Siemens Solar的太阳电池是当时最好的产品。我去德国Siemens公司参观时,还特地问了有关人员,为何卖掉太阳电池部门。他们回答,作为技术人员,他们也不愿意,但公司的股东却不然,不赚钱就要处理掉。
在一次与德国FhG-ISE所长Luther教授谈到此事时,他笑着说,公司大到一定程度就是银行,不赚钱是不行的。
后来这家公司在深圳五洲宾馆租用了一个很气派的会客大厅,举办一个与Shell Solar亚洲总裁直接商谈合作的会议,并邀请了深圳市一位副市长出席。这位副市长要求我们联合研究院专家要积极帮助这家公司。但后来等到工厂大楼盖好后,不知何故,这个项目没有再进行下去。在这个项目策划中,我投入了很多时间与精力,最后没有成功,我心中一直感到非常不解与遗憾。
3、在国内最早实现光伏与LED技术结合
2003年5月,我与同事梁宗存博士参加了在东京召开的世界太阳能大会,并去京都与美国学者、日本大学和企业研发人员共同进行学术交流,其中与一位从事HIT太阳电池的日本人进行了交谈。他告诉我,他们用了10多年时间才攻破HIT电池技术难关,最终实现产业化。后来我们专门去参观了用HIT电池建成的太阳方舟工程(图6)。
图6.2003年在日本参加世界太阳能大会之后,专程去参观了日本三洋公司完成的光伏工程-太阳方舟,全部采用高效电池HIT,取名选自《圣经》中的“诺亚方舟”,寓意光伏造福人类
当时我国的光伏市场主要是西部无电地区居民用电,还有一个重要应用是通讯基站。我于2003年7月与深圳日恒利总经理王历专门到新疆考察通讯用光伏电站(图7)。日恒利当时已经在西部建造了数千座光伏电站,主要用于通讯基站、石油管道防护等供电。所用的光伏组件都是Siemens Solar产品,后来就变成Shell Solar的了。但由于电器产品还是Siemens名气响,总还是将Shell Solar电池说成是Siemens Solar产品。
图7.2003年在新疆考察光伏电站,左为王历,他的公司当时已经在西部为通讯设施安装了数千座光伏电站
在那段时间,广州市政府对于纳米材料与太阳能的发展都很关注。2003年11月,我与广州科技局两位处长一起去德国考察,到研究所与企业调研纳米材料与太阳能发展(图8)。参观的单位有FhG-ISE与FhG-IFAM。当时,在去北欧国家丹麦、挪威的途中,我们看到许多大的风力发电机在旋转发电,也见到了一些光伏电站,从中深深感受到欧洲人对于可再生能源应用与环境保护的重视程度。
图8.2003年与广州市两位处长到欧洲考察纳米材料与太阳能产业,这是在德国不来梅参观夫朗霍费应用材料研究所,我的博士毕业论文就是在这个研究所完成的,右二为纳米材料专家Günther教授,他是我的博士论文第二指导导师
2003年12月,我们团队将太阳电池与LED照明结合,首先应用于珠海清华大学科技园区道路照明(图9)。这是在国内最早实现光伏与LED技术结合,工程取得了很好的效果。后来国内太阳能路灯也开始发展起来。
图9.2003年在珠海清华大学科技产业园完成国内最早的光伏与LED结合的太阳能照明工程,左二为清华大学珠海科技产业园负责人马教授
4、法国人和德国人对能源的看法大不相同
