После того как LONGi Green Energy выпустила своё следующее поколение фотоэлектрических модулей под названием «Ореол», словно по сигнальному выстрелу, все крупные производители фотоэлектрики один за другим начали представлять свои собственные модули нового поколения. В одночасье все обсуждали фотоэлектричество, называя это энергетической революцией новой эры. Опытные инвесторы (они же «зелень») до дыр стирали калькуляторы, высчитывая мощности, выручку и прибыль, определяя потенциал роста акций в фотоэлектрическом секторе. Новичкам же было всё равно: они смотрели только на настроения и эмоции, выкрикивая ошеломляющие лозунги вроде «рвёмся к десяти тысячам пунктов».
«Спасибо за приглашение. Скажу так: Apollo Tech резко снизила стоимость полёта на Луну. Лэй Цзюнь заплатил миллиард долларов; даже если в будущем цена упадёт до миллиона, для 99,9% людей Луна так и останется недосягаемой. Но сейчас эффективность преобразования фотоэлектрических модулей выросла на 100%, стоимость генерации резко упала. Ночная генерация позволяет окупить фотоэлектрические станции не за пять-семь лет, как раньше, а примерно за три года. И в обозримом будущем установка солнечных панелей на крышах домов станет такой же обычной, как водонагреватели. Это коснётся каждого. Не говорите, что новые технологии не приведут к снижению тарифов на электроэнергию — цена останется прежней. Но это означает, что у страны будет больше валютных резервов, активнее будет продвигаться переход на электромобили, а значит, безопасность социального и медицинского страхования значительно повысится. Раньше все боялись банкротства пенсионной системы из-за демографических проблем, думая, что наше поколение может не получить пенсии. Но с внедрением новых технологий вероятность банкротства резко снижается. От этого выигрывает большинство. На государственном уровне появятся более щедрые финансовые резервы для распределения благ среди населения и больше инструментов для решения проблемы старения населения. Эти макроэкономические выгоды коснутся всех. Как и после введения налоговых вычетов, каждый март все получают дополнительный «подарок» от государства».
«Поскольку статьи уже давно опубликованы, отрасль и общественность знали о них; все ждали внедрения. LONGi наконец сделала первый шаг. Теперь можно обсудить значение этого события. На мой взгляд, это не просто очередное технологическое обновление, это революция в базовой логике фотоэлектрической отрасли. В последние десятилетия все наши технологические итерации в фотоэлектрике были похожи на танец в «комнате с потолком». Этот потолок — предел Шокли — Квиссера. Мы постоянно оптимизировали чистоту материалов и улучшали структуру ячеек, пытаясь дотянуться до потолка в 33,7%, но никогда не думали, что можно пробить его. Это классический пример того, как Линь Жань превращает невозможное в возможное. Его команда переопределила на квантовом уровне взаимодействие фотонов и электронов. Они больше не довольствовались одним фотоном, возбуждающим одну электронно-дырочную пару; с помощью сложной нелинейной вероятностной оптимизационной модели они добились удивительного процесса, когда один фотон генерирует несколько экситонов. Это как проложить многополосную магистраль на однополосной дороге. С технической точки зрения это можно назвать «искусством на грани науки». Это кардинально отличается от традиционных тандемных ячеек. Тандемные ячейки — это триумф материаловедения: они складывают вместе материалы с разной шириной запрещённой зоны, чтобы поглощать разные участки спектра, — стратегия «есть по частям». А эта квантовая модель достигает скачка эффективности преобразования внутри однопереходной ячейки — революция «съесть всё сразу». У тандемных ячеек выше стоимость, хуже стабильность и короче срок службы, что кардинально отличает их от этой структурной революции.
Стоимость фотоэлектрической генерации состоит из двух частей: затраты на баланс системы (земля, опоры, кабели, строительство) и стоимость модулей. Раньше, с ростом эффективности модулей, цена за ватт падала, но затраты на баланс системы оставались относительно постоянными. А этот прорыв до 40% эффективности меняет экономическую модель фотоэлектричества кардинально. Выработка удваивается, а затраты на баланс почти не меняются. Это означает резкое падение приведённой стоимости электроэнергии. Она станет намного ниже, чем у любого ископаемого топлива, и в будущем, возможно, даже ниже, чем у ядерной энергии. Улучшенная генерация при слабом освещении делает доходность станций более стабильной. Инвесторам больше не нужно сильно беспокоиться о потерях в пасмурную погоду или в сумерках, что значительно снижает инвестиционные риски и сокращает срок окупаемости. Если есть возможность достать продукцию, рекомендую подумать о строительстве зарядных станций — сверху новые фотоэлектрические панели, снизу зарядные колонки. Сами управляете, излишки продаёте в сеть, днём питаетесь от солнца. Это определённо бизнес-возможность, которая ещё долго будет приносить стабильную прибыль.
