四部分系列的第一部分。
“這是我們這一代的‘人造衛星時刻’，”奧巴馬總統上週在向國會發表國情諮文時開門見山地說。他表達了其政府旨在幫助美國公司在未來清潔能源技術領域佔據領先地位的高風險戰略願景。
在這些言辭背後，是政府將聯邦技術投資重點放在如何大幅改變整個經濟領域的能源使用方式上——包括交通運輸、電力生產、工業流程和建築設計。這是一種押注，認為今天花費納稅人的錢，可以為明天的經濟帶來更好的工作和更安全、更清潔的能源。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。 透過購買訂閱，您將幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
這標誌著總統的目標與國會中復興的共和黨的目標之間的分歧。“政府不能強迫人民進行創新，但如果我們能讓政府不插手，美國的創造力每次都會湧現出來，”眾議院能源和商業委員會新任主席、眾議員弗雷德·厄普頓（密歇根州共和黨）回應道。
在兩個競爭非常激烈的領域——先進的太陽能發電和先進的汽車電池——能源部已經發起了一項雙管齊下的行動。透過貸款擔保，能源部試圖支援擁有當前技術的美國公司，同時將刺激計劃中的研發資金用於未來“改變遊戲規則”的技術突破。太陽能發電行業正在發生的事情就是一個很好的例子。
位於亞利桑那州坦佩的第一太陽能公司和總部位於加利福尼亞州聖莫尼卡的SolarReserve公司是兩顆冉冉升起的希望，它們正在努力建設一個更具競爭力的太陽能發電產業，而美國在這方面明顯處於劣勢。
它們的技術截然不同。第一太陽能公司的太陽能電池——美國最暢銷的產品——在陽光照射到夾在玻璃之間的碲化鎘薄膜時產生電力。SolarReserve公司利用地面鏡反射和聚焦的太陽能將熔鹽加熱到1000華氏度。這種鹽儲存在類似保溫瓶的容器中，然後用於產生蒸汽，在日落後數小時發電，使其成為新興可再生能源儲存領域的領導者，行業分析師表示。
它們的共同點是：像其他美國太陽能產業一樣，它們在美國業務的增長至關重要地依賴於脆弱的政府支援體系——州可再生能源配額標準和聯邦稅收抵免、補助金和建設貸款擔保。
這些由過去幾年州和聯邦政府行動建立的生命線，被大力推廣為總統加速向清潔能源技術轉型的關鍵要素，這些技術可以擴大就業和出口，並減少溫室氣體排放。
但在人們日益關注聯邦支出和赤字之際，美國太陽能公司可能正在與時間賽跑，以證明它們的生存能力。
“雖然支持者認為風是免費的，但將其轉化為有用的電力肯定不是，”保守派傳統基金會資料分析中心去年的一份報告稱。“強制要求越來越大部分的電力必須來自可再生能源將提高電力成本，迫使電力使用不便且痛苦地削減，並損害經濟，”報告稱。
依賴政府的仁慈
行業領導者坦言，他們的生命線來自納稅人。
第一太陽能公司高階主管延斯·邁爾霍夫表示：“儘管這些專案在經濟上和環境上都是可行的，但我們認為，這些能源部計劃是必要的融資橋樑，直到美國的金融市場準備好在不與能源部分擔風險的情況下為如此規模的太陽能專案提供資金。”
SolarReserve公司執行長凱文·史密斯表示：“聯邦政府的整體支援對於推動行業發展非常寶貴。”
雖然太陽能發電在美國電力供應總量中所佔的比例仍然很小，但在聯邦和州政府的支援下，太陽能發電量實現了創紀錄的增長。太陽能產業協會和GTM Research去年年底估計，2010年的太陽能發電裝機量將接近或超過1000兆瓦，遠高於2009年的441兆瓦。新專案正在不斷湧現。
在一次性製造工藝的幫助下，第一太陽能公司的年度淨銷售額從2005年的4800萬美元增長到2010年的25.1億美元，該工藝在兩個半小時內生產出成品元件。與其他美國太陽能製造商一樣，第一太陽能公司尋找專案投資者的過程受益於《美國復甦與再投資法案》將30%的稅收抵免轉換為臨時現金補助。
12月10日，在參議院談判代表同意將現金補助延長一年給美國太陽能和風力發電公司後，第一太陽能公司的股價上漲了3%以上。其他幾家美國太陽能公司的股價甚至漲幅更大——市場報告指出，這證明了聯邦政府支援的重要性。第一太陽能公司在美國最強勁的銷售額來自加利福尼亞州和新澤西州，這兩個州的州可再生能源目標支援太陽能投資。
