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龍焱能源:讓建筑物也發電——《中國經濟周刊》

2019-12-04

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《中國經濟周刊》 記者 鈕文新 孫庭陽 | 杭州報道

(本文刊發于《中國經濟周刊》2019年第22期)


        用自主研發的工藝和完全國產化的生產線,生產出世界一流的太陽能薄膜電池,在中國唯此一家;再將這薄膜電池制成新型光伏建筑材料,并用于世界級示范建筑上,在世界唯此一家。

        記者在杭州經濟開發區一座簡陋的三層小樓里見到了這家企業,樓內沒有任何裝飾,甚至在企業最重要的門面——樣品陳列室里,也看不到一副像樣的產品陳列架。不過,這家企業的領軍人物非同一般。

        吳選之,龍焱能源科技(杭州)有限公司(以下簡稱“龍焱能源”)董事長,深耕太陽能技術40年,曾擔任過美國能源部國家可再生能源實驗室資深科學家。68歲那年,吳選之開始創業。

        在碲化鎘薄膜太陽能電池技術的產業化上,吳選之潛心10年,填補多項技術空白。他搭建起 “三位一體的企業研發體系”——在成本控制得當的前提下,讓實驗室成果快速轉化為生產力。


        國家級項目埋伏筆

        進入太陽能行業是機遇、也是情結,或許“機遇+情結”就等于“緣分”,而這個緣分讓吳選之40年不離不棄,專注于太陽能這種清潔、永不枯竭、普照大地的可再生能源的研究。

        據吳選之介紹,早在1973年,美國就制定了政府級陽光發電計劃,1980年又正式將光伏發電列入公共電力規劃。那時,吳選之在北京有色金屬研究總院工作,這家研究院是中國有色金屬行業規模最大的研究開發機構,曾服務“兩彈一星”“神舟飛船”等國家重點工程,而且向有色金屬行業提供了一大批新材料、新工藝、新技術和新裝備。吳選之在該院專攻半導體材料,能發電的太陽能薄膜本身就是一種半導體材料,吳選之因此和太陽能技術結緣。

        1985年初,吳選之獲得了赴美國太陽能研究所做訪問學者的機會。美國太陽能研究所(SERI)是美國國家可再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory,簡稱NREL)的前身。1977年成立,1991年9月被時任美國總統喬治·布什確立為美國能源部的國家實驗室——全美10個國家實驗室之一。

        吳選之的負笈求學之旅開始了。按SERI的規定,SERI向吳選之支付工資?!斑MSERI三個月,我的工資提高了3倍?!眳沁x之對那些日子的記憶更多的是“充實而緊張”。

        1986年,中國準備上馬薄膜太陽能電池研究項目。1987年,北京有色金屬研究總院希望吳選之回國?!皩艺賳疚腋裢庹J真,立即辭去美國太陽能研究所的職務,并在回國前做了充分準備?!彼^“充分準備”,就是橫穿大半個美國,到美國東部一個專業對口小廠考察學習生產技術與管理,借此完成一套“中間性試驗”(編者注:指科技成果向生產力轉化的必要環節,中間性試驗的成敗決定產業化成?。┊a品線。

        回憶過去,吳選之仿佛又回到那個激情燃燒的歲月。

        “我的決定是:在美國選一家非晶硅太陽能電池企業去學習?!蹦羌移髽I負責人是吳選之的朋友,開放的氛圍讓吳選之受益匪淺。

        其間,美國太陽能研究所的領導到該廠考察,遇到吳選之時問道:“不在國家級實驗室干,跑到這兒來干嗎?”

        吳選之的回答是:“我們中國也要開發太陽能,我來學習?!?/p>

        “說實話,沒有這次到企業學習,就不可能出色完成國家‘七五攻關’任務?!睆乃拿枋鲋锌梢钥吹?,吳選之是位講求理論和實踐結合的科學家,正是在那個時候,播下了碲化鎘薄膜太陽能電池技術在中國產業化的種子。

        回國后,吳選之擔任北京有色金屬研究總院306室副主任,“七五攻關”領導小組中試線課題負責人。據吳選之介紹,經過聯合攻關,建成了一條年產100kW“非晶硅薄膜太陽能電池中試生產線”,鍛煉出中國第一批專攻薄膜太陽能電池的專業人才,榮獲國家“七五攻關”科技二等獎,吳選之本人榮獲“七五攻關”206個功臣之一的光榮稱號。

        吳選之完成任務后,再次回到美國國家可再生能源實驗室工作,直至退休。那時,他已經是全球太陽能研究領域的資深科學家了。

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        世園會上,中國館屋頂的黃色“光伏玻璃”就有龍焱能源的貢獻。


        龍焱能源的誕生

        2006年初,中國《可再生能源法》施行,國家鼓勵各種所有制經濟主體參與可再生能源的開發利用,依法保護可再生能源開發利用者的合法權益,鼓勵單位、個人安裝和使用包括太陽能光伏發電等太陽能利用系統。2008年,68歲的吳選之開始籌建龍焱能源,試圖以其獨到的“碲化鎘薄膜太陽能電池技術”,實現中國太陽能產業的跨越,這在當時國內還屬于空白。

