近两年太阳能光伏非常火，作为一个太阳能领域的小白自以为新能源前景无限，未来20年一定是太阳能的天下！于是经过一番研究，在2021年5月份，买入福莱特玻璃，至今半年有余。作为一个伪价值投资者，现阶段我并不纠结于何时买入或卖出，但出于对行业的不了解，心里总还是不踏实，于是决定买来几本书学习一下，现把这本Varun Sivaram所著，2020年出版的《驯服太阳》学习内容按照我自己的思路做一个梳理总结，欢迎志同道合的朋友一起交流讨论。

　　大约3000多年前，从我们中国华体会体育人利用阳燧来聚光来生火开始，就开始有意识的运用太阳带给我们的能量，到公元前7世纪，中国人开创了太阳能建筑的先河，公元前5世纪，苏格拉底在希腊发表了关于利用太阳能的演讲，公元前1世纪，罗马人发明了一种名为阳光充足的房间的玻璃房，可以将温室效应应用于公共浴室。

　　公元1世纪，亚历山大的希罗建造了一个太阳能虹吸管，利用加热的空气使水从一个空间流到另一个空间进而做机械功。达芬奇也曾设计过一个6.4km长的镜子用来加热工厂的锅炉（已经开始建造，但是一直未完成）。

　　到了1874年，法国数学教授古斯丁建造了世界上第一台太阳能发动机，然后在1879年发现了将太阳辐射转化为电能的方法。而且，他利用这种电流分解出了水中的氢和氧，把氢作为燃料存储起来，由此成功激发了太阳能的现代应用。

　　1904年就已经能够实现太阳能装置存储热水，实现了发动机24小时不间断供电，并已实际应用。随后，太阳能热水器就在加利福尼亚州大量涌现，1977年该州60%的游泳池已由太阳能供热，1979年，卡特总统在白宫屋顶上安装了太阳能热水系统。到1986年，以色列已经有60%的人口在使用太阳能热水器。到2016年，如果德国所有太阳能光伏板满负荷生产，那么太阳能可以供应德国1/4的电力！

　　人类对于太阳能的利用确实取得了飞速的发展，然而在太阳能发展的历程当中，由于油价的波动，各国政府的政策等因素的影响，大资本（包括像美孚、壳牌等大型能源公司）在太阳能进行过多轮的巨额投资，使太阳能得到了脉冲式发展，而不同阶段都出现过雄霸一方的太阳能巨头，而现如今，他们早已在行业大起大落的浪潮中不复存在。

　　所以我想说的是，现在很“火”的太阳能早就不是什么新鲜事儿，在过去已经“火”过很多轮了，这次的“火”是不是有本质的不同？

　　我们这两年听的比较多的“光伏”其实是属于太阳能的一种，太阳能发电可以简单的概括为两大类：一种是集中式发电，利用太阳能存储热水，然后通过电网输送到各地进行供电（1904年就已经实际应用）；另一种就是通过太阳能光伏板直接把光转化为电流。太阳能光伏基本上与太阳能集中式发电平行发展。

　　太阳能光伏发电最早始于1839年，法国一位物理学家发现光伏效应。40年后的英国工程师发现硒材料可以在光照下导电，到1884年美国发明家第一次用硒制造出第一块太阳能电池板，并安装在纽约城市的屋顶。直到20世纪80年代，硅太阳能电池板出现，并一直延续至今，美国，日本和德国的太阳能都曾爆炸式发展，到2010年德国占据了全球一半的太阳能市场。

　　但中国绝对是后起之秀，从2005年开始，大量中国生产的低价太阳能电池板对世界发起了冲击（导致很多国外公司亏损倒闭），到2010年，中国生产的太阳能电池板占世界总产量的一半，到2016年，中国的太阳能电池板销量占全球总销量的一半，超过80%的太阳能发电都集中在亚洲，大部分集中在中国，2016年之前的20年，全球光伏年产量以每年40%的速度增长。

　　这个增速还要归功于硅电池板的发现。70年代，澳大利亚的“光伏之父”成功开发出高效的硅太阳能电池，为现代硅太阳能电池板的发展奠定了基础，他的学生们带着这项技术来到中国创建太阳能公司，由此开始接管全球的太阳能产业。在接下来的几十年里硅技术逐渐成熟，到21世纪初，硅太阳能电池的效率提高到了25%以上。

　　正是由于硅电池板的发现，叠加中国太阳能市场快速增长带来的规模效益，整个价值链的成本迅速下降，太阳能电力价格也越来越便宜。20世纪50年代，每1瓦太阳能电池的生产成本是286美元！而到2017年底，沙特阿拉伯王国以1.79美分每千瓦的价格夺得最廉价太阳能的桂冠。

　　根据彭博社的预测，到2040年，光伏发电的成本将下降2/3，太阳能发电将占总发电量的17%，太阳能的增长超过1500%，其中超过40%的增长发生在中国和印度。

　　为了避免全球灾难性的气候变化，最合理的方法是到21世纪中叶，2050年，太阳能至少提供全球1/3的电力能源（而今天只有2%）。

　　到此，爆发式增长的太阳能，伴随着成本的急剧下降，这些表面上来看非常振奋人心！但如果不加大创新力度，这种飞速发展绝不是一件好事，大概率会像上个世纪70年代兴起的核能一样，最后一地鸡毛。

