四部分系列的第一部分。
“这是我们这一代的‘人造卫星时刻’，”奥巴马总统上周在向国会发表国情咨文时开门见山地说。他表达了其政府旨在帮助美国公司在未来清洁能源技术领域占据领先地位的高风险战略愿景。
在这些言辞背后，是政府将联邦技术投资重点放在如何大幅改变整个经济领域的能源使用方式上——包括交通运输、电力生产、工业流程和建筑设计。这是一种押注，认为今天花费纳税人的钱，可以为明天的经济带来更好的工作和更安全、更清洁的能源。
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这标志着总统的目标与国会中复兴的共和党的目标之间的分歧。“政府不能强迫人民进行创新，但如果我们能让政府不插手，美国的创造力每次都会涌现出来，”众议院能源和商业委员会新任主席、众议员弗雷德·厄普顿（密歇根州共和党）回应道。
在两个竞争非常激烈的领域——先进的太阳能发电和先进的汽车电池——能源部已经发起了一项双管齐下的行动。通过贷款担保，能源部试图支持拥有当前技术的美国公司，同时将刺激计划中的研发资金用于未来“改变游戏规则”的技术突破。太阳能发电行业正在发生的事情就是一个很好的例子。
位于亚利桑那州坦佩的第一太阳能公司和总部位于加利福尼亚州圣莫尼卡的SolarReserve公司是两颗冉冉升起的希望，它们正在努力建设一个更具竞争力的太阳能发电产业，而美国在这方面明显处于劣势。
它们的技术截然不同。第一太阳能公司的太阳能电池——美国最畅销的产品——在阳光照射到夹在玻璃之间的碲化镉薄膜时产生电力。SolarReserve公司利用地面镜反射和聚焦的太阳能将熔盐加热到1000华氏度。这种盐储存在类似保温瓶的容器中，然后用于产生蒸汽，在日落后数小时发电，使其成为新兴可再生能源存储领域的领导者，行业分析师表示。
它们的共同点是：像其他美国太阳能产业一样，它们在美国业务的增长至关重要地依赖于脆弱的政府支持体系——州可再生能源配额标准和联邦税收抵免、补助金和建设贷款担保。
这些由过去几年州和联邦政府行动创建的生命线，被大力推广为总统加速向清洁能源技术转型的关键要素，这些技术可以扩大就业和出口，并减少温室气体排放。
但在人们日益关注联邦支出和赤字之际，美国太阳能公司可能正在与时间赛跑，以证明它们的生存能力。
“虽然支持者认为风是免费的，但将其转化为有用的电力肯定不是，”保守派传统基金会数据分析中心去年的一份报告称。“强制要求越来越大部分的电力必须来自可再生能源将提高电力成本，迫使电力使用不便且痛苦地削减，并损害经济，”报告称。
依赖政府的仁慈
行业领导者坦言，他们的生命线来自纳税人。
第一太阳能公司高级主管延斯·迈尔霍夫表示：“尽管这些项目在经济上和环境上都是可行的，但我们认为，这些能源部计划是必要的融资桥梁，直到美国的金融市场准备好在不与能源部分担风险的情况下为如此规模的太阳能项目提供资金。”
SolarReserve公司首席执行官凯文·史密斯表示：“联邦政府的整体支持对于推动行业发展非常宝贵。”
虽然太阳能发电在美国电力供应总量中所占的比例仍然很小，但在联邦和州政府的支持下，太阳能发电量实现了创纪录的增长。太阳能产业协会和GTM Research去年年底估计，2010年的太阳能发电装机量将接近或超过1000兆瓦，远高于2009年的441兆瓦。新项目正在不断涌现。
在一次性制造工艺的帮助下，第一太阳能公司的年度净销售额从2005年的4800万美元增长到2010年的25.1亿美元，该工艺在两个半小时内生产出成品组件。与其他美国太阳能制造商一样，第一太阳能公司寻找项目投资者的过程受益于《美国复苏与再投资法案》将30%的税收抵免转换为临时现金补助。
12月10日，在参议院谈判代表同意将现金补助延长一年给美国太阳能和风力发电公司后，第一太阳能公司的股价上涨了3%以上。其他几家美国太阳能公司的股价甚至涨幅更大——市场报告指出，这证明了联邦政府支持的重要性。第一太阳能公司在美国最强劲的销售额来自加利福尼亚州和新泽西州，这两个州的州可再生能源目标支持太阳能投资。
