德國(guó)瞄準(zhǔn)有機(jī)太陽(yáng)能電池


5月30日,在德國(guó)施瓦岑貝克小鎮(zhèn),當(dāng)?shù)鼐用竦蠣柨税徇\(yùn)從經(jīng)銷商處訂購(gòu)的中國(guó)產(chǎn)太陽(yáng)能設(shè)備一旦德國(guó)通過(guò)有機(jī)太陽(yáng)能電池確定新的綠色技術(shù)路徑,培育新的技術(shù)優(yōu)勢(shì),進(jìn)而掌握未來(lái)全球太陽(yáng)能關(guān)鍵設(shè)備專利與話語(yǔ)權(quán),其或?qū)⒃谖磥?lái)全球可再生能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中再塑綠色產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

可再生能源轉(zhuǎn)型是德國(guó)綠色發(fā)展的重要一環(huán),面對(duì)國(guó)際太陽(yáng)能產(chǎn)品的激烈競(jìng)爭(zhēng),德國(guó)希冀在技術(shù)上另辟蹊徑,從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的“彎道超車”。

可再生能源轉(zhuǎn)型加速

作為能源轉(zhuǎn)型的先行者,德國(guó)可再生能源發(fā)展迅速。

在能源轉(zhuǎn)型方案中,核能曾被認(rèn)為是重要的過(guò)渡能源。2011年3月11日福島第一核電站核泄漏事故發(fā)生過(guò)后,德國(guó)隨即調(diào)整其核能政策,于同年8月6日修改《原子能法》,確定至2022年底淘汰核能。

煤炭的淘汰隨后也提上日程。2020年8月,《煤炭淘汰法》發(fā)布,規(guī)定逐步減少煤炭發(fā)電,并最遲至2038年完全停用煤電。

為彌補(bǔ)核能與煤電退出的缺口,德國(guó)聚焦于加強(qiáng)對(duì)可再生能源的扶持,要求在2030年將可再生能源發(fā)電占總用電量比值從原計(jì)劃的50%提高到65%,并在2050年實(shí)現(xiàn)發(fā)電領(lǐng)域溫室氣體凈零排放。

在可再生能源轉(zhuǎn)型背景下,北海豐富的風(fēng)電資源和陸地太陽(yáng)能資源的開(kāi)發(fā)利用,被視為德國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)方向。德國(guó)政府于2010年9月28日出臺(tái)《環(huán)保、可靠和可負(fù)擔(dān)的能源供應(yīng)的能源方案》(以下簡(jiǎn)稱能源轉(zhuǎn)型方案),計(jì)劃到2050年德國(guó)可再生能源和可再生能源發(fā)電須分別占到終端能源消耗和總用電量的60%和80%。

烏克蘭危機(jī)促使德國(guó)加速可再生能源轉(zhuǎn)型,聚焦通過(guò)可再生能源的發(fā)展擺脫對(duì)俄羅斯化石能源依賴。2022年德國(guó)政府修訂了能源轉(zhuǎn)型方案,以保障德國(guó)到2030年實(shí)現(xiàn)可再生能源占電力系統(tǒng)能源消耗量80%的中期目標(biāo)。其中,太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備由于可以在建筑物、湖面、山體等復(fù)雜地理位置安裝,具有分布式利用與開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì),是德國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中不得不重視的一環(huán)。

產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不足

雖然德國(guó)較早開(kāi)始重視可再生能源的利用與開(kāi)發(fā),但多方面原因也導(dǎo)致目前其可再生能源產(chǎn)業(yè)缺少國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

一方面,缺乏針對(duì)性產(chǎn)業(yè)政策的投入與引導(dǎo),太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)失去先發(fā)優(yōu)勢(shì)。歷屆德國(guó)政府在經(jīng)濟(jì)治理過(guò)程中重視競(jìng)爭(zhēng)中性原則,即提供一個(gè)確保各類型企業(yè)公平競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng),少有選擇性干預(yù)的產(chǎn)業(yè)政策來(lái)扶持某個(gè)具體產(chǎn)業(yè)。這也造成德國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)在初始階段缺少相關(guān)政策、資金支持,失去了參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

另一方面,關(guān)鍵性原材料匱乏、精煉加工產(chǎn)能不足,對(duì)德國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成較大抑制。硅、銅、稀土等是太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵性原材料,而德國(guó)受限于礦產(chǎn)資源匱乏,相關(guān)產(chǎn)品對(duì)外依存度較高。

同時(shí),德國(guó)等歐洲國(guó)家普遍缺乏礦產(chǎn)品精煉加工產(chǎn)能,大量生產(chǎn)傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池所需的硅、稀土生產(chǎn)于亞洲尤其是中國(guó)。在歐盟“關(guān)鍵原材料”清單中,中國(guó)已成為20種關(guān)鍵原材料的主要生產(chǎn)國(guó)。

就此,在產(chǎn)業(yè)方面競(jìng)爭(zhēng)力不足的背景下,德國(guó)不得不另辟蹊徑,試圖通過(guò)在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域不斷塑造優(yōu)勢(shì),以參與到日益激烈的全球可再生能源競(jìng)爭(zhēng)中。

有機(jī)太陽(yáng)能電池的“彎道超車”?


