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龙焱能源:让建筑物也发电——《中国经济周刊》

2019-12-04

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《中国经济周刊》 记者 钮文新 孙庭阳 | 杭州报道

(本文刊发于《中国经济周刊》2019年第22期)


        用自主研发的工艺和完全国产化的生产线,生产出世界一流的太阳能薄膜电池,在中国唯此一家;再将这薄膜电池制成新型光伏建筑材料,并用于世界级示范建筑上,在世界唯此一家。

        记者在杭州经济开发区一座简陋的三层小楼里见到了这家企业,楼内没有任何装饰,甚至在企业最重要的门面——样品陈列室里,也看不到一副像样的产品陈列架。不过,这家企业的领军人物非同一般。

        吴选之,龙焱能源科技(杭州)有限公司(以下简称“龙焱能源”)董事长,深耕太阳能技术40年,曾担任过美国能源部国家可再生能源实验室资深科学家。68岁那年,吴选之开始创业。

        在碲化镉薄膜太阳能电池技术的产业化上,吴选之潜心10年,填补多项技术空白。他搭建起 “三位一体的企业研发体系”——在成本控制得当的前提下,让实验室成果快速转化为生产力。


        国家级项目埋伏笔

        进入太阳能行业是机遇、也是情结,或许“机遇+情结”就等于“缘分”,而这个缘分让吴选之40年不离不弃,专注于太阳能这种清洁、永不枯竭、普照大地的可再生能源的研究。

        据吴选之介绍,早在1973年,美国就制定了政府级阳光发电计划,1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划。那时,吴选之在北京有色金属研究总院工作,这家研究院是中国有色金属行业规模最大的研究开发机构,曾服务“两弹一星”“神舟飞船”等国家重点工程,而且向有色金属行业提供了一大批新材料、新工艺、新技术和新装备。吴选之在该院专攻半导体材料,能发电的太阳能薄膜本身就是一种半导体材料,吴选之因此和太阳能技术结缘。

        1985年初,吴选之获得了赴美国太阳能研究所做访问学者的机会。美国太阳能研究所(SERI)是美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,简称NREL)的前身。1977年成立,1991年9月被时任美国总统乔治·布什确立为美国能源部的国家实验室——全美10个国家实验室之一。

        吴选之的负笈求学之旅开始了。按SERI的规定,SERI向吴选之支付工资。“进SERI三个月,我的工资提高了3倍。”吴选之对那些日子的记忆更多的是“充实而紧张”。

        1986年,中国准备上马薄膜太阳能电池研究项目。1987年,北京有色金属研究总院希望吴选之回国。“对国家召唤我格外认真,立即辞去美国太阳能研究所的职务,并在回国前做了充分准备。”所谓“充分准备”,就是横穿大半个美国,到美国东部一个专业对口小厂考察学习生产技术与管理,借此完成一套“中间性试验”(编者注:指科技成果向生产力转化的必要环节,中间性试验的成败决定产业化成败)产品线。

        回忆过去,吴选之仿佛又回到那个激情燃烧的岁月。

        “我的决定是:在美国选一家非晶硅太阳能电池企业去学习。”那家企业负责人是吴选之的朋友,开放的氛围让吴选之受益匪浅。

        其间,美国太阳能研究所的领导到该厂考察,遇到吴选之时问道:“不在国家级实验室干,跑到这儿来干吗?”

        吴选之的回答是:“我们中国也要开发太阳能,我来学习。”

        “说实话,没有这次到企业学习,就不可能出色完成国家‘七五攻关’任务。”从他的描述中可以看到,吴选之是位讲求理论和实践结合的科学家,正是在那个时候,播下了碲化镉薄膜太阳能电池技术在中国产业化的种子。

        回国后,吴选之担任北京有色金属研究总院306室副主任,“七五攻关”领导小组中试线课题负责人。据吴选之介绍,经过联合攻关,建成了一条年产100kW“非晶硅薄膜太阳能电池中试生产线”,锻炼出中国第一批专攻薄膜太阳能电池的专业人才,荣获国家“七五攻关”科技二等奖,吴选之本人荣获“七五攻关”206个功臣之一的光荣称号。

        吴选之完成任务后,再次回到美国国家可再生能源实验室工作,直至退休。那时,他已经是全球太阳能研究领域的资深科学家了。

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        世园会上,中国馆屋顶的黄色“光伏玻璃”就有龙焱能源的贡献。


        龙焱能源的诞生

        2006年初,中国《可再生能源法》施行,国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用,依法保护可再生能源开发利用者的合法权益,鼓励单位、个人安装和使用包括太阳能光伏发电等太阳能利用系统。2008年,68岁的吴选之开始筹建龙焱能源,试图以其独到的“碲化镉薄膜太阳能电池技术”,实现中国太阳能产业的跨越,这在当时国内还属于空白。

