【丰云】太阳能电池跌价法则话从头,史旺森谈「史旺森定律」

发布时间:2020-06-12 | 作者: | 来源:http://www.tyc0061.com/info_116238.html

【丰云】太阳能电池跌价法则话从头,史旺森谈「史旺森定律」

【丰云】太阳能电池跌价法则话从头,史旺森谈「史旺森定律」

谈到半导体就想到「摩尔定律」,而在太阳能领域,也有相对应的「史旺森定律」(Swanson’s law),这个定律叙述当太阳能电池面板生产量越多,厂商累积的经验越丰富,成本也就越下降。定律的名称,是来自于美国龙头晶硅太阳能厂太阳能源(SunPower)创办人理察‧史旺森(Richard “Dick" Swanson),但是史旺森本人却说:「这定律不是我发明的。」

「史旺森定律」,或是应该正名为学习曲线定律,是这样描述太阳能产业的:当太阳能电池模组累积产量加倍,价格平均会下降约 20%。史旺森表示,这个定律从太阳能产业发展初期就相当準确,到了现在也还是一样适用,唯一的问题是,这个定律不该以史旺森命名,因为不是他发明这个定律的,但经年累月以来,产业界都把这条定律和他连结在一起,2017 年 11 月,史旺森特别发表文章以正视听。

【丰云】太阳能电池跌价法则话从头,史旺森谈「史旺森定律」

理察‧史旺森。

那幺这条定律又是从哪来的?史旺森话说从头,他最早是在 1975 年听到这条学习曲线定律,当时是在光电专业论坛(Photovoltaic Specialists Conference),来自德州仪器(Texas Instruments),日后就职于美国能源部的讲者保罗‧梅考克(Paul Maycock),告诉与会者了解学习曲线对产业有相当大的帮助。说明学习曲线就是:价格的对数,与累积总产量的对数,成一个比例关係。保罗‧梅考克之所以对学习曲线有如此了解,来自于当年德仪身为晶片大厂,在晶片製造过程累积的经验,当时德仪发现这个学习曲线关係后,就用来预测未来晶片的成本。

目前也在能源部工作的罗伯‧马高利司(Robert Margolis)则于 2002 年在其哈佛博士学位论文《了解能源领域科技创新:以光电为例》(Understanding Technological Innovation in the Energy Sector: The Case of Photovoltaics)中阐述,几乎所有製造业产品,在学习曲线图上,也就是价格的对数与累积总产量的对数,都成一个固定的比例关係,那就是累积总生产量倍增时,生产成本就会下降 20%。

学习曲线定律也是各国政府之所以敢于大力补贴太阳能的原因,因为补贴使总产量拉高,最终会增快太阳能降价的速度,而很快不用补贴,2011 年以后太阳能产业的发展正印证了这个理论。太阳能的确在各国政府补贴引爆大规模量产后,很快大降价,如今在世界各地的太阳能标案连续开出新低价,越来越多地区太阳能达到电网平价,已经很快就不再需要补贴。

但是学习曲线定律为何不是叫「德仪定律」,或是以论文作者马高利司为名,而和史旺森扯上关係呢?这来自一场不怎幺美丽的误会。史旺森于 1985 年接受美国能源部及电力研究院( Electric Power Research Institute )资助创立太阳能源,成为全球发展太阳能的先锋,1990 年代到 2000 年代初期,当时太阳能价格极高,太阳能产业主要只在航太等专业领域应用,产业发展并不被看好;当时为了阐述太阳能产业的发展潜力,他在许多发表会,引用德仪学习曲线,说明太阳能未来也可以是普及的能源。

当时记录他演讲的记者,由于没有产业界的背景知识,不知道他引述的学习曲线最初来自德仪,竟以为是史旺森本人发现的,于是撰写报导时,就称之为「史旺森定律」,而这条曲线又相当引人注意,于是一传十、十传百,这下整个产业界都知道「史旺森定律」,而且还成为太阳能产业的专属定律,事实上学习曲线定律的发现与史旺森无关,他只是转述,而学习曲线定律也不只适用于太阳能产业,而是所有製造业。

在产业界有一条以自己为名的定律应该是很光荣的,不过在史旺森的例子,却是很尴尬的事,因为儘管媒体与大众疯炒史旺森定律,甚至连太阳能源本身都很乐于拿史旺森定律跟摩尔定律相提并论,提升公司的权威感,但是,整个产业界致力于研究成本下降预测的专家,统统都知道这条曲线的发现跟史旺森无关,于是他只好特别为文澄清。

虽然史旺森定律之所以叫史旺森是一场乌龙,但是定律本身的内容则无庸置疑地準确,因此史旺森也预期,未来太阳能电池模组的价格,仍然会依照学习曲线定律下降,在当前太阳能出货量远较过去激增的情况下,太阳能进一步降价速度也相当可期。史旺森认为,即使没有补贴,太阳能也很快就会成为最便宜的电力来源。

以如今占太阳能电池市场约三分之一的钝化发射极背面接触(Passivated emitter and rear cell,PERC)太阳能电池为例,2 年前市场规模仅 5 吉瓦(gigawatt),2017 年市场规模预期将有 35 吉瓦,累积总产量已超过「倍增再倍增再倍增」,若以史旺森定律推估,成本将低于下降 2 成再 2 成再 2 成,即只剩原本的 51.2% 不到。

在产能大量开出使得总累积产量倍增速度加快的现况下,史旺森的乐观预估在模组部分很快就会成真。不过,史旺森定律只适用于模组硬体製造部分,如今太阳能成本已经大多来自「软」成本,尤其是行政、行销、财务等成本,这些部分不受史旺森定律影响,未来太阳能成本将如何进一步下降,有赖于该如何简化行政程序等製造以外的因素。