作为技术学习曲线的经典验证，产量的增加导致第一太阳能公司组件的每瓦成本大幅下降，根据其股东报告，从2004年的2.94美元降至目前的77美分。这使其电力在阳光充足地区的批发成本降至每千瓦时14至16美分。“我们需要达到10至12美分，”发言人艾伦·伯恩海默说。该公司计划在2014年实现这一目标。第一太阳能公司表示，其电力仍将是现有燃煤发电预期成本的两倍多，但与电网上高峰发电机的价格具有竞争力。
SolarReserve公司的熔盐方法最近获得了在加利福尼亚州和新墨西哥州建设公用事业规模项目的关键批准。
在政府的呵护、激励和希望中成长
这两家公司都是联邦研发的产物。第一太阳能公司开发的薄膜太阳能技术诞生于能源部科罗拉多州国家可再生能源实验室。SolarReserve公司的太阳能塔和熔盐工艺源于罗克达因公司（现为联合技术公司的一个部门）的一个由能源部支持的示范项目。
SolarReserve公司将以每千瓦时约13美分的价格出售其内华达州项目所产生的电力，并根据通货膨胀进行年度调整，这符合与NV Energy签订的25年购电合同。其在加利福尼亚州的安装也得到了长期公用事业合同的支持，在这两种情况下，州可再生能源授权都为这些发展提供了政策基础。如今，太阳能的扩张“要么受激励驱动，要么受意识形态驱动，”华盛顿ClearView Energy Partners LLC的凯文·布克表示。
太阳能发电的增长正在帮助降低安装成本以及太阳能组件的成本。几年前，安装一个1兆瓦的太阳能系统需要花费800万美元，耗时六个月。美国领先的太阳能发电安装商之一SPG Solar的首席执行官托马斯·鲁尼说，如今，这可能需要花费500万美元，并在六周内完成。专家一致认为，创建稳定、可持续的增长路径是实现制造和安装自动化的关键。
然而，现实情况是，如果没有州和联邦政府的帮助，太阳能发电生产商仍然无法与传统电力生产商竞争，尤其是在美国能源市场以廉价天然气供应为主的情况下。“疲软的电力需求和新的天然气资源相结合，使得太阳能并网平价的时间更加遥远，”布克说。
乔治华盛顿大学太阳能研究所所长肯·茨韦贝尔表示：“目前的技术在产量每翻一番时，成本就会降低20%。这种成本降低曲线可以追溯到30年前，而且还会继续下去。问题在于速度有多快，以及我们是否会与美国公司一起实现这一目标。”
ClearView Energy Partners的布克分析表明，去年，联邦政府向太阳能开发商提供的贷款担保、税收抵免和直接付款总额为25亿美元，是2009年的四倍多。
与中国公司的“泰坦尼克号”之战
能源部高级研究项目署能源部门负责人阿伦·马朱姆达表示，能源部并不是在挑选赢家。“我们正在研究一系列方法来实现目标，我们希望在这些方法之间创造竞争。我们不知道哪种方法会获胜，但其中一种方法很可能会成功。有可能没有一种方法会成功，但值得一试。”
其中一项赌注包括能源部在2009年向Solyndra公司提供的5.35亿美元贷款担保，以帮助该公司在加利福尼亚州弗里蒙特市建设一家新工厂，生产该公司采用薄膜化学层发电的圆柱形太阳能组件。奥巴马总统在2010年5月参观了这家工厂，称其为“美国创造力和活力的证明”。
但在奥巴马访问一个月后，由于市场反应不佳，Solyndra公司取消了计划中的首次公开募股。能源部支持的新工厂已准备好开业，但由于来自硅基太阳能组件制造商的竞争加剧，该公司不得不大幅缩减其目标。
白宫利用总统的访问来强调Solyndra等清洁能源项目带来的就业机会——这是一个重要的政治卖点。相反，该项目突显了政府干预动态市场的风险。
Solyndra公司在今年年初将只运营一家制造工厂（新的那家），使其原本计划继续运营的原工厂闲置。它没有使就业人数翻一番，而是裁减了员工。发言人大卫·米勒表示，2010年的收入约为1.4亿美元，是前一年的两倍，但仍然没有盈利。该公司希望今年再次将产量翻一番，利用新工厂的自动化，但它必须降低其销售价格，据分析师称，去年夏天，其销售价格比硅组件制造商的价格高出三分之二。
Black & Veatch的可再生能源顾问里克·奥康奈尔表示，Solyndra公司是他们的客户，媒体对Solyndra公司前景的负面报道被夸大了。“我并不是说他们没有挑战，但是——那句名言是什么？——‘关于我去世的报道被大大夸大了’。”
