奥巴马政府太阳能光伏政策初探，本文主要内容关键词为：巴马论文,太阳能论文,光伏论文,政策论文,政府论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
2010年世界光伏市场增长迅速，新增装机容量16.6GW[1]，累计装机容量达到约40GW，年均发电量达到约50TWh。2010年欧盟新增光伏装机容量超过13 GW，累计装机容量约30 GW，占据约75%的全球份额，处于主导地位，全球光伏市场呈现出不均衡态势。EPIA认为，近年来全球光伏市场令人瞩目的增长势头归因于以下三个主要因素：(1)光伏已被证明是一种可靠安全的能源；(2)在不少国家和地区，持续下降的光伏价格与电网平价，吸引了新的投资者；(3)恰当的激励政策助推市场的发展，并有助于降低成本和提升投资者对该项技术的认知。
美国一直以来都是沉睡着的光伏巨人。美国从2008年经济危机起一直处于混乱状态[2]，为创造新的就业机会推进经济复苏，减少外国石油依存度提升国家安全，减少温室气体排放减缓全球变暖，奥巴马政府在太阳能光伏行业做的努力比任何一届政府都要多，推出了巨大的研发、正面宣传和大量的贷款担保等政策，各联邦和州政府都采取了政策进行清洁能源开发利用使经济再现活力。本文阐述了美国太阳能光伏发展现状和太阳能光伏政策，总结自奥巴马总统上任后一系列的光伏刺激和扶持政策，揭示政府行为背后美国占领后石油时代经济制高点的目的所在。
1 美国太阳能光伏发展现状
在全球光伏市场成倍增长的同时，美国光伏市场占全球光伏市场比重却在减少。2010年美国累计装机容量为2528MW(见图1)，占全球累计装机容量的6.4%，新增装机容量878MW(见图2)，占全球新增装机容量的5.3%，而在1995年美国仍持有光伏电池片和组件制造市场43%的份额。然而，2010年是美国公共事业型太阳能应用最为突破的一年，太阳能光伏产业市值达60亿美元，比2009年的36亿美元提高了67%。奥巴马执政期间美国光伏产业发展现状如下：
2008年9月至2009年9月间，美国19个州出台了约40个新太阳能光伏刺激计划，其中10个州的激励程度有所降低，这些刺激计划包括生产性激励计划、上网电价FIT计划和可再生能源信贷计划[3]。2009年，美国政府对商业和住宅光伏发电系统进行30%的税收减免，并延长至2016年，同时投资税收抵免上限被取消。有些州还提供非常具有吸引力的光伏刺激措施，加利福尼亚、新泽西、佛罗里达、科罗拉多和亚利桑那州是美国装机容量最高的五个州。
资料来源：EPIA。
图1 2010年世界光伏产业累计装机容量分布[1]
图2 2010年世界光伏产业新增装机容量分布[4]
加利福尼亚州制定法律规定(于2011年生效)：购买电力符合州可再生能源比例标准(PRS)的公用事业部门可获得信贷。至2009年年底，30个州建立PRS，其中17个州确定必须提供的太阳能电力量和分布式产能量。新的融资方式在国家和城市层面发展起来。通过资产评估清洁能源计划(简称PACE，起源于美国能源部的太阳能行动计划)，当地政府向业主提供贷款以帮助其建立光伏发电系统。截至2009年年底，18个州授权了PACE计划，约有30个城市执行了该计划。
2 奥巴马政府太阳能政策
2.1 《京都议定书》
美国大力推进新能源产业发展之前，以影响经济发展为由，拒绝在京都议定书上签字。但在新能源产业尚不具备成本竞争优势的条件下，要想把它作为带头产业，唯一的办法是制定更加严格的全球温室气体排放和环境保护规则，提高化石能源的外部成本。因此，美国总统奥巴马上台后，对减排温室气体的态度由消极转为积极，且在新能源、环保政策方面较为高调，表示美国要在《京都议定书》的执行方面发挥重要作用。奥巴马政府表示将在未来10年投入1500亿美元资助替代能源的研究，为相关企业提供税收优惠，并创造500万个就业机会；大力发展清洁能源，到2012年，使美国的电力有10%来自于可再生能源，到2025年占25%；他还承诺要通过新的立法，使美国温室气体排放量到2050年之前比1990年减少80%，并拿抵税额度来鼓励消费者购买节能型汽车；积极推进温室气体排放，为美国新能源技术与产业发展创造国际市场。
2.2 2009年《美国复苏与再投资法案》
