李河君：中国光伏革命引领全球未来

在现在和未来，人类能否发明一种技术，像植物利用阳光制造能量一样直接利用太阳能?答案是肯定的。这种技术就是具备多种优势的太阳能光伏技术。太阳能的竞争方式是核心技术竞争，谁掌握了技术，谁就掌握了能源。从中国政府制定的一系列政策来看，中国有望抢占先机。

“叶绿素式革命”

人类对光伏的追求可以总结为一句简单的话：人类要像叶绿素一样利用太阳能。

自然界一直有一套太阳光捕捉系统，从第一个绿色生命诞生算起，这套系统已经运转了247亿年。这就是光合作用。

人们对光合作用的研究已经持续了200余年，颇有收获。1845年，德国科学家迈尔首先发现植物有将太阳能转化为化学能的本领。1864年，德国科学家萨克斯发现光合作用能够产生淀粉。1880年，德国科学家恩吉尔发现了能够释放氧气的叶绿体。20世纪初，德国化学家维尔斯泰特发现了叶绿素—在绿色植物中含量最丰富，被视为捕光复合物。这是一个具有典型正20面体对称结构的空心球体，其中布满了色素分子，以便吸收光能并进行传递。

奇妙的叶绿素和光合作用激发人们做延伸思考：在自己的经济活动、工业生产和日常生活中，人类能不能发明一种人工制造的叶绿素，进而直接利用太阳能呢?

虽然人类早在19世纪就已经发现了太阳光照射到材料上引发的“光起电力”效果并进行研究，进而发现了光生伏特效应，又尝试用金属–半导体结来制造太阳能电池，但太阳能电池技术的时代直到20世纪50年代才最终到来。这主要得益于人们对半导体物理性质的深入了解，而且加工技术也上了一个新台阶。

1954年，第一个有实际应用价值的单晶硅太阳能电池在贝尔实验室诞生，其发明者是贝尔实验室的皮尔逊、富勒和蔡平。他们发现，若在硅中掺入一定的微量杂质，经过太阳光照射，其中会产生电流，而且从光能到电能的转化率达到10%左右。

因为它能实现利用光电材料吸收光能后发生光电转化，人类获取太阳能的方式也因科技的发展而逐渐走向真正的“叶绿素式”的获取。

进入21世纪，科研人员对叶绿素的研究又有了新突破：为了应对弱光环境，有些植物还衍生出了吸收长波光线的色素。2010年，研究人员在西澳大利亚鲨鱼湾的一个藻青菌菌落中偶然提取到这种叶绿素，将其命名为叶绿素f。它能够吸收红光和红外线，波长范围为0.7~0.8微米(红外线的波长是0.77~1 000微米)。

科学家们开始尝试利用光合作用原理研制电池。比如，将植物里的叶绿素提取出来，放到人工制备的膜里，从以叶绿素为主的捕光系统到光反应中心，再加上10种辅助因子(如锰、铁、镁等)的共同作用，光合作用这个复杂且精巧的系统先把光转化成电，再转化为固定状态的化学能。

如今，模拟光合作用原理的电池已经制造出来了，这就是染料敏化电池。染料敏化电池是用敏化剂类人工合成染料代替了植物中的叶绿素。2011年11月19日，国内首个新型染料敏化太阳能电池项目在青岛高新区胶州湾北部园区投产。

光合作用是世界上最伟大的化学反应之一，通过太阳能电池实现的光伏发电也是伟大的研究成果，它从根本上改变了人类利用能源的方式。

太阳能发电是对太阳能的直接利用，从根本上改变了人类利用能源的方式。终有一天，人类将能够像绿色植物一样，直接利用取之不尽、用之不竭的太阳能。现在，薄膜的光电转化率已经达到15%~20%，其产生的能量没有任何污染，而且几乎是零排放，这是人类能源利用的终极方式!

因而，光伏发电可称为“叶绿素式”的光伏革命，它将是世界上最伟大的能源革命之一。通过叶绿素式的能源革命，人类将回归最初的能源形态。

国家的态度

“叶绿素式革命”的颠覆性不仅表现在能源的利用方式上，而且表现在它可以突破传统能源利益格局的限制。

从国际层面上讲，这种限制就是美国的石油霸权以及石油带来的地缘政治格局。欧美对中国光伏产品实施“双反”调查主要有两大目的：一方面是增强新能源的技术和专利壁垒，比如美国在硅晶体太阳能、德国在精密机械太阳能方面的控制权;另一方面是压制中国的新能源发展。

