太陽能的陽光日 - 彭博社

約翰·奧唐奈在30年前開始考慮拯救世界。在他第一份工作中，1970年代末，他在普林斯頓大學著名的等離子體物理實驗室工作，致力於利用核聚變——為太陽提供能量的核反應。“當時的感覺是，如果成功了，它將改變世界，”奧唐奈回憶道。

但這並沒有成功。奧唐奈繼續前行。多年來，他創辦了製造超級計算機和半導體的公司。他過着行李箱生活，為他的公司籌集了數千萬資金，並育有三個孩子。但當他位於加利福尼亞州坎貝爾的芯片製造公司在去年被出售並將運營遷至上海時，剛剛離婚的奧唐奈從過山車上跳了下來。“我告訴自己：‘我有一年的時間來弄清楚是否有我可以做的事情是有用的，’”他説。

他確信自己找到了那個東西。這個想法是減緩全球變暖並解決地球的能源問題，不是通過等離子體、風車或“清潔”煤煙，而是通過鏡子。確切地説，是數英里的鏡子，將陽光聚焦到管道上，以加熱水來驅動龐大的蒸汽渦輪。這種所謂的太陽能熱法意味着不會產生導致全球變暖的排放。沒有放射性廢物的擔憂。也不需要煤電，因為煤電面臨越來越嚴厲的審查。如果像雪佛蘭Volt這樣的插電式混合動力車開始取代汽油車，甚至不需要太多石油。“我希望人們能意識到有解決方案——而且這甚至不意味着提高他們的電費，”他説。

一個幻想？也許。大問題不是太陽能熱電廠是否有效，而是電力的成本將是多少。目前，現有的鏡子和蒸汽渦輪系統的價格大約是更為熟悉的光伏（PV）面板的一半，後者使用半導體薄片將陽光轉化為電力。但這仍然幾乎是新煤電廠價格的兩倍。奧唐奈相信，他從澳大利亞的默默無聞中提取的技術將會更便宜——儘管他必須證明這一點。而假設他的電廠得以建成，從沙漠向城市傳輸電力將是一個挑戰。“大型太陽能是一個夢想，”美國電力公司（AEP ）的首席執行官邁克爾·G·莫里斯説，該公司是全國最大的煤炭用户。“土地在那裏嗎？是的。現在可行嗎？我認為不行。”

哥斯拉飛行員

即使是他的粉絲，有時也會覺得奧唐奈的熱情宣言極端。“他的熱情和對這一點的瘋狂承諾幾乎是瘋狂的，”支持太陽能熱電的保護組織大峽谷信託的空氣和能源主任羅傑·克拉克説。然而，奧唐奈已經比他自己想象的還要快地行動了。他和他的澳大利亞同事們 concocted 的一個自稱“瘋狂計劃”，旨在一開始就將世界的太陽能產量翻倍，贏得了硅谷兩位最著名的風險投資家的支持，克萊納·珀金斯·考菲爾德與拜爾斯的雷·萊恩和太陽微系統公司的聯合創始人維諾德·科斯拉（JAVA ）。萊恩和科斯拉反過來又異常積極地向州長和公用事業公司推銷這種方法。

他們投資了4700萬美元的公司，Ausra Inc.，在澳大利亞運行着一個名為“哥斯拉”的試點項目，因為它噴出的蒸汽。9月底，Ausra、太平洋煤氣與電力公司（PCG ）和佛羅里達電力與光明公司（FPL ）宣佈承諾提供1000兆瓦的太陽能--相當於一座核電站。具體細節仍在談判中。但目前的計劃是首先在佛羅里達州啓動一個10兆瓦的示範電廠，然後擴展到300兆瓦。與PG&E合作，Ausra預計將啓動一個175兆瓦的電廠。這些設施可能在2010年儘早準備好投入使用。主要吸引力在於：Ausra相信它已經解決了太陽能之前面臨的最大問題--其高成本。“我覺得Ausra吸引人的地方在於，它採用了過去使用的方法並降低了價格，使其變得便宜，”PG&E首席執行官彼得·A·達比説。“這風險更低且環保。我對這項技術非常熱衷。”

在這些電廠建成之前，奧唐奈希望能夠實現五倍的產能。“這不僅是最好的可再生技術，而且是一個真正可以擴展的技術，無論是在這裏還是在印度和中國等發展中國家，”科斯拉説。

一個沒有發電廠經驗的半導體高管在澳大利亞偶然發現一個可負擔的全球變暖和世界能源需求的解決方案，這讓人難以置信。“這是一個不太可能的故事，”風險投資家萊恩説。但奧唐奈堅持認為，焦點不應該放在他身上，而應該放在澳大利亞科學家大衞·米爾斯身上，他為開發這項技術辛勤工作了多年，以及他的競爭對手們。