莫党教授是中国最早的半导体学科的开拓者之一。他在北京大学物理系毕业后,就被黄昆院士留下来作为助手。他在1963年编写出版了国内第一本半导体材料的教材。后来他来到中山大学主要从事光学研究。2004年5月我们研究所正式聘请莫党教授,从那时起,他一直与我们团队在一起,能有莫党教授这样的大师作为学术顾问,是我们的荣誉与幸运(图10)。
图10.2004年莫党教授(右三)从理工学院退休后,被我们研究所聘任作为学术顾问,从此,他一直与我们在一起。在场的有张进修教授(右二),并有三位太阳能企业届人士见证这一时刻(从左至右为百利星公司总经理林瑞燕、粤海镀膜总经理林洪、能联电子总经理曾祖勤)。
2004年12月我参加了中国科学研究院物理研究所陈立泉院士带队的中国科学代表团,到欧洲参加中欧能源学术交流活动(图11)。我在法国参观了核能研究基地,在德国访问了FhG-ISE,并还参观了德国一个大型地面光伏电站,其中有1 MW晶体硅电池与1 MW 非晶硅电池,选择两种不同电池是用于比较发电效果(图12)。
图11.2004年陈立泉院士(右四)带队到欧洲参加中欧能源学术交流
图12.2004年在欧洲考察期间参观德国大型光伏电站,左侧为1 MW晶体硅电池组件,右侧为1 MW非晶硅电池组件,主要用于对比发电情况
在法国访问时,发现法国人对核电发展信心十足,对于德国执着发展太阳能的行为很不理解。他们认为核电安全没有问题,太阳电池那么贵,不值得发展。当时觉得德国与法国都是欧洲国家,没想到他们对能源的看法如此不同。
大概是2011年,法国高校代表团来我们实验室参观,我当时还开玩笑说,你们法国人只对核能感兴趣,对太阳能不感兴趣(图13)。没想到,当时好几个法国人急忙回答,不是,不是,我们现在也要搞太阳能了。后来确实发现,法国也在发展光伏电站,重点发展光伏建筑结合。至今为止,法国的能源主要还是靠核能,这与德国反差很大。
图13.2011年一法国高校代表团来我们实验室参观,我因为要上课,提前离开
5、当时我能够看到的最大光伏电站
那段时间德国光伏市场猛涨,国内光伏企业开足马力生产光伏产品出口德国。为了解德国市场情况,2005年2月,我与国内一家企业负责人林瑞燕女士、陈基先生参加科隆DIY in Europe展览(主要是五金工具,太阳能灯具只有4-5家),顺道也去参观德国大型光伏电站。
在爱因斯坦出生地乌尔姆,我们参观了一个面粉厂大楼的光伏幕墙工程,该工程采用CIGS电池组件,主要安装在南墙,东墙上也安装了一点,总共100 kW(图14)。那次还详细了解两家德国公司的经营情况。一个公司负责人当时正在资助几位捷克科研人员发展一种高效晶体硅电池,硅片呈长条状,效率高达18%以上,栅线很细很密,主要是用于聚焦跟踪式光伏系统。墨尼黑地区的一个小镇的太阳能系统公司(Solarsysteme)负责人告诉我们,他们当时总共安装了接近2 MW光伏电站。
图14.在爱因斯坦出生地德国乌尔姆城,我们参观了一座面粉厂大楼安装的光伏幕墙,采用的CIGS薄膜太阳电池组件,总共100 kW,外观很美,也很壮观
德国当时的政府补贴是BIPV项目57 ct/kWh,而当地电网电价仅仅是12-17 ct/kWh,还有用电附加费0.1 ct /kWh。这样的投资效果不错,德国家庭安装光伏电站很踊跃,当时德国的光伏组件供不应求。有一位德国公司的负责人对我笑着说,你们中国赶快多生产光伏组件吧,我们现在有很多客户,但是没有光伏组件啊!
