“旭日之國”建立和喪失其在太陽能領域的主導地位彰顯了可再生能源改變政治和國策是多么蒼白無力。

東京西南的渥美半島現(xiàn)在溫度為38°C：去年夏末，令人窒息的熱浪席卷了大半個日本。三井化學塑料公司經(jīng)營的新建發(fā)電廠的辦公室內(nèi)，電力告急。外面，215,000塊太陽能電池板正在將酷熱的陽光轉(zhuǎn)變成50兆瓦電力，用于本地電網(wǎng)?，F(xiàn)場架設了3臺118米高的風力渦輪機，還有六兆瓦的發(fā)電能力，以作為太陽能電池板的備份，在冬季使用。

三井化學工廠只是正在建設的數(shù)千個可再生電力裝置之一，因為日本面臨其連續(xù)第三個不使用核反應堆的夏季，而在之前，核電交付全國電力的約30%。在日本，人們將2011年3月11日的地震和東京電力公司福島第一核電站核電災難稱為“三幺幺”。輻射污染迫使100,000多人撤離，使數(shù)百萬人感到恐慌。

此外，它還給日本已經(jīng)不堪一擊的制造行業(yè)帶來巨大沖擊，而制造業(yè)是國家第二大雇主，占全國經(jīng)濟的18%。

在地震當天，日本54個核反應堆中有11個關閉。一年后，日本的所有核反應堆都停用了，都必須升級到符合提高的安全標準，然后排隊等待檢驗。在我這個夏季訪問期間，日本還沒有核電，且只有積極節(jié)能燈一直亮著。同時，據(jù)日本經(jīng)濟、貿(mào)易和工業(yè)部統(tǒng)計（METI），日本使用太多進口化石燃料，導致家庭用電價格上升20%，商業(yè)用電上升30%。

但是，福島事件后的能源危機點燃了對國家可再生能源行業(yè)的希望，尤其是其太陽能業(yè)務。作為在2011年夏季離任前的最后一項舉措，首相菅直人制定了潛在利潤豐厚的上網(wǎng)電價，以刺激安裝太陽能、風能和其他形式的可再生能源。上網(wǎng)電價規(guī)定了公用事業(yè)必須采購該等來源電力的溢價。

政府獎勵促使三井化學最終原本采購用于建設汽車塑料廠（建不起來了，因為汽車制造商將制造業(yè)務遷移到海外）的土地?，F(xiàn)場已經(jīng)閑置了21年，直到三井化工組建財團，幫助融資1.80億美元投資太陽能光電板和風力渦輪機。因為出手快，三井化學及其六個合作伙伴取得2012年上網(wǎng)電價資格，承諾工業(yè)規(guī)模太陽能設施為每千瓦時電量為40日元（35美分），并持續(xù)20年。

曾擔任核電工程師且現(xiàn)在在運行三井化學能源和環(huán)境業(yè)務的ShinFukuda說，依照那個價格，財團可以在10年內(nèi)賺回投資，并從接下來至少十年從可再生設施中獲得實質(zhì)性利潤。

一夜之間，日本成為全球最火熱的太陽能市場：在福島淪陷之后不到兩年，全國的太陽能發(fā)電能力翻倍。根據(jù)METI統(tǒng)計，到2014年8月底，開發(fā)商已經(jīng)安裝了將近10吉瓦的可再生發(fā)電能力，包括9.6吉瓦太陽能。（福島第一核電站的核反應堆發(fā)電量為4.7吉瓦；全國總安裝發(fā)電量為約290吉瓦。）四分之三的新太陽能發(fā)電量為大型裝置，如三井化學。

然而，此太陽能發(fā)電量的爆棚對日本太陽能光電板制造商來說卻是喜憂參半，他們曾在20世紀80年代引擎太陽能設計并早在20世紀90年代就發(fā)起了全球太陽能行業(yè)。憂是因為安裝的數(shù)百萬太陽能光電板中大部分都是進口的，都是國外生產(chǎn)的。即便一些日本制造商，包括早期的市場領導新銳，都是購買國外生產(chǎn)的太陽能光電板，并在日本銷售。

日本這個曾經(jīng)的全球最先進的半導體生產(chǎn)商和使用該技術制造太陽能單元的先驅(qū)，如何放棄其太陽能行業(yè)是一個有關國家安全、壟斷電力和貨幣驅(qū)動政治故事。另外，這個故事給相信可再生技術優(yōu)勢將為國家轉(zhuǎn)變其能源習慣提供足夠激勵的人們上了重要的一課。