为了促进新能源产业的发展，2009年，美国总统奥巴马签署总额为7870亿美元的《美国复苏与再投资法案》，其核心内容包括：2880亿美元的税收减免；1440亿美元的政府财政支持；1110亿美元的基建和科研支出；810亿美元的救助危机受害者支出；590亿美元的医保保健支出；530亿美元的教育和培训支出；430亿美元的能源项目支出；80亿美元的其他支出(见图3)。在2880亿美元的税收减免中，220亿美元属于太阳能光伏等能源领域。法案中新能源为重点发展产业，主要包括发展高效电池、智能电网、碳捕获和碳储存、可再生能源如风能、太阳能等。其要点是在3年内让美国再生能源产量倍增，足以供应全美600万户用电，这是过去计划在30年内才能达到的目标。
资料来源：OME(美国行政管理与预算局)[5]。
图3 美国复兴与再投资创新基金分配
新能源产业的崛起将引起电力、IT业、建筑业、汽车业、新材料行业、通讯行业等多个产业的重大变革和深度裂变，并催生出一系列新兴产业。新能源产业对其他产业发展的直接拉动表现为多个方面：一是拉动新能源上游产业如光伏组件，多晶硅深加工等一系列加工制造业和资源加工业的发展；二是促进智能电网，电动汽车等一系列输送与用能产品的开发和发展；三是促进节能建筑和带有光伏发电建筑的发展。这不仅填补美国实体经济的空缺，使美国由消费社会转变为生产、消费并重的社会，而且可增加国内就业，降低污染排放物。尽管新能源技术已经比较成熟，但是，从目前来看，新能源与传统的化石能源相比，成本仍然过高，发展新能源产业需要政府的大力扶持。
2.3 “节能和环保专项拨款计划”
2009年3月，美国能源部推出总额为32亿美元的“节能和环保专项拨款计划”，其内容是由联邦政府资助各州、市、县和原住民居住地区等实施节能和环保计划。该计划的资金分为两部分，其中27亿美元是通过“固定拨款”直接拨付给有关单位，而其余部分则通过竞标方式授予中标单位。“固定拨款”的对象大致分为3类：一是约19亿美元直接分配给县市政府；二是约7.7亿美元分配给州政府、托管地和哥伦比亚特区；三是约5400万美元分配给印第安人原住民居住地。上述资金的使用范围包括“节能改造”经费，如交通运输节能和建筑节能项目经费、可再生能源技术推广经费等。
2.4 《清洁能源安全法》
2009年6月美国众议院通过的《美国清洁能源安全法》(ACESA)，是一部具有里程碑式的能源法案。法案重要条款包括：要求电力公司到2020年，通过可再生能源和提高能源效率满足20%的电力需求，其中15%必须来自风能、太阳能等可再生能源，5%来自能效提高；新清洁能源技术和能源效率技术的投资规模达到1900亿美元等。
2.5 2009年《美国创新战略》
《美国创新战略》是美国总统行政办公室、国家经济委员会和科技政策办公室于2009年9月联合发布的，它建立在《美国复苏与再投资法》支持创新、教育和基础设施等的1000亿美元资金、总统预算、新的管理和行政命令计划的基础之上[6]。美国总统奥巴马就此发表演讲，指出：“20世纪我们领导了世界的经济，因为我们领导了创新。今天，竞争更加激烈，挑战更加严峻，因此，创新比任何时候都更加重要”。
美国国家经济中一些特别重要的部门，单靠市场本身不可能获得令人满意的结果，政府适当介入成为推动重点项目取得突破的重要渠道。《美国创新战略》提出美国政府的创新战略呈金字塔型[6]，第三个层面即顶层是推动国家重点优先领域的发展和突破，包括发动清洁能源革命和绿色建筑等。能源方面(见表1)，美国政府将推动可再生能源领域内太阳能、风能、热能等技术的制造与相关投资部署，制定新能源标准，建立能源创新中心。
2.6 2010年8月，《复苏法案：创新改变美国经济》
2010年8月，美国副总统拜登发布《复苏法案：创新改变美国经济》的报告，概述高达7870亿美元的复苏法案颁布一年多来对美国创新产生的影响。报告称，针对《复苏法案》，在再投资领域有超过1000亿美元被投资于创新变革项目[5]。报告探索了这些项目为现代化的交通运输、风能和太阳能等可再生能源、宽带/智能电网和医疗信息技术、医学研究等四大领域带来的绝对性突破，并指出其中已有新的美国行业诞生。
其中，太阳能项目重大技术包括：标准硅太阳能电池板、镉化碲(CdTe)和铜铟镓硒(CIGS)的新薄膜化学技术、晶体硅、CdTe与CIGS的薄膜材料和聚光光伏系统、支持纳米材料和有机材料的突破等。这些重点领域均在欧洲光伏协会(EPIA)2015年预测报告中得到分析[1]：碲化镉薄膜电池已从2005年的2%全球市场份额增长到2010年的13%；2010年带状单晶硅占5%的全球市场份额；聚光光伏、有机和燃料敏化太阳能电池技术正进入市场，在不久的将来它们将占据重要市场份额，据EPIA估计至2020年其份额达5%；至2020年硅基电池全球销售占比为61%，薄膜电池销售占比为31%，聚光技术和新一代光伏技术将占6%。