　　洛杉矶某电力公司负责人说：在电网中加入可再生能源就像“一边飞行一边修理波音747的发动机”一样疯狂。

　　太阳能最大的缺点就是不稳定，如果天气晴朗，每天发电的高峰是中午前后，而恰好这个时段的电需求量并不大，而需求量最大的晚间，却没有太阳能供应。如果连续几天天气不好，后果可想而知。所以太阳能供电量是波动起伏的，而太阳能占总电量的比重越高，这种波动就越大，太阳能带给整个电网的冲击也就越大。

　　理想的解决方案是，多余的电量可以以其他能量的形式进行存储，比如热能、电解水以储存氢能，然后在晚间需要电量的时候再释放，然而这个转化技术并不成熟，效率低，而且成本极其高昂。

　　所以，我们不得不准备传统的供电方式以确保在太阳能供给不足时能及时的补充供电量。所以这种情况就变成了，中午时分太阳强烈，供电量过大给电网造成压力（电压过高），晚上太阳能供电不足，需要重启传统供电设备，这种频繁的关闭和启动带来的成本并不亚于长期供电成本。而这种情况随着太阳能占比的提高越发明显（鸭形曲线），成本也就越高。这种情况被称为太阳能价值的通缩。尽管太阳能越来越便宜，当太阳能占比达到一定比例时，其价值的下降速度比成本的下降速度还要快，发展就会停滞甚至倒退。

　　由于产能过剩和经济衰退补贴减少，在太阳能光伏发电份额最大的五个国家中，有四个国家（意大利、希腊、德国和西班牙）在太阳能光伏发电份额达到5%-10%后，就已经开始停止了（如下图），德国太阳能发电2020年目标下降了90%，西班牙这个曾经在供电结构中太阳能比例最高的国家，也消减了一半的激励措施。

　　要防止太阳能未来发生价值通缩，就必须打破现有的瓶颈，当然，这需要技术创新，而技术创新又是一个漫长的过程，必须提前十年甚至数十年的布局，至少要保证太阳能供电占比达到一定数量（价值通缩发生）之前完成瓶颈突破，然而这需要巨额的前期投资。

　　2016年，在太阳能领域获得的投资是1160亿美元，致使当年太阳能装机容量超过70吉瓦（同比增长20%），根据《彭博新能源财经》的数据显示，到2040年，要想全球变暖限制在2摄氏度，太阳能行业还需要2.5万亿美元的额外投资，而太阳能领域的投资往往周期长，流动性差，机构投资者大多不愿意投。

　　而行业本身对研发的投入占比也很小。在太阳能产业的前身半导体行业，英特尔和其他大公司通常20%的收入用于研发，在太阳能领域，像第一太阳能公司这样的美国公司用于研发的比例仅在4%-7%之间，而中国公司只有1%左右（时间是2019年，近两年应该有所增长），而且投入仍是以改进硅技术为主要目标，并且大多数公司并不期望看到技术的颠覆和革新（因为公司的生产线和设备都是非常昂贵的），而是倾向于通过纵向或横向整合来获得更好的市场地位。

　　锁定经济理论解释说，现有的，占主动地位的技术相对于新兴的技术具有更大的优势。即使这些新技术有可能在规模化生产后成本更低，效益更好，但他们可能会在一个偏爱的先行技术的自由市场中陷入困境，也许这种锁定正在发生。尤其近些年太阳能发电的成本降低，更多的是因为规模效益而非技术创新，这种缺乏创新的局面如果不改变，将会带来灾难。

　　因此，面对技术问题和融资问题两个方面，Varun Sivaram认为需要做三个方面的创新：

　　1、金融创新，为太阳能的发展提供更为通畅的融资渠道。比如养老基金和保险基金投资，大型能源公司调整商业模式以引导投资者，公共政策引流等等，感兴趣的朋友可以看原著，这里不具体介绍。

　　2、技术创新，以更低的成本利用太阳能，并将其进行存储以满足全天的供电需求。

　　如今，硅技术主导着商业太阳能光伏市场，但世界各地学术实验室的研究人员正在研究未来的太阳能光伏材料，并取得了重要进展，如钙钛矿材料，它可以制造出更廉价、高效的太阳能涂层，并且可以像报纸一样从打印机上脱模印制。甚至还有更激进的创想和材料处于设计阶段。由于新技术进入市场面临着技术锁定的阻碍，因此可以在现有技术基础上叠加钙钛矿材料逐步进入市场。

　　同时，把太阳能存储起来备用非常具有实际意义。将太阳能以热能的形式存储技术不断提升，能够储存的极限温度不断在提高，同时，将阳光转化为方便存储的可燃能源方面也取得进展，如人工叶片技术已经超越了自然植物的光合作用，能够产生未来可能取代石油的燃料（氢）。

　　3、系统创新，包括实体基础设施，重新设计电网和相关系统，经济市场及政府政策等。

　　使用超级电网和局部电网配合，超级电网遍布全球各地，持续接受太阳光照，而局部电网则更为灵活可控，防止自然灾害带来负面影响。通过使用智能电网分散发电技术来分配太阳能的不均衡性，让电网更智能。

　　另一方面，将电力系统与其他部门连接起来，如运输、供热、海水淡化或农业，来吸收多余的太阳能，利用储能技术补充太阳能的不足，以抵消太阳能的波动。

　　读完这本书，对于太阳能的发展似乎有了点谱儿，至少对于我这个小白来讲，我不再像以前那样盲目的坚定了。虽然它不能给我提供买点和卖点，但至少丰富了我关于这个行业的知识，就当拓宽自己能力圈的一小步。欢迎感兴趣的朋友一起交流讨论！