作為技術學習曲線的經典驗證，產量的增加導致第一太陽能公司元件的每瓦成本大幅下降，根據其股東報告，從2004年的2.94美元降至目前的77美分。這使其電力在陽光充足地區的批發成本降至每千瓦時14至16美分。“我們需要達到10至12美分，”發言人艾倫·伯恩海默說。該公司計劃在2014年實現這一目標。第一太陽能公司表示，其電力仍將是現有燃煤發電預期成本的兩倍多，但與電網上高峰發電機的價格具有競爭力。
SolarReserve公司的熔鹽方法最近獲得了在加利福尼亞州和新墨西哥州建設公用事業規模專案的關鍵批准。
在政府的呵護、激勵和希望中成長
這兩家公司都是聯邦研發的產物。第一太陽能公司開發的薄膜太陽能技術誕生於能源部科羅拉多州國家可再生能源實驗室。SolarReserve公司的太陽能塔和熔鹽工藝源於羅克達因公司（現為聯合技術公司的一個部門）的一個由能源部支援的示範專案。
SolarReserve公司將以每千瓦時約13美分的價格出售其內華達州專案所產生的電力，並根據通貨膨脹進行年度調整，這符合與NV Energy簽訂的25年購電合同。其在加利福尼亞州的安裝也得到了長期公用事業合同的支援，在這兩種情況下，州可再生能源授權都為這些發展提供了政策基礎。如今，太陽能的擴張“要麼受激勵驅動，要麼受意識形態驅動，”華盛頓ClearView Energy Partners LLC的凱文·布克表示。
太陽能發電的增長正在幫助降低安裝成本以及太陽能元件的成本。幾年前，安裝一個1兆瓦的太陽能系統需要花費800萬美元，耗時六個月。美國領先的太陽能發電安裝商之一SPG Solar的執行長托馬斯·魯尼說，如今，這可能需要花費500萬美元，並在六週內完成。專家一致認為，建立穩定、可持續的增長路徑是實現製造和安裝自動化的關鍵。
然而，現實情況是，如果沒有州和聯邦政府的幫助，太陽能發電生產商仍然無法與傳統電力生產商競爭，尤其是在美國能源市場以廉價天然氣供應為主的情況下。“疲軟的電力需求和新的天然氣資源相結合，使得太陽能併網平價的時間更加遙遠，”布克說。
喬治華盛頓大學太陽能研究所所長肯·茨韋貝爾表示：“目前的技術在產量每翻一番時，成本就會降低20%。這種成本降低曲線可以追溯到30年前，而且還會繼續下去。問題在於速度有多快，以及我們是否會與美國公司一起實現這一目標。”
ClearView Energy Partners的布克分析表明，去年，聯邦政府向太陽能開發商提供的貸款擔保、稅收抵免和直接付款總額為25億美元，是2009年的四倍多。
與中國公司的“泰坦尼克號”之戰
能源部高階研究專案署能源部門負責人阿倫·馬朱姆達表示，能源部並不是在挑選贏家。“我們正在研究一系列方法來實現目標，我們希望在這些方法之間創造競爭。我們不知道哪種方法會獲勝，但其中一種方法很可能會成功。有可能沒有一種方法會成功，但值得一試。”
其中一項賭注包括能源部在2009年向Solyndra公司提供的5.35億美元貸款擔保，以幫助該公司在加利福尼亞州弗裡蒙特市建設一家新工廠，生產該公司採用薄膜化學層發電的圓柱形太陽能元件。奧巴馬總統在2010年5月參觀了這家工廠，稱其為“美國創造力和活力的證明”。
但在奧巴馬訪問一個月後，由於市場反應不佳，Solyndra公司取消了計劃中的首次公開募股。能源部支援的新工廠已準備好開業，但由於來自矽基太陽能元件製造商的競爭加劇，該公司不得不大幅縮減其目標。
白宮利用總統的訪問來強調Solyndra等清潔能源專案帶來的就業機會——這是一個重要的政治賣點。相反，該專案突顯了政府幹預動態市場的風險。
Solyndra公司在今年年初將只運營一家制造工廠（新的那家），使其原本計劃繼續運營的原工廠閒置。它沒有使就業人數翻一番，而是裁減了員工。發言人大衛·米勒表示，2010年的收入約為1.4億美元，是前一年的兩倍，但仍然沒有盈利。該公司希望今年再次將產量翻一番，利用新工廠的自動化，但它必須降低其銷售價格，據分析師稱，去年夏天，其銷售價格比矽元件製造商的價格高出三分之二。
Black & Veatch的可再生能源顧問裡克·奧康奈爾表示，Solyndra公司是他們的客戶，媒體對Solyndra公司前景的負面報道被誇大了。“我並不是說他們沒有挑戰，但是——那句名言是什麼？——‘關於我去世的報道被大大誇大了’。”
