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【人物】沈辉:我所经历的光伏那些人、那些事(上、中、下)

来源:南度度发布时间:2016-05-11 08:32:45作者:沈辉

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

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