报告指出，复兴法案将帮助最新一代的太阳能发电技术快速发展，扩大其制造能力。法案支持了超过200 MW的太阳能发电项目，帮助像第一太阳能等太阳能制造企业扩大产能；贷款担保计划帮助薄膜电池生产商Solyndra建立高科技太阳能光伏模块制造厂，年产230MW；在佛罗里达州，资助建立北美最大的光伏发电站——25 MW的太阳能公园；美国能源部承诺为400MW的Bright Source太阳能热电发电项目提供贷款担保；帮助1366技术公司和Semprius公司开发新型太阳电池(其中包括多晶硅晶圆技术)，成本要远低于现今最好的薄膜技术，被称为“煤炭成本的太阳能”。
复苏法案投资超过220亿美元支持可再生能源的发展，其中许多投资直接用于促进实现美国可再生能源(包括风能、太阳能和地热能)发电装机容量和装备制造能力到2012年翻番的目标。这些目标意味着：可再生能源发电装机容量将从2008年年底的28.8 GW增加到2011年底的57.6 GW，这足够为1670万家庭提供电力；可再生能源装备(如风力涡轮机或太阳电池面板)产能从2008年年产6 GW提高到2011年底的12 GW，这将使美国占全球太阳能光伏模块产量份额从2008年的8%上升到2012年的14%[5]。
复兴法案资助发展下一代可再生能源技术，比如薄膜太阳能和风能涡轮机技术，以降低发电成本使可再生能源电价与电网零售电价相当。现在的太阳能光伏发电价格远远高于化石燃料电价，美国太阳能发电占国家总电量的比重不到1%，而很多太阳能公司比如Sunpower公司仍倾向于晶硅太阳能电池板，第一太阳能和Solyndra公司正扩大新薄膜化学光伏电池生产，比如镉-碲(CdTe)和铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池。美国能源部的太阳能光伏企业孵化器计划将对晶体硅、薄膜电池(CdTe和CIGS)和聚光光伏系统进行资助，同时也支持纳米技术和有机材料的突破性应用。
美国能源部预测在2009年至2015年间[7]，太阳能发电的成本将下跌一半：屋顶太阳电池板发电成本将由2009年的0.21美元/kWh降至2015年的0.10美元/kWh，这相当于标准的家庭用电价格；市政规模太阳能项目发电成本将从现在的0.13美元/kWh降到2015年的0.06美元/kWh，这与批发电价的价格相当。更进一步，到2030年屋顶太阳能发电的成本将低至0.06美元/kWh，远低于电网价格(见表2)。
近期太阳能技术突破将能削减发电成本的一半，比如迅速崛起的第二代薄膜电池CIGS和CdTe技术。即使没有政府的优惠政策，技术突破仍可使太阳能发电与化石燃料发电一样廉价[8]。
2.7 2011年《美国创新战略》
2011年2月，奥巴马总统推出了旨在确保经济增长和繁荣的《美国创新战略》。新版的《美国创新战略》指出[9]：“美国未来的经济增长和国际竞争力取决于美国的创新能力。为了赢得未来竞争，美国必须在创新、教育以及基础设施等方面占据世界领先地位。一方面要促进美国人民内在创造力与想象力发挥，举全国之力加大对创新的投入；另一方面要改革政府运行方式，聚焦经济增长，应对新世纪挑战。”
报告在总结2009年《美国创新战略》颁布后美国创新进展的基础上，重点介绍了新设立的创新行动计划和政府持续努力的方向。《美国创新战略》还指出，美国企业是创新的引擎。因此，非常紧迫的是应推动全美有利于创新和创业的环境的成熟，使美国企业能够推动未来的经济增长，并继续引领全球市场。
发动清洁能源革命。奥巴马政府承诺要加强美国在这一领域的领先地位，促进经济增长，创造未来的就业岗位，同时应对环境挑战和增强能源安全。为实现到2012年底可再生能源供应翻番的目标，美国进行了大量投资，在此基础上，美国政府正在制定大胆的新目标，并为实现这些目标而做更多努力。美国政府制定清洁能源标准，通过能源部科学局加大了对相关研究的支持，实施了高级能源研究计划，新建三个能源创新中心等举措意味着要加快对清洁能源的研发和部署。美国政府希望美国经济引领全球，并要确保美国未来的能源清洁、安全和独立。
2.8 美国能源部“SunShot”计划