后来我们去参观一个大型地面光伏电站,是在德国南部的一个山坡上,总功率是4.5 MW(图15)。当时山上雪还很深,在寻找这个大型电站的路途中,我们见到一个德国老人,当我们说明来由,他大惑不解:你们从中国来吗?是从天上掉下来的吧。这是当时我能够看到的最大的光伏电站。在同一时间,我们国内最大的电站是2004年在深圳园博园建成的1 MW电站,分别安装在四个屋面和一个山坡上。电站总投资6188万人民币,按照电价1元/度,60年也收不回投资成本。
图15.铺设在德国南部的一个山坡上的大型光伏电站,总共4.5 MW,地面上雪很厚,但光伏组件面板上没有积雪
国内最早规模生产多晶硅的企业:峨眉半导体材料厂(739厂)
晶体硅电池最主要的原料是多晶硅材料,当时中国还无法规模化生产,主要是要从德国、美国进口。在2005年,我与闻立时院士、莫党教授等去峨眉半导体厂与新光硅业公司考察多晶硅发展情况(图1)。那时国内只有峨眉半导体材料厂(739厂)可以小规模生产,仅有9台自制的西门子反应炉,总共100吨级的产能,每年实际产量几十吨左右,所生产的多晶硅主要是用于半导体分立器件,也可以用于晶体硅电池。新光硅业是由峨眉739厂与四川几家大企业组建的新公司,主要与俄罗斯专家合作,开始建设1000吨多晶硅产能,那时还在基建建设之中。
图1.2005年2月在乐山新光硅业考察多晶硅发展,从左到右,峨眉半导体材料厂厂长魏斌、沈辉、闻立时院士、莫党教授、新光硅业的总工过慧芬高工、梁宗存
后来我与莫党教授、李芳博士等再次去峨眉半导体厂。当时太阳电池很紧俏买不到,一家广东公司想让我们帮他们联系从峨眉厂买硅片。如果能买到硅片,就可通过委托加工做成电池,或者也可用硅片换到电池。
记得峨眉厂有一位已经退休的老人,远远就大声叫莫党老师,原来他们夫妻都是北京大学物理系毕业的,当时莫党教授是他们的老师。他们毕业时,黄昆院士建议他们去四川参加峨眉半导体厂建设的。在1956 - 1958年期间,黄昆院士与谢希德院士组织北京大学、复旦大学、南京大学、厦门大学、东北人民大学(后改为吉林大学)实施半导体专门化人才培养,为我国半导体工业培养了大批人才,后从这些学生中产生了不少半导体院士。
印度光伏企业Microsol:条件差,但有想法
当时太阳电池供不应求,广东一些厂家急需。在BP Solar 工作的Soin博士向我介绍了一家印度光伏企业,并于2005年4月组织去印度与迪拜考察,我与国内两家企业的负责人参加了(图2)。
图2.在迪拜考察印度人的Microsol太阳电池厂,得到热情接待,这是我们在这家工厂的CTO(前排右一)家里留影,前排中间的是Soin博士,后排左一为广交会的田东平,左一为广州一家光伏企业冯国海总经理,中间的是他的合作伙伴
我们先到印度的一所大学访问一位比较有名气的教授。当时天气很热,这位教授将我们带到一个会议室,里面安装了一个简陋的咚咚作响的窗式空调,一下子感到很凉爽。这位教授的实验室有好几台比较旧的镀膜设备,很希望我们学生能去他那儿做实验。后来去参观光伏企业Microsol的生产车间,可能是产业政策的原因,印度人将这家工厂设在迪拜。迪拜天气更热,乘坐一辆中国制造的中巴车,从机场一路向工厂开去,一望无际的沙漠热浪滚滚。在工厂生产车间,我详细观看了生产线,很简陋,但也还比较实用,是印度人自己手工打造的,有一个翻转硅片的过程,他们是靠一个人的手工作业来完成的,依靠人工实现生产过程的连续化。
印度人条件差,但很动脑筋。当时他们利用从日本采购的很厚的半导体废弃单晶硅片,通过化学处理后,按照电阻率高低不同将硅片分组,再制作太阳电池。效率也在13-15%左右,主要卖给中国企业做小组件或用于太阳能庭院灯等产品。在迪拜我们还参观了世界著名的帆船酒店,就在海边的一个人造半岛上,酒店造型就像一艘帆船,很壮观也很美。周边的海沙很白很细,整个如同仙境一般。一路陪同我们的Soin博士原籍印度,后入职BP Solar。2004年BP Solar参与深圳1 MW光伏电站工程项目,他是负责人之一。我对这个1 MW光伏电站比较了解,后来与负责电站管理的钟部长一直保持联系。我介绍了很多参观者,都是钟部长热情接待的。