        按照光伏電池片的材質劃分,已經產業化的太陽能電池大致可分兩類。一類是晶硅太陽能電池,包括單晶硅和多晶硅兩種;另一類是薄膜太陽能電池,包括非晶硅、碲化鎘和銅銦鎵硒太陽能電池等。

        目前,高純度晶硅太陽能電池依然是主導,但其長產業鏈和應用領域中的一些限制等弱點已經顯現,所以薄膜電池的未來前景十分廣闊。據了解,美國第一太陽能是美國唯一成功的薄膜太陽能光伏企業,而它做的也是吳選之瞄準的“碲化鎘薄膜太陽能電池”。

        為何創辦龍焱,吳選之介紹說:“我們回國創業,不僅僅想把碲化鎘薄膜太陽能電池技術在中國實現產業化,填補國內產業空白,還想探索一些在中國光伏技術產業化的發展模式和理念?!?/p>

      “發展理念決定成敗?!眳沁x之這樣總結。中國因發展理念錯誤而導致行業發展艱難,在這方面吃虧例子不勝枚舉。豈止中國,美國包括GE在內先后也有十幾家企業在太陽能領域失敗案例也不少?!肮夥a業的苦果已經種下,回頭很難,但無論如何也得跳出陷阱”“用符合客觀規律的發展理念,去開創新型電池技術的產業化可能是其中的一條路”,這正是吳選之義無反顧在68歲時創辦龍焱能源的動力。

        幾個小時的采訪,吳選之給記者留下的印象是:謙虛、低調。他說得最多的是技術和團隊?;蛟S正是這樣的品格,使得一位已經是3個孩子的媽媽、留美博士后骨干,在2007年11月回國加入吳選之的龍焱能源,直至現在;另一位是兩個孩子的父親,辭去美國高薪,回國加入龍焱能源,也直至現在。

        2009年,太陽能光伏產業被列為中國戰略性新興產業,也為龍焱能源的發展提供了絕佳的時機和環境。

        萬事開頭難。從2008年到2011年,龍焱能源用時3年半試驗研制實驗室電池、3×3(英寸)和6×6(英寸)小組件,并花費4000萬美元在中國建成了試驗線、中試線和第一條生產線,整體成本只是美國第一太陽能一年研發費用的1/3,它意味著,碲化鎘薄膜太陽能電池在中國實現了產業化,填補了空白。2011年11月,美國國家可再生能源實驗室的檢測認證:龍焱能源小組件轉換效率達到12.5%。

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        陽光透過“光伏玻璃”,色彩柔和,與中式建筑交相輝映。


        “研發和效益要良性循環”

        科技企業的成功并不只是搞出一條生產線,而必須是“技術與商業”同時成功,更重要的是形成“技術推動商業、商業促進技術”的良性循環機制。

        “如果企業搭建的生產線不能快速轉化為企業收入業績,反而還要更多時間、更大投入,那這個企業就走不下去”。正是看到大量這類案例,吳選之給龍焱能源第一條生產線提出的要求是同時實現“高產量、高效率、高優品率、高穩定性,低成本”等5條標準。

         “科技企業的產業化道路,需要產業鏈共同努力。在創業開始我們就確定了‘共贏’的理念。我們坦率地告訴設備制造商和材料供應商,龍焱一定讓他們有利可圖,我們希望大家都活下來,一起做第二、第三條線,一起把蛋糕做大?!眳沁x之回憶道。

        為此,龍焱能源主動幫助合作伙伴解決一些關鍵問題。吳選之舉例說:“為了找到一種符合關鍵設備需求的軸承,我們技術團隊花費了近兩年的時間。我們規定做第二條線時,第一條線的設備廠具有優先供貨權……正因這樣的共贏理念,龍焱能源的碲化鎘薄膜太陽能電池生產設備不僅實現了技術自主,持續升級,而且實現了完全的國產化?!?/p>

        吳選之經常把“發展理念”一詞掛在嘴邊。企業搞研發,和校園的技術研發、國家實驗室的技術研發有所不同。企業搞研發必須以提高生產線的技術水平和產品質量為中心,必須追求低成本、適用性和市場的認同度,必須注重商品“技術與價格”的雙重競爭力。

        從不間斷幾小時,到24小時、48小時、216小時(9天9夜)連續產出穩定合格產品,龍焱能源的第一條生產線終于成功了,耗時4年。但正如吳選之所愿,生產線開始讓龍焱能源賺錢了。

        研發和企業效益要形成良性循環。吳選之說:“企業搞研發的主要目的是提高生產線的技術水平:提高組件效率、加快生產節拍、增大產品尺寸和提高產品質量、降低產品成本?!?/p>