魯尼的公司安裝了Solyndra系統，稱其為“一項有趣的技術。但它正在與一些資金雄厚的中國製造商進行一場‘泰坦尼克號’式的戰鬥，這些製造商在許多方面比我們有更多的投資資金。”
GTM Research 的高階分析師 Shyam Mehta 表示：“如果銀行認為某項元件技術存在財務不穩定或技術風險，它們就不會為該技術提供資金。” 他說，Solyndra 必須在兩方面都證明自己。“他們擁有一項具有潛在前景的技術。... 但在追趕行業領導者方面，他們還有很多工作要做。Solyndra 在這方面並非個例，”Mehta 補充道。“我不是在單獨挑剔他們。這是一個絆腳石，我們可能會看到許多競爭對手倒下。”
美國過去曾推出過成功者
政府對清潔能源技術的高調投資失敗，可能會讓那些批評聯邦政府幹預經濟以及共和黨要求削減聯邦開支的人更有理由。
這是一個古老的爭論。美國商業史學家指出，在過去的半個世紀裡，聯邦政府對太空計劃、癌症研究、軍用飛機和當今網際網路前身等領域的資助，都為美國公司創造了變革性的優勢。
這些努力支援了新領域的技術創新。然而，新興的太陽能公司必須從現有且政治勢力強大的煤炭、天然氣和核能供應商手中搶奪生意才能站穩腳跟，而此時美國電力需求的整體增長仍然受到經濟不景氣的拖累。 太陽能的理由基於以下主張：美國必須轉向低碳或無碳能源生產，以應對氣候威脅——這一前提在共和黨和民主黨領導層之間存在嚴重分歧。
傳統基金會報告的作者之一 David Kreutzer 說：“你可以提出無數我們沒有為自己投保的可怕情景，這些情景與氣候威脅情景一樣值得關注。僅僅因為你可以想象一個高成本的情景，並不意味著要購買任意大的保險。”
能源部去年關於太陽能未來研討會的報告草案指出，初步分析表明，如果到 2020 年太陽能的安裝系統能夠達到每瓦 1 美元的目標（目前成本的三分之一），那麼美國太陽能發電總容量可能會上升到全國總量的 5%。 該草案斷言，到 2030 年，這一數字可能會增長到 14%，這一水平只需對電力傳輸和儲存進行“最少”的額外投資即可實現，同時顯著減少發電廠的二氧化碳排放量。
Rooney 表示，實現這些目標的最可靠方法是美國設定不斷上漲的氣候排放價格，或者制定“上網”電價，補貼可再生能源的擴張，就像德國和加拿大安大略省所做的那樣。 他說，增加產量將繼續壓低價格，減少補貼的需求。 他說：“我相信在五到七年內，美國將重新奪回技術主導地位，我們將收回相當數量的製造業崗位。” 然後，美國可以讓市場選擇贏家，他說。
處於“無人區”的起點
美國行業領導者表示，主要的國際障礙是，世界範圍內的太陽能“市場”絕非自由市場。 美國太陽能公司必須在一個由各國政府奉行明確的科學和商業領導地位戰略的國際舞臺上生存。
美國國家研究委員會小組去年指出，中國在 2008 年成為世界最大的光伏面板生產國，佔全球出貨量的三分之一，並將可再生能源的發展列為國家安全優先事項，併為併網太陽能發電廠提供 50% 的補貼。該報告補充說，在未來二十年內，中國可能主導“正在成為 21 世紀最關鍵行業之一”的可再生能源行業。
Rooney 說：“在下一代產品進行大規模高科技投資的時代，令我震驚的是，我們既沒有在技術上也沒有在製造業上佔據制高點。” 他說，美國“正處在無人區”。
美國國家研究委員會小組去年的報告側重於巴西、中國、印度、日本、俄羅斯和新加坡的技術戰略。 雖然美國的模式仍然領先，但該報告提出了一個問題，即傳統的美國模式——由自上而下的政府資助研究支援和由創業型私營部門進行商業開發——是否能夠戰勝更具針對性的國家計劃。
報告《六國的科技戰略——對美國的影響》的作者表示，建立一個新的美國方法“對於一個從未制定過全面國家科技[科學和技術]戰略的分散式民主政府來說，是一項艱鉅的任務。”
SolarReserve 的 Smith 說：“可再生能源是一個全球市場。我們正在與其他國家的其他市場競爭，這些國家中的大多數都制定了關於可再生能源的長期國家目標。”“我們沒有。”
經環境與能源出版有限責任公司許可，轉載自 Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500