確實，O’Donnell的公司只是眾多競爭者中的一個，他們在利用太陽能熱技術提供無排放能源的競賽中。西班牙的清潔能源巨頭Abengoa Bioenergy和Acciona已經在西班牙、阿爾及利亞和美國啓動了項目。以色列的Solel Solar Systems與PG&E簽訂合同，計劃從未來的電廠提供553兆瓦的電力。位於加利福尼亞州奧克蘭的BrightSource Energy重新聚集了一些在1980年代在莫哈維沙漠建造九個太陽能電廠的先驅。“與Ausra、西班牙公司和以色列相比，太陽能領域變得非常競爭激烈，”加利福尼亞公共事業委員會主席Michael R. Peevey説。

10美分解決方案

隨着公用事業公司爭相滿足25個州及哥倫比亞特區的綠色電力要求，分析師表示，許多公司都有機會。最終，能夠以最低價格提供可靠電力的技術將會勝出。如果它們能以接近今天新建煤炭或天然氣電廠的價格提供電力，那將是一個巨大的成功。關鍵數字是每千瓦時10美分或更低。“如果我們能在太陽能電廠的生命週期內鎖定10美分的價格，那將是一個明確的贏家，”奧斯丁能源的高級戰略工程師Mark Kapner説。

關於哪種競爭的太陽能熱方法能夠達到這個目標，以及這是否迫在眉睫或需要5到10年，存在激烈的辯論。Ausra獨特的主張是，它的簡單技術已經將成本降低到關鍵的10美分，即使考慮到投資者要求的額外風險溢價。“他們已經消除了很多成本，”佛羅里達電力與光明公司的首席執行官Lewis Hay III解釋説。競爭對手承認，他們在使自己的方法變得像Ausra所聲稱的那樣便宜方面至少落後幾年，儘管大多數專家一致認為這種成本降低將會發生。“似乎有一條通往非常低成本集中太陽能發電的道路，”Navigant Consulting Inc.的Andrew Kinross説。“這個機會終於開始紮根。”

當華盛頓使二氧化碳排放變得更加昂貴時，機會將會更大，這是全球努力減緩氣候變化的一部分。“每個人都認為碳成本的增加即將到來，”NRG Energy Inc.（NRG）的首席執行官大衞·克雷恩説，這是一家位於新澤西州普林斯頓的電力公司。這將使煤電的成本上漲20%或更多。

身高六英尺兩寸，擁有終身騎自行車的瘦削身材，奧唐奈是他能源解決方案的急躁和四處奔走的倡導者。“他顯然是在推廣自己的公司，但他也是統一投資於無碳發電的主要聲音之一，”科羅拉多州州長能源辦公室主任湯姆·普蘭特説。“我到處都能看到他。”奧唐奈可以在州長或參議員的辦公室找到，或者告訴一個堅定保守的內華達州農村縣委員，不是關於全球變暖的威脅，而是關於太陽能發電廠將提供的所有好工作。官方身份是奧斯拉的執行副總裁，“約翰一直是傳播者，”萊恩説。奧唐奈上了飛行課，以便能駕駛自己的飛機前往公司偏遠的發電廠。“約翰和我乘坐小型派珀飛機飛往內華達州東部，”內華達州保護聯盟執行董事斯科特·拉特利奇回憶道。“這是我經歷過的最可怕和最令人興奮的飛行之一。”

時刻保持連接

我第一次見到約翰是在35年前。我們在耶魯大學的二年級時共享一個套房。我知道他聰明而痛苦，還有一點書呆子式的惡作劇一面。（當我告訴VC萊恩關於大學的聯繫時，他説：“你是怎麼忍受的？約翰時刻保持連接。”）之後我與他失去了聯繫，直到2001年我們才再次相遇。從那時起，我觀察了他進入太陽能領域的過程。起初，我持懷疑態度。（“是的，沒錯。你要建造價值數十億美元的發電廠來拯救我們免受氣候變化的影響。”）隨着願景開始變為現實，配備技術、高能量的名人支持者和主要公用事業客户，我的興趣逐漸增長。

對於奧唐奈來説，這段旅程始於2005年夏天，當時他聽到了諾貝爾獎得主史蒂文·朱的演講，朱是勞倫斯伯克利國家實驗室的主任。“朱説你聽到的關於氣候變化的一切都是錯誤的。情況比人們知道的要糟糕得多——每個工程師都應該為此而努力，”奧唐奈回憶道。接下來的四月，他離開了自己創辦的視頻處理芯片公司Equator，帶着大約一年的薪水，得到了機會。

他參加會議，閲讀科學論文，與研究人員交談，並逐漸相信朱是對的。然而，避免現在熟知的全球變暖危害——洪水、猛烈的風暴和饑荒——需要幾乎難以想象的改變。根據氣候變化政府間專門委員會（IPCC）的最新報告，這意味着在40年內將二氧化碳排放量削減高達80%。