        研發和生產的關系,吳選之這樣定義:企業研發的超前課題是技術儲備,未必立即付諸實踐。而絕大多數課題都應當來自生產一線和客戶要求,這才能切合市場實際,研發才能產出效益,企業效益好才會有更多的資金投向科研,這就是良性循環。

        據了解,從2008年建廠達產至今的10年間,龍焱能源組件的生產成本下降了50%,而現在實際發電成本基本與晶體硅(編者注:一種太陽能發電工藝)太陽能電池產品相當。

        如今,龍焱能源的第二代生產線啟動了,而之前吳選之為“擴產”定下三原則:第一條產線必須達到設計能力;開發新產品和新市場,讓產品供不應求;要滿產,要賺錢。

        必須達到設計能力如何保證?“我們要將實驗室的研發成果迅速導入生產線,不斷提高組件效率;同時不斷對國產設備進行技術改造,讓其從‘能用’到‘好用’再到‘耐用’,滿足提高生產節拍和連續穩定生產的要求?!眳沁x之說。

        新的市場從何而來?龍焱能源已向光伏建材領域拓展?!肮夥ú氖且罁栯姵氐牟牧蠈傩?,在薄膜電池基礎上進一步研發得到的‘創新產品’,其中很多新產品是全球獨一無二的?!眳沁x之說,“生產定制化的光伏建材,我們的利潤會更高?!?/p>

        把太陽能發電做成“大白菜價”——這是吳選之的一大心愿,所以龍焱能源正在努力讓太陽能發電成本做得更低。


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吳選之接受《中國經濟周刊》專訪


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北京世園會中國館“屋頂的黃色玻璃”實際是龍焱能源的太陽能電池


        吳選之的“第二個心愿”

        現在,龍焱能源已經有了第二大心愿:幫助建筑變成綠色的產能建筑(編者注:讓建筑所產生的能量超過其自身運行所需要能量)。

        世園會中國館的屋頂,看上去不過是黃色的玻璃,但實際是龍焱能源為之定制的“金色透光的大面積太陽能組件” “在鋼結構的屋蓋上安裝1056塊透光的太陽能光伏板,使光能吸收效率更高,陽光照射下呈現金黃色,跟整個建筑完全融合在一起”。這是中國館總設計師、中國工程院院士崔愷先生在接受媒體專訪時說的一段話??梢?,讓金黃色這一中國元素和科技、環保結合,并成為中國館可以看到的一個“標簽”,這是設計師用心良苦的期待。

        最初,這個項目被一家赫赫有名的太陽能企業中標,但他們幾經攻關還是失敗了,于是尋求外包,七扭八拐之后找到龍焱能源。那時,經費已經損耗掉了不少,龍焱能源敢接?真就接了。且不說吳選之的家國情懷,只從商業上講,龍焱能源不僅沒有賠錢,而且還小賺了一筆,可見科技帶給龍焱能源的成本優勢。

        中國館屋頂這1056 塊碲化鎘薄膜彩色超大面積光伏玻璃,保溫、降噪、透光,每年利用陽光,平均每天給中國館輸送200度電,相當于節省了30噸煤、30萬升水,減少75 噸碳和2.25噸硫的排放。這讓中國館的建設者和運營者倍感驚喜,龍焱能源也因此而獲得了巨大的廣告效應。

        在建筑光伏一體化領域中,吳選之一直主張:建筑是主角,光伏是配角。要求在龍焱建筑光伏一體化的工作中,一定要首先聽取建筑設計師們的意見,以建筑設計師為主。提供給世園會中國館項目的定制產品,就是配合建筑大師崔愷院士的設計理念做的。

        碲化鎘薄膜是最先進的太陽能技術嗎?“不能這樣講。不同的技術有著不同的材料屬性,因此除了技術不同之外,適用的對象也會不盡相同。比如晶硅電池,目前主要應用于大規模地面電站;碲化鎘薄膜光伏產品因其特性而擁有更為廣泛的應用場景,比如它目前更適合做成建筑光伏材料,可以幫助建筑成為產能建筑,不僅拉近了能源生產與終端用戶的距離,同時還節省了大量能源生產用地,這是傳統化石能源從未踏足過的領域?!眳沁x之說。

        吳選之任龍焱能源董事長,幾乎苛刻地與總經理一起把舵公司的戰略路徑,堅持“低調做事、踏踏實實做事、按客觀規律做事、按高標準做事”的工作作風。

        原本長子吳越、次子吳奔都有很好的學歷背景和工作職位,次子吳奔作為共同創始人和公司總經理很早回國創業,為公司的生存和發展嘔心瀝血; 長子吳越,10年前放棄自己一手創建的計算機軟件公司,參與龍焱能源創業,負責打理技術和生產事項;還有兒媳龍芳,如今她簡直成了“龍焱說客”,逢人見面聊不上幾句,話題就會變成“太陽能 ”“龍焱”。

(本文圖片均由《中國經濟周刊》記者鈕文新拍攝)


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