中国的煤炭资源相当丰富，如果继续以煤炭为主要能源，倒也能维持多年。但是，《京都议定书》的限制、全球温室效应的压力都要求我们走可持续的新能源道路，然而，新能源的技术和专利都在他人手中。因此，我们摆脱困境的唯一出路就是抢占新能源和高科技的领先地位。

从国家层面上讲，就是要突破本国旧能源利益集团的障碍。在美国，这种障碍主要表现在国会里的政策之争，即以共和党为主体的石油集团、军工集团和以民主党为主体的硅谷半导体集团的对立。

为了突出自己在能源独立和绿色经济上的信心，奥巴马将2009年总统就职典礼的主色调由传统的红色改为绿色。那时候，奥巴马重点提到了未来美国的汽车和工厂可以“由太阳能和风能驱动”，并且认为可再生能源的前景“宽广而有潜力”。但是2013年1月21日，奥巴马在国会山发表第二任期的就职演讲时，近20分钟的演讲，只有一分钟是关于气候问题的，而对可再生能源的推广也只是泛泛地提到“道阻且长”。

在这种微妙的变化中，美国页岩气革命被提上了日程—虽然麻省理工学院的一项研究声称，页岩气只能算是向低碳未来前进的一个“暂时性”的过渡方案。夸大其价值可能会严重妨碍碳收集和碳封存等低排放科技的发展。

欧洲则由于传统化石能源供应问题，要么被俄罗斯掐住脖子，要么挨美国的拳头，因此对传统化石能源并没有那么眷恋。欧洲石油巨头(如英国石油公司、荷兰皇家壳牌石油公司、道达尔公司)的市场都遍布全球，因而欧洲各国没有受限于大牌传统能源公司的金钱目标。

但欧洲缺乏政治上的统一，目前尚难以对现有的以各个国家为基础的电力公司和能源网络进行有效整合。

在这方面，中国则具有较大的政治优势。第一，受制于环境压力和经济增速，中国对新能源的渴望比他国更强烈。在过去的20年里，中国一直在宣扬转向绿色能源的必要性。第二，中国领导人对第三次工业革命极为重视，而且十分关注新能源的战略规划。规划是一种国家态度。第三，中国传统化石能源企业几乎都是国有企业，中国政府在制定能源政策时，不存在美国政府面临的来自利益集团的巨大压力。

2012年9月12日，国家能源局印发《太阳能发电发展“十二五”规划》，提出的发展目标是：到2015年，中国太阳能发电装机容量达到21GW以上，其中，光伏分布式发电达到10GW。

2012年9月14日，国家能源局拟定了一个名为《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》的文件，并下发到中国各大光伏企业。该通知称将出炉一个“一期为15GW总装机容量的分布式发电规划”，并要求各省区市能源主管部门在10月15日前上报实施方案，凸显国家扶持光伏企业、发展新能源的强烈意愿。

两相比较，后者比前者的要求更高—光伏分布式发电装机容量提升为15GW，较之前者加码50%。

据了解，国家能源局目前正在做光伏产业30年、50年的规划：到2015年中国的累计装机容量将达到35GW，到2020年将达到100GW;2020~2050年光伏装机容量还会大幅提高，平均每年新增装机容量30GW。

中国的实力

中国距离光伏革命只是咫尺而已。

第一，中国有技术实力。光伏科技进步迅速，中国也掌握了一定的先机。汉能早在数年前就已经转向薄膜电池技术。

2013年6月15日，全联新能源商会薄膜论坛及薄膜专委会发起成立仪式在北京举行，来自全球的200余名光伏行业人士、专家、媒体参加了论坛。我在致辞中强调，以太阳能为代表的新能源的核心竞争方式与传统能源相反，即不是资源竞争，而是核心技术竞争。谁掌握了核心技术，谁就掌握了能源。

中国的《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》提出，将重点布局晶硅电池技术、薄膜电池技术及新型电池技术研发。到2015年，力争使单晶硅电池的产业化转化率达到21%，多晶硅电池达到19%，非晶硅薄膜电池达到12%，碲化镉、铜铟镓硒薄膜电池实现产业化，初步实现用户侧并网光伏系统平价上网，公用电网侧并网光伏系统上网电价低于0.8元/度。

第二，中国政府不遗余力地推动清洁能源的投资。彭博新能源财经2013年7月的统计数据显示，2013年第二季度，中国的清洁能源投资额达138亿美元，环比上升63%，总额位居全球第一。同期，全球清洁能源投资额达到531亿美元，较第一季度增加了22%，显著高于第一季度的436亿美元，但不及2012年第二季度的631亿美元。中国第二季度的清洁能源投资额占全球同期清洁能源投资额的25.9%。