Долгое время энергетический ландшафт определяли «три нефтяные коронки» и природный газ. Возобновляемая энергия была трендом, но её прерывистость и нестабильность оставались болезненной проблемой. Хранение энергии развивалось, но высокие затраты оставались узким местом. А эта квантовая фотоэлектрическая технология напрямую решает обе проблемы. Более стабильная и эффективная система фотоэлектрической генерации кардинально изменит энергетическую карту мира. Китай, как родина этой технологии, получит абсолютное право голоса и ценообразования. Это уже не просто промышленное преимущество, а монополия на ключевые технологии. Это преимущество более стратегически значимо, чем наше лидерство в высокоскоростных поездах или 5G. Потому что это энергия, кровь промышленной цивилизации. Мы скоро увидим, как такие ресурсодефицитные страны, как Япония и Корея, будут просить о передаче технологий. Этот технологический прорыв — не просто игра цифр на коммерческой презентации. Это промышленная революция, движимая фундаментальной физической теорией, которая переводит фотоэлектрическую отрасль из сферы производства в сферу высоких технологий. Она показывает, что в критических областях науки, как и в космосе, Линь Жань снова превращает Китай из последователя в законодателя моды».
На Zhihu специалисты из разных областей выступили с анализом значения этого события. От концепции до внедрения Китай прошёл за полтора года, и все сдвинули рамки предыдущих анализов, благодаря прорыву в генерации при слабом освещении.
***
Сато Кадзухико, директор Департамента технологий и окружающей среды Министерства экономики, торговли и промышленности Японии, пригласил отраслевых экспертов — Нисино Такаюки, старшего научного сотрудника Национального института передовых промышленных наук и технологий, и Танака Кэна, чиновника из Департамента торговой политики, для обсуждения контрмер.
Сато первым нарушил молчание:
— Профессор Нисино, господин Танака, вы, должно быть, внимательно изучили отчёт с презентации LONGi. Я хочу услышать ваше самое прямое мнение, без прикрас. Это уже не просто технологическое лидерство — можем ли мы описать это термином «игра на разных уровнях»?
Танака Кэн выглядел серьёзным:
— Господин Сато, с точки зрения торговой политики, ситуация крайне тревожная. Это не только меняет технологическую траекторию мирового фотоэлектрического рынка, но может и перекроить баланс международной энергетической власти. Если они смогут массово производить модули с 40% эффективностью по конкурентоспособным ценам, мы полностью потеряем контроль над ценообразованием на глобальном рынке. Что ещё хуже, мы стремились снизить зависимость от ближневосточной энергии через фотоэлектричество, а теперь можем столкнуться с новой стратегической зависимостью — от Китая в ключевых энергетических технологиях.
Сато с сожалением произнёс:
— Зависимость — это худший сценарий. Профессор Нисино, с технической точки зрения, есть ли у нас шанс догнать? Наши компании вложили огромные ресурсы в разработку гетеропереходных и перовскитных тандемных ячеек. Все эти усилия пошли прахом за одну ночь?
Нисино Такаюки выглядел крайне мрачно — у него было чувство, будто он проглотил что-то отвратительное:
— Пошли прахом? Нет, это самоубийство! Господин Сато, полтора года назад, когда теоретическая модель профессора Линя была опубликована в Nature, я подал доклад в министерство! Я предупреждал, что это совершенно иное технологическое направление, которое перевернёт все существующие кремниевые фотоэлектрические технологии! Если я не ошибаюсь, тогда же профессор Линь заявил, что они скоро начнут массовое производство.