        按照光伏电池片的材质划分,已经产业化的太阳能电池大致可分两类。一类是晶硅太阳能电池,包括单晶硅和多晶硅两种;另一类是薄膜太阳能电池,包括非晶硅、碲化镉和铜铟镓硒太阳能电池等。

        目前,高纯度晶硅太阳能电池依然是主导,但其长产业链和应用领域中的一些限制等弱点已经显现,所以薄膜电池的未来前景十分广阔。据了解,美国第一太阳能是美国唯一成功的薄膜太阳能光伏企业,而它做的也是吴选之瞄准的“碲化镉薄膜太阳能电池”。

        为何创办龙焱,吴选之介绍说:“我们回国创业,不仅仅想把碲化镉薄膜太阳能电池技术在中国实现产业化,填补国内产业空白,还想探索一些在中国光伏技术产业化的发展模式和理念。”

      “发展理念决定成败。”吴选之这样总结。中国因发展理念错误而导致行业发展艰难,在这方面吃亏例子不胜枚举。岂止中国,美国包括GE在内先后也有十几家企业在太阳能领域失败案例也不少。“光伏产业的苦果已经种下,回头很难,但无论如何也得跳出陷阱”“用符合客观规律的发展理念,去开创新型电池技术的产业化可能是其中的一条路”,这正是吴选之义无反顾在68岁时创办龙焱能源的动力。

        几个小时的采访,吴选之给记者留下的印象是:谦虚、低调。他说得最多的是技术和团队。或许正是这样的品格,使得一位已经是3个孩子的妈妈、留美博士后骨干,在2007年11月回国加入吴选之的龙焱能源,直至现在;另一位是两个孩子的父亲,辞去美国高薪,回国加入龙焱能源,也直至现在。

        2009年,太阳能光伏产业被列为中国战略性新兴产业,也为龙焱能源的发展提供了绝佳的时机和环境。

        万事开头难。从2008年到2011年,龙焱能源用时3年半试验研制实验室电池、3×3(英寸)和6×6(英寸)小组件,并花费4000万美元在中国建成了试验线、中试线和第一条生产线,整体成本只是美国第一太阳能一年研发费用的1/3,它意味着,碲化镉薄膜太阳能电池在中国实现了产业化,填补了空白。2011年11月,美国国家可再生能源实验室的检测认证:龙焱能源小组件转换效率达到12.5%。

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        阳光透过“光伏玻璃”,色彩柔和,与中式建筑交相辉映。


        “研发和效益要良性循环”

        科技企业的成功并不只是搞出一条生产线,而必须是“技术与商业”同时成功,更重要的是形成“技术推动商业、商业促进技术”的良性循环机制。

        “如果企业搭建的生产线不能快速转化为企业收入业绩,反而还要更多时间、更大投入,那这个企业就走不下去”。正是看到大量这类案例,吴选之给龙焱能源第一条生产线提出的要求是同时实现“高产量、高效率、高优品率、高稳定性,低成本”等5条标准。

         “科技企业的产业化道路,需要产业链共同努力。在创业开始我们就确定了‘共赢’的理念。我们坦率地告诉设备制造商和材料供应商,龙焱一定让他们有利可图,我们希望大家都活下来,一起做第二、第三条线,一起把蛋糕做大。”吴选之回忆道。

        为此,龙焱能源主动帮助合作伙伴解决一些关键问题。吴选之举例说:“为了找到一种符合关键设备需求的轴承,我们技术团队花费了近两年的时间。我们规定做第二条线时,第一条线的设备厂具有优先供货权……正因这样的共赢理念,龙焱能源的碲化镉薄膜太阳能电池生产设备不仅实现了技术自主,持续升级,而且实现了完全的国产化。”

        吴选之经常把“发展理念”一词挂在嘴边。企业搞研发,和校园的技术研发、国家实验室的技术研发有所不同。企业搞研发必须以提高生产线的技术水平和产品质量为中心,必须追求低成本、适用性和市场的认同度,必须注重商品“技术与价格”的双重竞争力。

        从不间断几小时,到24小时、48小时、216小时(9天9夜)连续产出稳定合格产品,龙焱能源的第一条生产线终于成功了,耗时4年。但正如吴选之所愿,生产线开始让龙焱能源赚钱了。

        研发和企业效益要形成良性循环。吴选之说:“企业搞研发的主要目的是提高生产线的技术水平:提高组件效率、加快生产节拍、增大产品尺寸和提高产品质量、降低产品成本。”