总投资19亿的建筑仅仅象征性地安装了20 kW 光伏组件
中国科技部非常重视光伏技术在城市的应用发展,在“十五”计划中就发布了户用光伏电站示范工程项目指南。2005年我们与深圳能联电子共同获得“十五”计划项目的20个光伏屋顶建设项目,先后在深圳私人住宅(5 kW)(图3)、广州凤凰城一栋别墅(6.4 kW)(图4)与三亚汇丰国际度假公寓(43 kW)等建设了光伏屋顶示范电站。
图3.2003年建于深圳市朝恒大厦一个私人住宅屋顶,是国内首个私人投资实用化的并网系统;使用了32块由能联生产的80 Wp多晶硅无框电池组件,衬底为深蓝色,总功率2560 Wp;并网逆变器带有UPS、独立发电等模式,并实现了远程数据采集和监控。我的一个研究生林伟的硕士论文的部分工作就是这个工程,后来还写了一篇文章发表在国内杂志《太阳能学报》上
图4. 广州凤凰城一栋别墅(6.4 kW), 采用的是日本京瓷的薄板状多晶硅电池组件,并用特制的不锈钢插片式安装支架,特别适合光伏建筑集成工程。广东省房地产协会还在这里开过现场会,宣传光伏技术在建筑上应用
2007年,中国工程院黄其励院士等还专门到三亚汇丰国际度假公寓考察光伏电站工程实际运行情况(图5)。那一年我们团队还与深圳珈伟公司共同获得太阳能半导体照明项目,另外还有两家深圳光伏企业也获得同类项目资助。可以说,在那段时间,广东的光伏示范工程建设是走在国内前面的。
图5.2007年,中国工程院黄其励院士(左五)等还专门到三亚汇丰国际度假公寓考察光伏电站工程实际运行情况(右三贺德馨教授、右四殷志强教授、右五黄院士夫人、左四汇丰国际公司总经理王永安)
2006年,在广东科学中心筹备建设时,我提出要采用光伏技术的建议,得到科技厅一位负责人的关注。但承担设计的单位提出,如果不增加设计经费,不愿意考虑光伏系统安装的设计工作。一个总投资达到19亿的宏大建筑最后就仅仅象征性地安装了20 kW 光伏组件。
那个时候正赶上BP无偿提供给广东省LNG(液化天然气)培训资金与光伏示范电站两个项目。广东省政府将BP的LNG培训项目交给中山大学实施,而BP赠送的光伏电站交给广东省科技厅负责。后来配合广东科学中心建设,将BP赠送的光伏电站设置在科学中心主体大楼门前的一侧。不知何故,延迟了1-2年才完工。造型从最初的风帆状改成棚屋状,规模也从50 kW降为27 kW(图6-1, 图6-2, 图6-3)。
图6-1 BP Solar 赠送给广州市的光伏示范工程最初设计原稿图样
图6-2 BP Solar 光伏示范工程最后设计定稿图样
图6-3 BP Solar 光伏示范工程建成之后照片
南玻攻破超白玻璃技术难关的贡献不应被遗忘
也是在2005年左右,中国南玻集团开始关注光伏产业发展。南玻高层领导决定利用他们在玻璃行业的优势,向太阳能产业延伸,我陪同南玻高层领导到江苏考察,当时也想促成南玻与江苏的企业实现强强联合,但后来没有成功。
2006年,我陪同南玻高层到欧洲考察,首先是去德国,那时德国的光伏产业比较强大,从多晶硅、硅片、电池、组件到系统应用,都具有相当的规模。在德国,我们重点考察了一家硅片企业,经过商谈可以进行合作,但德方条件很苛刻。在德国德累斯顿,我们又与太阳电池生产线提供商Schmid公司总裁进行商谈,希望在购置他们生产线时能够得到有保障的硅片供应,但是当时确实很难实现,没有取得结果。之后,我们去了挪威REC(Renewable Energy Cooperation)考察,那时挪威REC生产多晶硅材料(工厂在美国)、硅片、电池及组件,但同样遇到要签多年长单,而且要先预付很高定金的问题。
后来南玻改变策略,2007年先上超白玻璃生产线,当时一举成功,取得了很好的市场效果。后来尽管别的企业也发展起来了,但是南玻首先攻破了超白玻璃技术难关,为中国光伏组件的发展创造了很好的条件,这一贡献是不应该被遗忘的(图8)。南玻的电池生产线是2008年才开始的,后来赶上世界金融危机、紧接着又是美国、欧洲掀起的光伏反倾销、反补贴的“双反”,因此,电池产业没得到大发展。后来南玻集团进军多晶硅产业,在湖北宜昌建设了一个很大的生产基地。