在21世紀00年代的大部分時期，太陽能行業(yè)的令人印象深刻的進步都被忽略了，因為國家強大的電力公用事業(yè)施加政治力量支持核電。而且，盡管消費者對太陽能的需求再次飆升并對核電產(chǎn)生了強烈的鄙視，這樣的事情還是會發(fā)生。在一個幾乎沒有化石燃料資源且有痛苦的福島災難泄漏記憶的國家會利用其技術知識奪回其作為領先的太陽能生產(chǎn)商的地位，還是會再次忽視可再生能源？

財富

太陽能方舟比三個足球場還要長，高37米以上，在子彈頭列車穿過日本中部時，可以從東海道新干線清楚看到。其結(jié)構被太陽能光電板覆蓋，就像是一個另一個時代（在這個時代，日本擁有太陽能行業(yè)）的能源神殿。三洋在2001年建成此方舟，布置了5,046塊太陽能光電板，可產(chǎn)生無污染發(fā)電量630千瓦。

造就此豐功偉績的時代自20世紀70年代的能源危機開始，當時全球石油價格達到巔峰，打擊了日本出口推動制造經(jīng)濟。國家利用其生產(chǎn)電子半導體芯片的主導地位，追求更加清潔、更加安全的替代太陽能電力。而且，與美國等其他國家不同，即便在20世紀80年代，油價下跌，其仍堅持太陽能開發(fā)計劃。在1985年到2007年之間，日本研究員申請的太陽能技術專利比美國和歐洲發(fā)明家加起來多兩倍多。夏普、三洋電機、松下和京瓷成為太陽能技術的明確領導者。20世紀90年代，日本生產(chǎn)商開始增加銷售和太陽能安裝。到2001年，日本的總太陽能發(fā)電量比十年前高500倍-在這十年期間，美國太陽能僅上升可憐的15%。

之后，它戛然而止，因為國家將其未來賭在核電上。

在福島第一核電站淪陷前，政府核電計劃雄心勃勃，他們原計劃到2030年再建設14個反應堆，將使核電發(fā)電量約加倍，占日本電力的50%。同時，在21世紀00年代中期，日本的太陽能銷售下降，且到2007年，日本生產(chǎn)商的全球市場領導者地位被美國、中國和歐洲制造商取代。就在幾年間，國家行業(yè)領導者的地位就成了昨日黃花。

令日本疏遠太陽能的原因混雜著認識、文化和政治。核電擁有強大的光滑，而基于間歇可再生動力的能源看似薄弱且不可靠–國家的政治電力公用事業(yè)吹捧的印象。盡管日本有大量地點是風電和太陽能電力的理想場地，電力公司說服公眾可選擇的能源有限。“我們真的天真的以為我們?nèi)狈Y源，日本必須依賴進口燃料”，東京日本可再生能源基金會的董事MikaOhbayashi說。

公用事業(yè)觀點披上了自我利益的色彩。日本的10家公用事業(yè)公司為（并保持）垂直壟斷。他們分別控制其各自地區(qū)的發(fā)電、輸電和配電，且其電網(wǎng)設計為從中央發(fā)電廠交付電力–包括大型核反應堆。從設計看，他們并未采用互聯(lián)這種有助于保障各種發(fā)電安全使用的手段。在大部分工業(yè)化國家，政府打破了電力市場壟斷，允許輸電網(wǎng)的運營商建設該等互聯(lián)，但是日本的公用事業(yè)反對這種自由化趨勢。兩個交流頻率將全國電力系統(tǒng)一分為二的遺留問題也是互聯(lián)復雜化。日本東部為50赫茲，而西部使用60赫茲電力–2011年福島災難后，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這是一個后果嚴重的障礙，當時東京電力不足，卻不能使用大阪多余的電力。

當被問到日本為什么不在其處于全球行業(yè)領導地位期間選擇積極推動太陽能，前任首相菅直人告訴我，這歸咎于國家公用事業(yè)：“原因非常明顯。電力公司想要推廣核電，提出反對”。

復興

蘆屋市是位于大阪與神戶之間，其海灣填海土地的一部分為一個400單元住宅開發(fā)，稱為智能城市鹽味-蘆屋（“鹽味蘆屋”）已成雛形，是松下子公司PanaHome創(chuàng)作的。在7月的一個星期天，已經(jīng)建成的所有50所房屋均安裝了太陽能光電板，以向本地電網(wǎng)輸送多余的電力，且PanaHome銷售員正在向有兒童的夫婦推銷這些房屋，賣點是家庭能源利益和抗振。

鹽味蘆屋是有雙重故事的家庭，包括地熱加熱和制冷及其他綠色設計特征，以最小化耗電量，同時高效的屋頂太陽能光電板最大化發(fā)電量。據(jù)PanaHome銷售員三和渡邊說，多余的電力可以使居民每年賺取約100,000日元（825美元）。渡邊吹捧說，還有一個特征是無價之寶，他說，在斷電時，如地震或臺風，家里還有電可用。她打開了樣板房餐廳的一個櫥柜，展示了鋰電池，它與廚房旁邊的能源管理系統(tǒng)一起工作，可以運行家里的空調(diào)/熱泵、一層照明和冰箱，可持續(xù)約2天。