德國(guó)有機(jī)太陽(yáng)能電池技術(shù)的發(fā)展起步較早。早在2001年,為解決當(dāng)時(shí)太陽(yáng)能電池主要依靠硅、稀有金屬合金制成的面板價(jià)格昂貴,影響社會(huì)普及的問(wèn)題,德國(guó)奧爾登堡大學(xué)、德累斯頓大學(xué)、弗勞恩霍夫太陽(yáng)能研究所等科研機(jī)構(gòu)宣布,合作研制成功了以普通有機(jī)聚合物為核心的太陽(yáng)能電池,但穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換效率僅為2%。

2008年7月,德國(guó)聯(lián)邦教研部投資1600萬(wàn)歐元啟動(dòng)了有機(jī)光伏能源供給(OPEG)項(xiàng)目,該項(xiàng)目由赫利亞技術(shù)公司、巴斯夫公司、德累斯頓大學(xué)應(yīng)用研究所等8個(gè)公司和研究機(jī)構(gòu)共同攻關(guān)。據(jù)德國(guó)聯(lián)邦教研部網(wǎng)站信息,2009年OPEG項(xiàng)目研究取得重大突破,以塑料為原材料的疊層有機(jī)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率提高至5.9%,具有更輕薄靈活且成本低廉的優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)今年7月德國(guó)《商報(bào)》報(bào)道,有機(jī)太陽(yáng)能電池即將取得新的突破。由碳?xì)浠衔餅樵牧系男∶娣e單節(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池最高效率突破19%,已達(dá)到大規(guī)模商用標(biāo)準(zhǔn)。該太陽(yáng)能電池不需要硅、稀土等原材料,輕薄且可彎曲,具有“顛覆”太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的可能性。

近20年來(lái),德國(guó)屢屢實(shí)現(xiàn)有機(jī)太陽(yáng)能技術(shù)的突破,原因有三:在原材料方面擺脫對(duì)外依賴。以碳?xì)浠衔餅樵牧系男∶娣e單節(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池原材料獲取難度小,能夠徹底解決原材料獲取的問(wèn)題。

對(duì)德國(guó)而言,綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展不僅事關(guān)能源領(lǐng)域變革,同時(shí)還會(huì)帶來(lái)更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)革命。

例如,來(lái)自電動(dòng)汽車與電池技術(shù)的沖擊正在顛覆建構(gòu)于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的歐洲汽車產(chǎn)業(yè),作為汽車大國(guó)的德國(guó)面臨比其他國(guó)家程度更深的潛在沖擊。因此,突破性清潔技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展并投入市場(chǎng)運(yùn)用,不僅能夠帶動(dòng)能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型升級(jí),同時(shí)還將確保德國(guó)未來(lái)在綠色經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位,進(jìn)而帶動(dòng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型振興及其就業(yè)崗位的持續(xù)增長(zhǎng)。

德國(guó)瞄準(zhǔn)有機(jī)太陽(yáng)能電池,有意對(duì)沖壓力,避免產(chǎn)業(yè)大量流失。歐盟企業(yè)因?yàn)蹩颂m危機(jī)造成的能源成本飆升而面臨較大的經(jīng)營(yíng)困難,部分制造業(yè)企業(yè)不得不停產(chǎn)、減產(chǎn),乃至放棄或轉(zhuǎn)移在歐盟本土的投資計(jì)劃,歐盟面臨“產(chǎn)業(yè)空心化”不斷加劇的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。

2022年8月美國(guó)提出的《通脹削減法案》被視為是對(duì)歐盟綠色產(chǎn)業(yè)沖擊最大的外部挑戰(zhàn)。多家歐洲頭部企業(yè),如瑞典綠色電池制造商北方伏特公司、瑞士太陽(yáng)能組件制造商邁爾-布格爾公司、西班牙能源巨頭伊維爾德羅拉電力公司、寶馬以及特斯拉等,紛紛表示計(jì)劃減少在歐投資或增加在美投資。德國(guó)經(jīng)濟(jì)界甚至認(rèn)為這一趨勢(shì)將使德國(guó)成為“工業(yè)博物館”。

縱觀德國(guó)制造業(yè)發(fā)展歷程,通過(guò)“技術(shù)優(yōu)勢(shì)”獲取“成本優(yōu)勢(shì)”,加之德國(guó)精益求精的工匠精神,是其工業(yè)品在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中長(zhǎng)盛不衰的根源所在。一旦德國(guó)通過(guò)有機(jī)太陽(yáng)能電池確定新的綠色技術(shù)路徑,培育新的技術(shù)優(yōu)勢(shì),進(jìn)而掌握未來(lái)全球太陽(yáng)能關(guān)鍵設(shè)備專利與話語(yǔ)權(quán),其或?qū)⒃谖磥?lái)全球可再生能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中再塑綠色產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

(作者系中國(guó)社會(huì)科學(xué)院歐洲研究所副研究員)


作者:楊成玉 來(lái)源:環(huán)球雜志 責(zé)任編輯:jianping

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