三、邁進(jìn)：新政帶來光明和希望

（20世紀(jì)90年代）

3.美國：“百萬屋頂”計劃推動跨越發(fā)展（續(xù)）

1993年9月，美國實施了TEAM-UP（技術(shù)經(jīng)驗促進(jìn)并網(wǎng)光伏市場）項目，該項目旨在6年內(nèi)給予光伏行業(yè)5.13億美元補貼，以促進(jìn)光伏電站并網(wǎng)和獨立系統(tǒng)的商業(yè)化，并積累技術(shù)經(jīng)驗。其成員單位可以提出要求和建議項目，探索解決光伏系統(tǒng)并網(wǎng)的技術(shù)問題，以及驗證相關(guān)應(yīng)用。所提項目，由專家定期評估，美國能源部將給予批準(zhǔn)并網(wǎng)項目不超過1750美元/千瓦的基金資助。也是在這一年，美國德克薩斯門托市政公司（SMUD）推出了“光伏先驅(qū)者”項目，在100戶志愿者的屋頂上安裝每套容量為3千瓦~4千瓦的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，并實行“綠色電價”。項目得到了用戶的熱烈反映，每年都有500~1000戶報名參加。

1996年，“光伏建筑物計劃”得到美國能源部的支持，并投資20億美元啟動實施。這一年，美國加州創(chuàng)立了5.4億美元的公共收益基金，以支持可更新能源的發(fā)展。不過，值得注意的是，從上世紀(jì)90年代開始，美國太陽能和可持續(xù)能源工業(yè)開始醞釀重整的計劃。由美國可持續(xù)工業(yè)行業(yè)協(xié)會和咨詢公司領(lǐng)頭，進(jìn)行了廣泛積極的協(xié)商，以求達(dá)到產(chǎn)業(yè)內(nèi)的共識。該計劃希望通過最佳資源組合，包括人才、信息、原料、市場、技術(shù)、銷售網(wǎng)絡(luò)和資金等優(yōu)化組合，提高美國可持續(xù)能源工業(yè)的規(guī)模和競爭力。

1997年，時任美國總統(tǒng)克林頓宣布了“太陽能百萬屋頂計劃（Million Solar Roofs Initiative）”，準(zhǔn)備在2010年以前，在100萬座建筑物上安裝3千瓦~5千瓦的太陽能系統(tǒng)，主要是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和熱利用系統(tǒng)，并實施“凈流量表”體制：有太陽時，屋內(nèi)向電網(wǎng)供電，電表倒轉(zhuǎn)；無太陽時，電網(wǎng)向家庭供電，電表正轉(zhuǎn)，每月只需交“凈電費”。其時，全球氣候變暖日益嚴(yán)重，如果計劃實行到位，2010年將實現(xiàn)二氧化碳減排300多萬噸(相當(dāng)于85萬輛汽車排放量），并將產(chǎn)生相當(dāng)于2~3個燃煤發(fā)電廠的電力。這不僅能極大滿足建筑物自身的電力需求，有的地方，如美國薩克拉門托市設(shè)施區(qū)、科羅拉多公共服務(wù)公司，在計劃實施初始，就通過電力設(shè)施實現(xiàn)了出售由太陽能產(chǎn)生的電力。而且美國的太陽能光伏發(fā)電和熱利用技術(shù)已經(jīng)非常成熟，進(jìn)入了大規(guī)模生產(chǎn)階段。例如，最大的兩家太陽電池公司United Solar和Solarex，年生產(chǎn)能力已經(jīng)分別能夠達(dá)到5兆瓦和10兆瓦，全美國光伏發(fā)電產(chǎn)品的年銷售量已經(jīng)能夠在1997年達(dá)到100兆瓦。此外，政府投入方面，1997年，政府在項目上的研究經(jīng)費為6000萬美元，而當(dāng)時白宮專家就認(rèn)為這一數(shù)額到了2003年會增加到1.4億美元。1997年，成立于1986年的PVUSA計劃由加州能源署和SUMD協(xié)商管理，主要的任務(wù)包括：在同一地點評估有前途的光伏組件和配套器件性能的可靠性并進(jìn)行成本核算；評估光伏系統(tǒng)在電網(wǎng)架構(gòu)中的運行和維護(hù)特性；比較不同地域的光伏技術(shù)；在設(shè)計運行等方面支持光伏并網(wǎng)系統(tǒng)；總結(jié)和傳播從PVUSA計劃中積累的知識和經(jīng)驗。該計劃還邀請光伏制造商提供20千瓦光伏組件及配套設(shè)備，然后逐個進(jìn)行性能試驗比較，隨后擴展到中小型規(guī)模試驗，并開辦應(yīng)用培訓(xùn)班。