松下的太陽能希望依托三洋研究員在20世紀90年代發(fā)明的技術，松下于四年前在公司兼并時收購此技術。此太陽能單元組合了傳統(tǒng)的晶體硅和薄膜非晶硅技術，太陽能轉(zhuǎn)化成電力的效率相對較高。此混合技術稱為HIT，與固有薄層結(jié)合，稱為公司太陽能戰(zhàn)略的中流砥柱。

新鄉(xiāng)岡本，一名材料科學家，在成為松下生態(tài)方案商業(yè)集團的太陽能研發(fā)主管前，一直在三洋電機工作，說太陽能光電板正在國內(nèi)銷售中賺取溢價，因為在相同的屋頂，它們產(chǎn)生的電力比目前市場主導更便宜的多晶板更多。假定在白天，日本每個家庭的平均耗電量為1,400千瓦時每年，他說，與使用普通太陽能系統(tǒng)的家庭相比，使用松下系統(tǒng)的家庭將多出52%的多余電力返回到電網(wǎng)。

日本居民電價昂貴，在2013年為24.33日元（20美分）每千瓦時，約為美國平均電價的兩倍。且鑒于電價“肯定會持續(xù)上漲”，岡本說，最有效的屋頂太陽能系統(tǒng)將具有很大的優(yōu)勢。7月，我們在位于東京東面的松下志賀工廠見面時，工廠鋼開始裝運期最新且最強大的太陽能光電板設計。使用效率為22.5%的單元的太陽能光電板的進步包括背面用于提高光吸收率的散射膜。組裝線每天24小時運行，以滿足國內(nèi)需求。

另外，管道也有進步。4月，岡本的小組生產(chǎn)了一種效率達到25.6%的太陽能硅單元，打破了保持了15年的25.0%的記錄。盡管此記錄是在實驗室通過原型設備得到的，岡本預計其小組將最終能夠生產(chǎn)出效率與晶體硅理論極限29%相差無幾的商業(yè)單元。

更新改造

在毀掉的福島第一核電站反應堆的海岸山脈和其污染的土地上，全球最先進的致力于可再生能源研發(fā)的機構正在崛起。位于郡山市福島縣商業(yè)中心的1億美元基地在4月開放，將之前日本分散的科學技術機構聚到一起。將此機構設立在此并非偶然，這是對災難地區(qū)人民的情感和經(jīng)濟承諾。

2011年3月的地震、海嘯和熔毀后，東京北面這個風景秀麗的縣仍是無人區(qū)。這次災難讓100,000多居民中多數(shù)人無家可歸，且再也不能回來了。重新安置輻射污染地區(qū)無住宅且無生計的群眾并非易事。福島的太陽能供電輻射監(jiān)視器表明，空氣是安全的，但是在東面100千米處，東京電力公司(TEPCO)仍在努力避免污染地下水和海洋。

郡山研發(fā)機構吹噓為最先進的結(jié)晶、切割和硅晶片成型實驗室，且其生產(chǎn)線每小時可以生產(chǎn)多達360個鏡片。外面在測試各種太陽能光電板及中等型號的風力渦輪機和較大型電網(wǎng)連接蓄電池。其最有雄心的計劃由日本最受歡迎的太陽能科學家之一的真琴.長井領導，他從東京科技所到郡山。其目標是提高硅單元的理論效率極限，在2016年達到30%，并在2021年達到40%。這是一個雄心勃勃的計劃，但是包括松下在內(nèi)的三家大型制造商已經(jīng)簽約了。

盡管還有一些其他研究員正在尋找比硅（占目前太陽能產(chǎn)量的90%）更加高效的替代材料，長井致力于自上而下重新設計硅單元。例如，他的一支團隊正在開發(fā)一種用于生產(chǎn)更高品質(zhì)硅錠。另一支團隊正在重新思考半導體結(jié)構成型方式，以將硅晶片轉(zhuǎn)換成單元；長井的計劃是蝕刻或構建僅幾納米的垂直結(jié)構，這要比硅晶片自身窄100,000倍。如果此仿真結(jié)果好，得到的更窄或窄壁將改變硅內(nèi)的電氣行為，從而提高其吸收光和收集光電荷的能力。

2011年6月，福島之前的原支持核能的縣長佐藤雄平宣布，福島以后將依賴可再生能源。社區(qū)活動家在全縣啟動了幾十個項目，且在2012年，它制定了到2020年，將目前可再生能源占其電源的22%提高到100%的目標。