图8. 配合研究生课程中,安排学生到东莞南玻光伏企业参观,参观太阳电池与组件生产
那些光伏风云人物曾考虑在广东设厂
小产品开辟大市场,这是我当时观察到的光伏市场发展初期在广东的境况。我在与德国一家生产电池企业的销售负责人聊天过程中,他说:你看我们生产太阳能电池的,虽然是做高科技的,但是赔钱,而你们广东的一些企业只是将我们的电池买去,制作小组件并做成灯具,就能出口赚钱,实在令人费解。不过他又说,这个世界是平衡的,有赚钱的,就要有赔钱的。
确实,当时像RWE Solar,先被卖给Schott,成为Schott Solar;Siemens Solar, 后来卖给Shell,成为Shell Solar以及BP Solar,都因亏本不堪重负,先后退出光伏产业,而广东太阳能灯具产业却在那个时候发展很好。我曾先后多次到广州、汕头、深圳、顺德、珠海考察过这些企业,也就是这些企业,当时可以使用数10 MW电池用于灯具等产品生产,这对后来国内光伏市场的发展有一定的牵引作用。
一直到2006年左右,广东的光伏产业都是比较兴旺的,但主要集中于应用类的小产品。尽管如此,后来成为光伏产业风云人物的那些人,当时几乎都来广东考察过,如施正荣、高纪凡、瞿晓桦等,都曾到过广东的太阳能灯具企业考察,有的甚至还考虑过在广东设厂。
香山会议上,我希望国家像重视“两弹一星”一样重视光伏
闻立时院士曾到我工作过的德国研究所访问过,从那时起,直到他不幸去世,我都与他保持密切联系。
他是一个非常勤奋的人,对光伏产业非常关注。受聘到中山大学之后,他对于我们所从事的光伏技术研究很关注也非常支持,并身体力行积极参与其中,还让我起草了关于光伏技术发展的香山科学会议的提案。序号为第273次的香山科学会议,于2006年3月28-30日召开,主题就是“中国太阳能利用的发展机遇与战略对策”。
会议以中国科学院物理研究所陈立泉院士,中国科学院半导体研究所梁骏吾院士,西北有色金属研究院周廉院士,中国科学院金属研究所、中山大学闻立时院士为执行主席,中心议题是:太阳能光伏发电关键科学与技术问题,太阳能光热发电及新型太阳能电池,太阳能利用的材料问题,以及促进我国太阳能产业发展的政策问题等等。中国科学院和中国工程院的8名院士和来自全国各地的40多位专家学者、国家相关部委、中国科学院、中国工程院的相关领导和企业界代表参加了此次会议。
在会上我们提出,希望国家有关部门能够像重视“两弹一星”一样重视发展太阳能,有一位曾经身居高位的院士当场就摇头,这不可能,中国要做的重要事情太多了,哪能个个都像“两弹一星”那样对待啊?
2005年,上海交通大学崔容强教授在上海举办第一届“中国太阳级硅及光伏发电研讨会”,开始负责组织的是上海交大、中山大学及中国可再生能源学会产业工作委员会,后来又增加了浙江大学。这个会议后来分别在江西新余、四川峨眉等地举办,每年一届,到2015年是第十一届。我从第一届连续参加了九届。这个会议对于中国光伏产业发展起到了积极推进作用。崔容强教授对中国光伏产业有重要贡献,他参与了林洋新能源、赛维LDK的直接策划,对很多企业有重要的帮助(图7-1,图7-2)。最后一次与崔教授见面,是我在上海开会时,他带领全家来到我住的宾馆看望我,我与参会的学生们都在宾馆大厅等候,他那时看上去精神很好,当时我觉得他的病情已经好转。
图7-1.2009年崔容强教授在第五届太阳能级硅及光伏发电研讨会上(感谢上海市太阳能学会秘书长、《太阳能光伏》杂志负责人彭晟桓先生提供照片)
图7-2.2009年3月在台湾考察光伏,从左至右沈辉、崔容强、高纪凡
过了几个月我到新疆哈密开会,就传来他去世的噩耗,我立刻赶到上海参加追悼会。按照当时的程序安排,孟凡英研究员(崔教授培养的博士)代表学生发言,我代表行业发言,但竟被随意地临时取消。后来SEMI在网站上全文发表了我的那篇发言稿,那篇稿子是我连夜几易其稿才写成的。我与崔教授的亲密关系与友谊就是在中国光伏发展过程中建立起来的。我们一起去过很多企业考察与开展技术交流,他对中国光伏产业发展的贡献是值得我们敬佩的。