奧唐奈迅速拒絕了幾乎所有提出的替代方案。他得出結論，所謂的清潔煤的使用需要捕獲和儲存碳，這既昂貴又不切實際。通常的綠色寵兒，風力渦輪機和太陽能電池板，效果也不理想。當下午的陽光炙烤時，人們開啓空調，微風通常會消失。“在高峯時段，風力無法依賴，”PG&E的能源採購副總裁方萬説。因此，它只能滿足15%到20%的電力需求。

太陽能光伏板也無法產生太大影響，因為它們太昂貴。“太陽能光伏是一個不錯的生意，但與氣候無關，”奧唐奈説。

他並不掩飾對綠色陣營中許多人的蔑視。“環境界的很多人表現得好像他們不會算數，”他抱怨道。“如果我們真的對此認真，我們必須有一個足夠大的方案，成本合理，並且能夠為美國和歐洲供電——同時也能送往中國和印度。”

到去年春天，奧唐奈得出結論，唯一可行的方法是集中太陽能熱技術，用數英畝的鏡子覆蓋地面，產生蒸汽來驅動渦輪機。這項技術是以色列公司Luz Corp.在1980年代用於在莫哈維沙漠建造九個發電站的。這些發電廠使用拋物線形的鏡槽，將陽光聚焦在每個槽中的油管上。然後，油加熱水以產生蒸汽。這些發電廠仍在運行，以極高的可靠性發電354兆瓦，但成本從未降到能讓公用事業公司印象深刻的水平。

與此同時，西班牙的Acciona正在內華達沙漠建造一個更新版的64兆瓦發電站。拋物線槽工作得很好。但鏡子等部件必須非常精確，這使得它們的製造變得困難且昂貴。莫哈維的原始系列發電廠將成本從每千瓦時28美分降至16美分，而較新的發電廠則便宜一兩美分。但奧唐奈決心從10美分開始，並從那裏降低成本。

那麼有沒有更好且成本更低的方案呢？

“它有效”

奧唐奈在2006年5月的一個工程協會會議上翻閲一本科學期刊時偶然發現了答案。悉尼大學教授大衞·米爾斯的一篇論文描述了一種幾乎平坦的鏡子陣列，將陽光聚焦在由支柱支撐的固定管道上（圖示）。這種鏡子比拋物線槽更容易和便宜製造，並且可以製造得足夠堅固以抵禦佛羅里達的颶風。而且，米爾斯並沒有使用槽中的油管，這會消耗能量來泵送油，而是利用太陽的熱量直接將水轉化為蒸汽。“這讓我大為震驚。我想：‘哇，米爾斯要麼是天才，要麼是瘋子，’”奧唐奈回憶道。“如果它在學習曲線的初期就能與煤炭競爭，那將改變世界。”

他學得越多，就越感興趣。米爾斯已經在太陽能技術上工作了三十年。2002年，他與當地商人彼得·勒利弗建立了合作關係，後者一直在製造牧場主用來提升和運輸羊的升降門車輛。

在一個租來的車庫裏，勒利弗將第一個鏡子的部件組裝在一起。他的團隊幾乎無法在車庫的柱子之間將其推出。但它成功了。“那個第一個鏡子聚焦得很好，”勒利弗説。“它能燒掉你手背上的汗毛。”他們以微薄的資金在新南威爾士州利德爾煤電廠旁邊組裝了60個鏡子，形成一個1兆瓦的陣列。當他們打開開關時，蒸汽噴湧而出。“大家都驚訝於它第一次就成功了，”米爾斯説。

奧唐奈在2006年5月給米爾斯發了一封電子郵件。“我告訴約翰大致上讓他走開，”米爾斯説。“但他非常堅持。”9月，奧唐奈飛往澳大利亞，在那裏他遇到了更多的懷疑。“我們説，你必須給我們一個荒謬的金額，因為我們處於一個非常好的位置，”勒利弗説。

奧唐奈的資金並不雄厚，但他有良好的聯繫人。他一直在幫助維諾德·科斯拉評估太陽能公司。他告訴科斯拉，澳大利亞的方法是最好的。他和勒利弗匆忙寫了一份計劃，打算建設2吉瓦（2000兆瓦）的發電廠，翻倍全球太陽能發電的產量，“作為我們的開場表演，”奧唐奈説。在10月初，米爾斯和勒利弗訪問了加利福尼亞。“我不知道維諾德·科斯拉是誰，所以我完全沒有恐懼，”勒利弗回憶道。六天後，奧唐奈、澳大利亞人和風險投資家達成了最終4700萬美元投資的條款。