        研发和生产的关系,吴选之这样定义:企业研发的超前课题是技术储备,未必立即付诸实践。而绝大多数课题都应当来自生产一线和客户要求,这才能切合市场实际,研发才能产出效益,企业效益好才会有更多的资金投向科研,这就是良性循环。

        据了解,从2008年建厂达产至今的10年间,龙焱能源组件的生产成本下降了50%,而现在实际发电成本基本与晶体硅(编者注:一种太阳能发电工艺)太阳能电池产品相当。

        如今,龙焱能源的第二代生产线启动了,而之前吴选之为“扩产”定下三原则:第一条产线必须达到设计能力;开发新产品和新市场,让产品供不应求;要满产,要赚钱。

        必须达到设计能力如何保证?“我们要将实验室的研发成果迅速导入生产线,不断提高组件效率;同时不断对国产设备进行技术改造,让其从‘能用’到‘好用’再到‘耐用’,满足提高生产节拍和连续稳定生产的要求。”吴选之说。

        新的市场从何而来?龙焱能源已向光伏建材领域拓展。“光伏建材是依据太阳电池的材料属性,在薄膜电池基础上进一步研发得到的‘创新产品’,其中很多新产品是全球独一无二的。”吴选之说,“生产定制化的光伏建材,我们的利润会更高。”

        把太阳能发电做成“大白菜价”——这是吴选之的一大心愿,所以龙焱能源正在努力让太阳能发电成本做得更低。


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吴选之接受《中国经济周刊》专访


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北京世园会中国馆“屋顶的黄色玻璃”实际是龙焱能源的太阳能电池


        吴选之的“第二个心愿”

        现在,龙焱能源已经有了第二大心愿:帮助建筑变成绿色的产能建筑(编者注:让建筑所产生的能量超过其自身运行所需要能量)。

        世园会中国馆的屋顶,看上去不过是黄色的玻璃,但实际是龙焱能源为之定制的“金色透光的大面积太阳能组件” “在钢结构的屋盖上安装1056块透光的太阳能光伏板,使光能吸收效率更高,阳光照射下呈现金黄色,跟整个建筑完全融合在一起”。这是中国馆总设计师、中国工程院院士崔愷先生在接受媒体专访时说的一段话。可见,让金黄色这一中国元素和科技、环保结合,并成为中国馆可以看到的一个“标签”,这是设计师用心良苦的期待。

        最初,这个项目被一家赫赫有名的太阳能企业中标,但他们几经攻关还是失败了,于是寻求外包,七扭八拐之后找到龙焱能源。那时,经费已经损耗掉了不少,龙焱能源敢接?真就接了。且不说吴选之的家国情怀,只从商业上讲,龙焱能源不仅没有赔钱,而且还小赚了一笔,可见科技带给龙焱能源的成本优势。

        中国馆屋顶这1056 块碲化镉薄膜彩色超大面积光伏玻璃,保温、降噪、透光,每年利用阳光,平均每天给中国馆输送200度电,相当于节省了30吨煤、30万升水,减少75 吨碳和2.25吨硫的排放。这让中国馆的建设者和运营者倍感惊喜,龙焱能源也因此而获得了巨大的广告效应。

        在建筑光伏一体化领域中,吴选之一直主张:建筑是主角,光伏是配角。要求在龙焱建筑光伏一体化的工作中,一定要首先听取建筑设计师们的意见,以建筑设计师为主。提供给世园会中国馆项目的定制产品,就是配合建筑大师崔愷院士的设计理念做的。

        碲化镉薄膜是最先进的太阳能技术吗?“不能这样讲。不同的技术有着不同的材料属性,因此除了技术不同之外,适用的对象也会不尽相同。比如晶硅电池,目前主要应用于大规模地面电站;碲化镉薄膜光伏产品因其特性而拥有更为广泛的应用场景,比如它目前更适合做成建筑光伏材料,可以帮助建筑成为产能建筑,不仅拉近了能源生产与终端用户的距离,同时还节省了大量能源生产用地,这是传统化石能源从未踏足过的领域。”吴选之说。

        吴选之任龙焱能源董事长,几乎苛刻地与总经理一起把舵公司的战略路径,坚持“低调做事、踏踏实实做事、按客观规律做事、按高标准做事”的工作作风。

        原本长子吴越、次子吴奔都有很好的学历背景和工作职位,次子吴奔作为共同创始人和公司总经理很早回国创业,为公司的生存和发展呕心沥血; 长子吴越,10年前放弃自己一手创建的计算机软件公司,参与龙焱能源创业,负责打理技术和生产事项;还有儿媳龙芳,如今她简直成了“龙焱说客”,逢人见面聊不上几句,话题就会变成“太阳能 ”“龙焱”。

(本文图片均由《中国经济周刊》记者钮文新拍摄)


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