百萬屋頂計劃實行之后，美國各地紛紛開展專項工程，其所帶來的經(jīng)濟價值，也被納入經(jīng)濟發(fā)展的重要組成，在以夏威夷為代表的很多地區(qū)，由于資源優(yōu)越，太陽能成為了當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)的主要形式。

事實上，在這個階段，美國的光伏行業(yè)受到來自日本、歐洲的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。1997年，世界太陽能電池光伏組件生產(chǎn)達(dá)到122兆瓦，比1996年增長了38%（1996年83.5兆瓦）。這當(dāng)中，美國占41.4%，為50.5兆瓦。

在當(dāng)時，如以生產(chǎn)地點來計算，美國是世界光伏生產(chǎn)的重鎮(zhèn)(年生產(chǎn)54兆瓦，占全球總值的1/3)，但許多光伏工廠的股權(quán)已被歐洲國家和日本買下。所以，如果以所有權(quán)來計算，美國的領(lǐng)先地位已經(jīng)被歐洲和日本所奪取。同時，美國的光伏產(chǎn)品也越來越依賴于國外市場。據(jù)1997年的數(shù)據(jù)，73%的美國光伏產(chǎn)品靠出口，其中1/2以上銷往日本和德國。市場的相互滲透促使跨國企業(yè)兼并加劇，而美國希望通過產(chǎn)業(yè)重整來重樹其國際競爭力，也勢在必行。

在多晶硅方面，美國比較有代表性的公司是赫姆洛克。說起赫姆洛克，就不能不提到道康寧，畢竟前者只是后者的合資子公司。道康寧是陶氏化學(xué)和康寧玻璃對等投資的合資公司。如果說海姆洛克的硅料研發(fā)和生產(chǎn)可以追溯到其成立的1960年，那么道康寧的硅料研發(fā)則可追溯到其成立的1943年，而康寧玻璃硅料的研究可追溯到更早的1930年。1930年，Corning Glass 康寧玻璃公司的研發(fā)總監(jiān)數(shù)理文博士請海德博士調(diào)研開發(fā)具有玻璃特性的塑料的可行性。玻璃是硅基的，可抗溫濕度變化，化學(xué)反應(yīng)惰性且絕緣；塑料是碳基的，易塑形；硅綜合了玻璃和塑料的優(yōu)點，從而進(jìn)入其研究視野，這無意中觸發(fā)且由此進(jìn)入一個硅的新世紀(jì)的開始。1937年，在康寧公司的資助下，作為康寧研究員邁瑞格博士領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊在美國賓州匹茲堡梅隆研究所開始硅的研究工作。1942年，從1930年的可能性的設(shè)想，到1937年正式研究工作的啟動，世界硅的研究也取得里程碑式的進(jìn)展，終于看到一絲曙光。1943年，康寧玻璃和陶氏化學(xué)強強聯(lián)合、對等合資，道康寧成立，加速了硅研究進(jìn)程和產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化和商業(yè)化進(jìn)程。1957年，道康寧公司開發(fā)了多晶硅制造技術(shù)。1960年，在密歇根州，Hemlock成為第一個集成制造多晶硅的工廠。到1969年，得益于電子產(chǎn)業(yè)的高速成長，公司10年內(nèi)實現(xiàn)了3次產(chǎn)能倍增。1979年，Hemlock Semiconductor Corporation （赫姆洛克半導(dǎo)體公司）成為道康寧的完全子公司。1984年，道康寧引進(jìn)戰(zhàn)略投資者，兩個來自日本最大單晶硅硅片生產(chǎn)商Shin Etsu Handotai Co., Ltd.（信越半導(dǎo)體，占股24.5%）和Mitsubishi Materials Corporation（三菱材料公司，占股12.25%）。赫姆洛克的發(fā)展將進(jìn)入新的里程碑時代，多晶硅產(chǎn)業(yè)由此大大提速，并在1986年擴產(chǎn)3倍，專注于前沿的提純技術(shù)和每萬億所含雜質(zhì)的分析技術(shù)；1989年，使用潔凈室處理技術(shù)用于高純硅完成操作進(jìn)一步改善和擴展；1992年，產(chǎn)能提升20%，通過ISO9002認(rèn)證；1989年，使用潔凈室處理技術(shù)用于高純硅完成操作進(jìn)一步改善和擴展；1992年，產(chǎn)能提升20%，通過ISO9002認(rèn)證；1994年，成為當(dāng)時世界最大的多晶硅工廠之一；1995年、1997年、1998年，連續(xù)實現(xiàn)大幅擴產(chǎn)；到20世紀(jì)末已經(jīng)擁有6200噸產(chǎn)能，技術(shù)也進(jìn)一步提升，可以滿足未來300~400毫米超清潔多晶硅晶圓的需求。