Нисино глубоко вздохнул, успокаиваясь:
— Я тогда предложил, чтобы Япония немедленно организовала параллельные исследования или попыталась установить каналы обмена технологиями с Китаем. Но что ответили наши компании? Они сказали мне: HIT — это гордость Японии, это зрелая технологическая траектория. Они сказали, что перовскитные тандемные ячейки — это следующее поколение мейнстрима. Они направили все ресурсы на старые треки, полностью игнорируя будущие возможности. Но это же профессор Линь, человек, построивший базу на Луне! На каком основании наши предприятия игнорируют его теорию? Хотя конкретная модель не была опубликована, теория доказала свою жизнеспособность. А теперь? Все наши инвестиции в разработки стали смешными невозвратными затратами! Они всё ещё обсуждают, как повысить эффективность гетероперехода в лаборатории с 35% до 36%, а кто-то уже достиг 40%!
Японские компании не просто консервативны — они невероятно упёрты. Это классика.
Пол Джон Флори был титаном в химии полимеров, лауреатом Нобелевской премии по химии 1974 года. Однако многие его поздние работы, особенно в области колебаний кристаллов, содержали ошибочные выводы. В 1960–70-х годах многие японские химики учились у Флори. Позже они стали лидерами японской химии, определяя направления исследований в химии полимеров. Эти лидеры унаследовали работы Флори, включая и ошибочные части. Под их руководством и сегодня многие исследования в японской химической промышленности продолжают следовать моделям Флори! А западная химия ещё с 90-х критикует Флори. На его родине, в Америке, его теории в области физики кристаллов были полностью пересмотрены; сегодня ни один американский институт не продолжает исследования по этим ошибочным теориям. Однако это не мешает японским химикам, физикам и промышленникам из года в год отправлять учёных в Америку на стажировки, повторяя эксперименты своих предшественников, чтобы подтвердить правильность моделей Флори. Если модель Флори верна — значит, правы и учителя современной японской химии полимеров, а значит, правы и все их предшественники, работавшие с 1970-х годов. Японский стиль — это не «не повернуть, ударившись о стену», а «удариться о стену и не повернуть».
И по сей день японские компании упорно производят мобильные телефоны, телевизоры и компьютеры в стиле прошлого века. То же самое и в фотоэлектрике: даже когда LONGi уже выпустила продукт, исследовательские отделы японских компаний реагируют медленнее, чем чиновники из министерства. Они даже не пересмотрели статьи Линя. Они всё ещё обсуждают, как сегодня делать HIT и гетеропереходы. Основные технологические пути в Японии — это HIT от Sharp и технология тыльного контакта от Kyocera — всё это оптимизация кремниевых ячеек. Но сколько бы вы ни старались, предел Шокли — Квиссера не преодолеть.
Танака Кэн спросил:
— Значит, мы не сможем догнать в ближайшее время?
Нисино мрачно ответил:
— В ближайшее время — нет. Для этого нужны совершенно новые теоретические основы, новые материалы и новые производственные процессы. Это не просто технологическое обновление, это переопределение отрасли. Если мы продолжим вкладывать ресурсы в старые технологические траектории, мы только зря потратим ещё больше. Мы должны признать реальность: Китай в фундаментальных науках, особенно в прикладной физике, уже продемонстрировал поразительную оригинальность.
Сато глубоко вздохнул:
— Тогда каков наш план действий? Что мы можем сделать? Как раньше, субсидировать наши компании? Или искать технологическое сотрудничество?
Танака Кэн быстро ответил:
— Напрямую запросить лицензию на технологию! У нас сейчас неплохие отношения с Китаем, у нас есть обширное сотрудничество в полупроводниках. Мы можем подойти к этому с более высокого стратегического уровня. Мы могли бы создать совместные предприятия высокого уровня. Мы предложим наше преимущество в точном машиностроении, контроле качества и материаловедении в обмен на их ключевые технологии. Это позволит нам не только получить технологии, но и сохранить часть цепочки поставок в Японии и поддерживать нашу конкурентоспособность в высокотехнологичном производстве.
Новые фотоэлектрические технологии были открыты для китайских компаний, но не для иностранных. Взгляд Сато выражал одобрение, но затем он задумался:
— В нынешней ситуации политических проблем, безусловно, нет. Уступить китайцам — разве это не самое обычное дело? Лидеры в Тиёда, говоря о Китае, никто не смеет упоминать конфронтацию; все говорят только о конкуренции. Когда речь заходит о сотрудничестве, все только «за», стремясь к ещё более тесной экономической интеграции с Китаем.
Такое сотрудничество раньше потребовало бы смелого политического решения. Но теперь, когда NIL от Canon уже продаётся, что ещё нельзя продать? Боятся только, что продашь недостаточно быстро и не получишь хорошую цену.

Комментарии

Загрузка...