光伏行业迎来整体繁荣发展期
2006年,四个美国人来到我们实验室,他们要在中国建一个光伏组件厂- Solar Power (SPI),计划采用中国生产的太阳电池、相关材料及生产设备,加工成组件运到美国建电站,主要市场是户用住宅屋顶电站(图9-1, 图9-2)。我推荐了一位专业人员和我的两位学生去了他们公司工作。
图9-1.2009年3月在位于深圳的Solar Power工厂与高管们进行技术交流
图9-2.2009年3月与Solar Power CTO Jack Patton先生在一起
这家公司非常重视技术进步,也很重视客户反馈的意见。那个时候他们主要在美国加州做民宅屋顶电站,从光伏组件背板的颜色,到微型逆变器的应用,都很细致地进行评估分析。我先后几次应邀参与他们的学术交流。这家公司负责人的经营目的性很强,之所以选择光伏产业,就是因为美国市场的发展需求与快速成长性,这样就可以很快将工厂做大做强,做大做强的目的就是上市,上市后就卖掉。之前他们就卖掉了在深圳的一家公司。
后来SPI在美国上市了,2011年1月的时候就卖给了赛维LDK。
那段时间行业发展太快,经过专业培训的人才奇缺,我们实验室的毕业生非常抢手。挪威REC专门到我们研究所招聘员工,先后招聘了三名学生,其中1名到REC在瑞典的光伏组件工厂,2名到挪威北部小城Navik的太阳电池工厂。后来,挪威有一家以修复太阳能电池为业务的公司 (Innotechsolar AS - ITS),也来我们研究所招聘了一位博士,这位博士的毕业论文就有涉及修复电池这方面研究内容,所以驾轻就熟,到了挪威不久,就为企业攻破技术难关,还申报了发明专利(图10)。德国著名光伏杂志《Photon》有对这个专利有专门报道。
图10.2010年 在挪威考察光伏企业后到学生胡芸菲、陈中华家里,这几位学生当时都在挪威光伏企业工作(从左至右张陆成博士、郭志球硕士、胡芸菲博士、陈中华硕士)
我也先后去过挪威几次,还参观过REC在挪威首都奥斯陆的研发中心与在Navik工厂的一条30 MW电池生产线。在Navik参观ITS工厂时,我很受启发,他们将电池检测与修复做成一条生产线,整条生产线只有一个工人在操作。当时我看到这家公司从REC、 Schott Solar、 Q-Cells等收集了许多低效率电池,修复后就做成组件出售,我们也做类似的研究,但是没有认真地去考虑产业化发展。太阳电池修复的原理其实很简单:在电池烧结过程中,由于材料或工艺原因,一些电池会有小区域漏电的地方,通过红外可以检测出精确位置,然后用激光或化学手段,将这些漏电区域刻划隔离,就能达到改善电池的电学性能的目的。
我于那段时间,在德国买了一本著名的光伏建筑专著,后在国内广为宣传光伏与建筑结合的案例,引起了许多建筑界学者关注。后来,我翻译出版了德国两位女建筑师编著的一本光伏建筑专著——《太阳能光伏建筑设计》,2010年由科学出版社出版,也广受欢迎。其实早在2005年,我就接受化学工业出版社的邀请,与一位行业专家曾祖勤先生共同编写了一本《太阳能光伏发电技术》专业书,在国内产业界、高校广为流传,2008年这本书还在台湾出版了繁体字版本。
从事电路板设备产业的德国Schmid公司抓住光伏发展的机遇,开始发展晶体硅电池的湿化学工艺装备,后来业务延伸到整个电池生产线。2006年,Schmid公司在深圳开办分公司—迅得公司,这家公司的负责人专门来找我要学生,我先后介绍三名研究生去工作。
派去的第一位学生后来成长为技术负责人,在他领导下,技术队伍从几个人发展到高峰时到近百人。后来德国多家公司都知道我们研究所,如Centrotherm (扩散炉、烧结设备及电池生产线提供商),Asys(晶体硅电池丝网印刷设备提供商),h.a.l.m. elektronik(太阳电池测试设备提供商)等,都希望与我们合作。这两年,瑞士ABB(著名电气、自动化等设备公司),Meyer Burger(硅片切割、电池生产线提供商)等在国内举行的一些学术活动,都邀请我去作报告。看得出,这些国外公司都很重视中国的光伏市场发展,也很愿意与我们开展学术交流。