2011年2月美国能源部推出“SunShot”计划，到本世纪末实现光伏成本下降75%，到2020年光伏发电成本为每瓦1美元[10]。其主要工作将集中在四个方面：提高太阳能电池和系统的转换效率；优化太阳能安装设备的性能；提高制造过程效率；优化太阳能系统的安装、设计和许可过程。该计划旨在通过降低太阳能技术的生产成本提高大规模应用的竞争力，从而振兴美国的太阳能行业。尽管SunShot计划涵盖整个太阳能产业链，但该计划的目标还是在于促进企业间的合作，帮助他们共同解决技术瓶颈，提高商业生产效率。该计划还将增强大学、国家实验室与电池、原料、设备制造商之间的联系。
作为SunShot计划的一部分，美国能源部决定在五年内为推进美国太阳能光伏制造业的发展拨款1.12亿美元(约合7.16亿人民币)。将获得拨款的项目为：
(1)湾区光伏联盟(加州)——250万美元
该项目由斯坦福大学和加州大学负责，将开发和测试可实现大批量生产的光伏组件的创新性的材料、设备结构和制造工艺。这项研究将推动技术降低生产成本，提高设备的性能，以帮助实现SunShot计划的价格目标。
(2)SVTC技术公司(加州)——250万美元
SVTC将创建一个光伏制造发展基金，来帮助初创企业、材料供应商和其它光伏创新企业。该项目将使产品的开发和上市时间加快12个月到15个月。MDF将侧重于光伏硅材料制造工艺和技术的商业化发展，减少光伏企业的新技术从实验室走向商业化生产线的成本和开发时间。
(3)美国光伏制造联盟(纽约州)——625万美元
美国光伏联盟将协调行业研发以加速下一代CIGS薄膜光伏制造技术的开发、制造和商业化，降低成本和市场风险。
美国能源部部长朱棣文表示，美国在国际上是注重成本效益和光伏质量的国家，SunShot倡议将促进美国降低能源成本，重建美国在太阳能这个不断壮大行业的国际领导地位。这些努力将促进美国经济竞争力，重建美国制造业并有助于达到奥巴马总统关于25年后实现双倍清洁能源的目标。2011年7月，美国可再生能源实验室研发的太阳能光伏硅墨水技术获得“SunShot”计划的支持[11]。
据SunShot计划对光伏发电系统成本的预计(见图4)，2010年光伏发电系统成本为3.4美元/瓦，2016年发电系统成本为2.2美元/瓦，至2020年发电系统成本降至1.0美元/瓦，使太阳能光伏发电可与化石燃料相竞争。
资料来源：美国能源部“SunShot”计划[9]。
图4 SunShot计划光伏系统成本预计
SunShot计划预计太阳能光伏电池效率[9]，其中聚光光伏电池的生产效率、实验室效率和理论最大效率均最大，分别达25%、42%和63%；晶体硅、多晶硅、铜铟镓硒和碲化镉电池最大理论效率均为29%，晶体硅电池生产效率和实验室效率较大；有机电池效率最低，生产效率仅为2%。
2.9 “SUNPATH”计划
2011年美国能源部(DOE)推出了一项可能使光伏制造业面临“洗牌”的新计划，以刺激国内光伏公司的发展，即“SUNPATH”计划。SUNPATH旨在解决美国太阳能市场的一个重要的资金缺口，为需要扩展生产规模的新建太阳能公司提供资金支持，促进具创新性、低成本的太阳能制造业发展壮大。与“SunShot”的重点目标不同，“SUNPATH”在于增加国内太阳能生产市场，并以此带动经济发展，而非降低太阳能技术成本。SUNPATH计划为期两年，投资额度达5000万美元，旨在促进美国太阳能制造业的发展。
尽管美国经济衰退，其他地方在太阳能制造和投资方面迅速崛起给美国带来了前所未有的挑战，但是有美国能源部的SUNPATH，SunShot等光伏计划的支持，迎头赶上是力所能及的。
3 结论
美国奥巴马政府对太阳能光伏产业研发投入大，项目多。在美国国会通过的2012年财年预算中，有295亿美元直接拨款给美国能源部，相比前两年的财年预算增加了11.8%和4.2%，其中有80亿美元直接用于可再生能源研发，与2010年财年预算相比，太阳能领域增加了88%。
为了满足能源需求，建设多样化的能源体系，奥巴马政府特别关注风能、太阳能、天然气、清洁煤以及核能在内的可再生能源。从美国2010年能源消耗结看，可再生能源占比呈现上升趋势，其中以生物质和风能为最。2006-2010年间，可再生能源在美国能源消耗结构中的比例，太阳能消耗量以每年12%的速度上升。全球光伏的重心将从已经饱和了的欧洲市场转变成拥有巨大潜力的美国市场，沉睡的光伏巨人随时将会苏醒。
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