但是，日本能源困境的殘酷現(xiàn)實為該等雄心裝飾可能以失敗告終。僅從上網(wǎng)電價角度預期，太陽能擴展不可能滿足全縣目標–或甚至是取代日本核電曾提供的電能。而且，政治和經(jīng)濟力量并不看好更強烈的擴大可再生能源的政策。

根據(jù)日本太陽能協(xié)會預測，一個東京貿(mào)易小組建議年太陽能安裝量將在今年達到峰值，卻也只有七吉瓦。該小組預測日本總安裝太陽能發(fā)電量將在2030年達到102吉瓦，只能滿足全國小部分電力需求。風電的中等部署將提供一些額外電力。但是，日本需要很多。盡管日本消費者和工業(yè)已經(jīng)自2011年起削減電力需求，通過增加進口天然氣、石油和煤炭的用量，彌補大部分核電公用事業(yè)。2012年，化石燃料占日本發(fā)電量的89%。因此，其總溫室氣體排放量比2010年高7%。

可再生電力的前景會更差。為了避免無法重啟核反應堆，公用事業(yè)正在建設新一代燃煤發(fā)電站。據(jù)大林統(tǒng)計，現(xiàn)在有約13吉瓦的新煤電發(fā)電廠正在開發(fā)。

同時，日本太陽能的成本相對較高，帶來原支持核電公用事業(yè)的人煽動反對可再生能源的威脅。“毫無疑問，現(xiàn)在的太陽能光電板發(fā)電是昂貴的”，Okamoto說，表達了個人而不是松下的觀點。他擔心為了給屋頂太陽能系統(tǒng)和三井化學這樣的發(fā)電廠融資，電費上漲會使納稅人會做出負面反應，：“如果我們繼續(xù)在當前成本水平擴大我們的業(yè)務，我們可能遭到反對。”

另外，喜歡核電的守舊政治家看似死灰復燃。民意調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)日本人反對重啟公用事業(yè)的閑置反應堆，首相安倍晉三發(fā)誓要重啟日本核監(jiān)管機構認為安全反應堆。7月，該機構向位于九州南島的兩個反應堆發(fā)布了第一份證明–然而在福島事件后，強制要求建設的現(xiàn)場外緊急控制中心尚未竣工，且反應堆與附近的活火山非常接近，非常危險。很快，將口服碘藥片分發(fā)給了反應堆的鄰居，且得到本地政府和核電廠所在薩摩川內(nèi)市的綠燈，預計前期啟動會很快開始。沒有核電站提供的工具、稅務和業(yè)務，該市經(jīng)濟陷入困境。

同時，公用事業(yè)延遲可再生開發(fā)接入電網(wǎng)或收取電網(wǎng)升級費用，導致可再生項目不可行。這些阻力對風電的打擊最大。實際上，自福島事件后，日本微薄的風力渦輪機市場在減緩。

10月，地震后，工人看著起重機吊起輻射保護罩的一部分，將之放在福島反應堆上。吊起蓋子后，自2011年起第一次露出里面建筑碎屑。

這個夏天，METI組建了一個委員會管理新能源政策的實施。一項議題：公用事業(yè)和政府最近為了限制繼續(xù)安裝太陽能做出的努力。Ohbayashi說METI變卦了，因為它對可再生能源的商業(yè)潛能及其可能對公用事業(yè)產(chǎn)生的影響做了錯誤判斷。Ohbayashi說“他們不認為太陽能光電板會呈爆炸式發(fā)展。”

日本政府已經(jīng)計劃輻射式檢修全國四分五裂的批發(fā)市場和電網(wǎng)，準備在以后，生產(chǎn)商享有交付電力的權利。在該情況下，可再生能源會繁榮發(fā)展。

但是，最重要的步驟還在后面幾年：迫使垂直集成公用事業(yè)“松綁”其發(fā)電和輸電業(yè)務。松綁對為生產(chǎn)商創(chuàng)造一個平臺、優(yōu)化系統(tǒng)以實時交付最便宜且最清潔的電力很重要。

重新設計電網(wǎng)以容納大量可再生能源流，如風能和太陽能，可能對日本來說是昂貴的辦法。但是，它的成本不一定比目前政府和公用事業(yè)正在夸夸其談的核電高。事故保險和升級以預防事故的成本可能使核電的成本翻倍。

如前任首相菅直人跟我說的，福島第一核電站的災難永遠改變了核電的經(jīng)濟學。“以前，都說核電能夠以非常低的成本供電，但是，現(xiàn)在我們知道了，這不正確”，他說，“計算時假定無事故會發(fā)生。現(xiàn)在，我們知道會發(fā)生事故。”