鲁尼的公司安装了Solyndra系统，称其为“一项有趣的技术。但它正在与一些资金雄厚的中国制造商进行一场‘泰坦尼克号’式的战斗，这些制造商在许多方面比我们有更多的投资资金。”
GTM Research 的高级分析师 Shyam Mehta 表示：“如果银行认为某项组件技术存在财务不稳定或技术风险，它们就不会为该技术提供资金。” 他说，Solyndra 必须在两方面都证明自己。“他们拥有一项具有潜在前景的技术。... 但在追赶行业领导者方面，他们还有很多工作要做。Solyndra 在这方面并非个例，”Mehta 补充道。“我不是在单独挑剔他们。这是一个绊脚石，我们可能会看到许多竞争对手倒下。”
美国过去曾推出过成功者
政府对清洁能源技术的高调投资失败，可能会让那些批评联邦政府干预经济以及共和党要求削减联邦开支的人更有理由。
这是一个古老的争论。美国商业史学家指出，在过去的半个世纪里，联邦政府对太空计划、癌症研究、军用飞机和当今互联网前身等领域的资助，都为美国公司创造了变革性的优势。
这些努力支持了新领域的技术创新。然而，新兴的太阳能公司必须从现有且政治势力强大的煤炭、天然气和核能供应商手中抢夺生意才能站稳脚跟，而此时美国电力需求的整体增长仍然受到经济不景气的拖累。 太阳能的理由基于以下主张：美国必须转向低碳或无碳能源生产，以应对气候威胁——这一前提在共和党和民主党领导层之间存在严重分歧。
传统基金会报告的作者之一 David Kreutzer 说：“你可以提出无数我们没有为自己投保的可怕情景，这些情景与气候威胁情景一样值得关注。仅仅因为你可以想象一个高成本的情景，并不意味着要购买任意大的保险。”
能源部去年关于太阳能未来研讨会的报告草案指出，初步分析表明，如果到 2020 年太阳能的安装系统能够达到每瓦 1 美元的目标（目前成本的三分之一），那么美国太阳能发电总容量可能会上升到全国总量的 5%。 该草案断言，到 2030 年，这一数字可能会增长到 14%，这一水平只需对电力传输和存储进行“最少”的额外投资即可实现，同时显著减少发电厂的二氧化碳排放量。
Rooney 表示，实现这些目标的最可靠方法是美国设定不断上涨的气候排放价格，或者制定“上网”电价，补贴可再生能源的扩张，就像德国和加拿大安大略省所做的那样。 他说，增加产量将继续压低价格，减少补贴的需求。 他说：“我相信在五到七年内，美国将重新夺回技术主导地位，我们将收回相当数量的制造业岗位。” 然后，美国可以让市场选择赢家，他说。
处于“无人区”的起点
美国行业领导者表示，主要的国际障碍是，世界范围内的太阳能“市场”绝非自由市场。 美国太阳能公司必须在一个由各国政府奉行明确的科学和商业领导地位战略的国际舞台上生存。
美国国家研究委员会小组去年指出，中国在 2008 年成为世界最大的光伏面板生产国，占全球出货量的三分之一，并将可再生能源的发展列为国家安全优先事项，并为并网太阳能发电厂提供 50% 的补贴。该报告补充说，在未来二十年内，中国可能主导“正在成为 21 世纪最关键行业之一”的可再生能源行业。
Rooney 说：“在下一代产品进行大规模高科技投资的时代，令我震惊的是，我们既没有在技术上也没有在制造业上占据制高点。” 他说，美国“正处在无人区”。
美国国家研究委员会小组去年的报告侧重于巴西、中国、印度、日本、俄罗斯和新加坡的技术战略。 虽然美国的模式仍然领先，但该报告提出了一个问题，即传统的美国模式——由自上而下的政府资助研究支持和由创业型私营部门进行商业开发——是否能够战胜更具针对性的国家计划。
报告《六国的科技战略——对美国的影响》的作者表示，创建一个新的美国方法“对于一个从未制定过全面国家科技[科学和技术]战略的分散式民主政府来说，是一项艰巨的任务。”
SolarReserve 的 Smith 说：“可再生能源是一个全球市场。我们正在与其他国家的其他市场竞争，这些国家中的大多数都制定了关于可再生能源的长期国家目标。”“我们没有。”
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