“双反”带来可喜转变:光伏应用主导市场开始向国内转移
2008-2009年,全球经济出现问题,对光伏产业产生了很大的负面影响。欧美的光伏企业纷纷倒闭,许多中国光伏企业也同样面临生存危机,几个大公司先后破产重组,许多小企业关门歇业。面对经济下滑,各国政府都采取了积极应对措施。
为了保护来之不易的光伏产业,中国住建部在2009年四月开始推出“光电建筑”示范项目,拉开了我国城市规模化光伏电站建设的序幕。下半年,国家发改委、能源局等又推出规模更大的“金太阳工程”示范项目。这两个大项目的实施,加上西部大型地面光伏电站项目的发展,从一定程度上缓冲了国内光伏产业的生存压力。更重要的是,坚定了发展国内光伏应用市场的信心,对于拉动国内光伏市场成长起到了非常积极的作用。
2011-2012年,欧美针对中国光伏产品实施“双反”,进一步加剧了国内光伏产业生存压力。这样的严峻形势,迫使光伏企业必须通过技术进步来增强生存与竞争能力,促使生产成本迅速下降,还造成一个可喜的转变,即光伏应用主导市场开始从国外向国内转移。
面对国内光伏市场发生的变化,在顺德区政府大力支持下,SEMI(国际半导体设备与材料协会)与我们共同策划,于2012年在顺德举办了“中国(顺德)分布式光伏发电与产业化论坛”。前来参会的企业很多,德国FhG-ISE所长E. Weber教授也应邀参加会议并做了大会报告,他主要介绍了欧洲光伏应用政策的变迁及分布式发电项目的经验。SEMI全球副总裁、中国区总裁陆郝安博士也做了大会发言,主要介绍了全球光伏应用市场发展走势,并表示SEMI会积极发挥行业引领作用,为光伏产业健康、稳定发展贡献力量(图11)。一直以来,SEMI在组织国内企业制定光伏发展路线图、组织中国企业申报国际标准等方面,发挥了重要作用。我的大会报告主要介绍了广东光伏产业发展的历史与现状,并对未来发展进行了展望。这次会议对广东光伏电站的发展产生积极的推动作用。
图11.参加2012年SEMI在在顺德举办的“中国(顺德)分布式光伏发电与产业化论坛”,左起沈辉、德国FhG-ISE所长 E. Weber 教授、SEMI全球副总裁、中国区总裁陆郝安博士
此后,广东分布式光伏电站发展很快,特别是南方电网综合能源公司开始大手笔发展光伏电站。在国家能源局批准的全国18个光伏示范区中,广东就占了3个,分别是广州从化明珠工业园、深圳前海、佛山三水工业园区。我们与天合光能、南网能源合作,在2013、2014、2015年连续举办三届“广东省分布式光伏论坛”(图12),参加人员都在五百人以上,大多来自光伏产品生产企业、光伏电站承建商、运营商以及金融机构等,论坛议题涉及光伏组件、逆变器、光伏电站以及相关政策等。论坛取得了良好效果,对中国南方的光伏电站发展起到了很好的促进作用。
图12. 2016年3月在广州东方宾馆召开广东省第三届分布式光伏论坛,主持嘉宾对话环节
国内光伏产业的发展速度,远远超出人们的预期。我们在全国光伏产业的发展浪潮中,始终将人才培养作为我们的首要任务。我们除了指导研究生外,还先后承担了数十名进修教师的代培工作(图13)。现在,这些教师都在从事光伏专业的教学与科研活动,有的教师所在院校就读光伏专业的学生已经超过400人。现在来看,光伏产业的兴起不仅促进了社会经济发展,同时也对高等教育的学科建设起到了非常重要的拉动作用。
图13.在青海考察光伏企业,右二为青海师范大学物理系李涛副教授,他在我们中山大学太阳能系统研究所进修一年,后来回校后主要从事光伏电站技术研究,并成立太阳能研究所,左面三位都是他的研究所的成员
(完结)
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1、我曾打算说服霍英东进入太阳能产业中国光伏制造业规模化发展是从光伏应用小产品开始的。早期的一些企业主要是从国外进口太阳电池,然后按照国外订单要求,生产各类光伏小产品用于出口。光伏小产品如庭院灯、手电