Khosla 仍然有疑問。“我們知道它會有效，但成本是多少，性能水平又如何？”Khosla 説。“玻璃會在 15 年後分層，還是管道上的塗層會退化？”Khosla 支付給工程公司 Black & Veatch Corp. 以研究在澳大利亞的陣列。“風險投資花這麼多在盡職調查上是非常不典型的，”Khosla 説。PG&E 也派出了工程師。結果很好。

新公司 Ausra 在加利福尼亞州的帕洛阿爾託找到了空間。Mills 和 Le Lièvre 徹底改變了他們的生活並搬到了附近。（Le Lièvre 騎着一種通過划船動作推動的自行車上班——這是他普拉提教練妻子推薦的全身鍛鍊。）O’Donnell 聘請了兩位在智利、印度和薩爾瓦多建造發電廠方面有經驗的公用事業高管。

當我和 O’Donnell 騎着他的卧式雙人自行車在帕洛阿爾託周圍騎行時，他對自己組建的團隊充滿熱情。“能來這裏工作是我一生中最大的特權，”他説。“我們有願景，能夠與更大問題相連接，擁有基礎科學、商業團隊和財務團隊。”

然而，從一個有前景的技術到建造一個 4 億美元的 100 兆瓦電廠是一個巨大的飛躍。第一步是與公用事業公司簽訂合同，以固定價格提供電力——所謂的購電協議——Ausra 希望很快與 PG&E 和 FP&L 宣佈。但這很棘手。如果太陽能電廠出價過低而無法以該價格交付，投資者將會遭受損失。

因此，投資銀行家們非常謹慎。Acciona 在內華達州建設其 64 兆瓦太陽能電廠時面臨許多障礙，但最終能夠獲得融資，因為基本的拋物線槽技術已經得到驗證。“風險問題非常真實。如果類似的工廠沒有運營 20 年，他們會遇到更大的困難，”長期行業顧問 Frederick H. Morse 解釋道，他現在是 Abengoa 的高級顧問。

作為一家擁有新技術的初創公司，Ausra面臨更大的財務挑戰。煤電廠的建設者能夠依靠80%到90%的債務，利率為5.5%到6%。他們的股權投資者期望約11%的股本回報。這使得平均資本成本約為7%。但由於沒有人建造過大型太陽能電廠，投資者要求風險溢價。O’Donnell的股權投資者希望獲得更高的20%的回報率。此外，他只能獲得50%的債務，利率為7.5%。因此，Ausra首批電廠的整體資本成本為12%。

因此，希望是前幾座大型電廠能向投資者展示風險較低，從而使未來的資本成本下降。這將使Ausra能夠將價格降低到當前的10.4美分以下。“一旦人們建造一兩個單位，財務風險溢價就會消失，”新墨西哥公用事業PNM的高級副總裁Jim Ferland解釋道。

這種不確定性並沒有阻止投資者。金融界有一種感覺，風能和乙醇的繁榮已經結束。下一個是什麼？看起來是太陽能。“太陽能項目的交易量顯著增加，”華盛頓的Chadbourne & Parke合夥人Keith Martin説。“這是我們這裏增長最快的融資領域。”

這一趨勢對Ausra有利。在九月中旬，該公司聘請了來自Calpine Corp.的資深公用事業高管Robert E. Fishman擔任首席執行官，解放了O’Donnell全職擔任傳播者。Ausra還在亞利桑那州、科羅拉多州和內華達州忙於洽談交易。“他們顯然相信有技術解決方案可以應對我們的能源挑戰，而他們正在開發這些解決方案，而華盛頓的大多數人則在爭論，”能源與自然資源委員會主席、曾與O’Donnell和Khosla會面的參議員Jeff Bingaman（民主黨-新墨西哥州）説。

奧斯拉的大型太陽能競爭對手錶示，該公司正處於危險之中。當奧斯拉建造其第一座工廠時，懷疑者預測，它將面臨工程挑戰，這將提高價格。“他們提出的價格非常低，”摩爾斯説。“但如果他們是對的，如果它是可融資的，並且如果它在30年內可靠運行並滿足公用事業的需求，那將是一個巨大的成功。選擇與他們合作的公用事業公司將看起來像天才，而你為報道他們也會顯得很聰明。”

基本物理學表明，足夠的陽光照射在西南部的沙漠上，可以多次提供美國所需的所有電力——只要有足夠的鏡子。但奧唐奈已經在考慮下一步——走向全球。他認為，歐洲可以從摩洛哥的大型太陽能工廠獲得所有電力。他甚至有一個狡猾的中國計劃。“坦率地説，該公司的最初目標是啓動一場軍備競賽，讓我們在美國領先，然後中國決定參與其中，”他説。“如果他們抄襲我們，那也沒關係！沒關係！”

這種評論讓他的同事們翻了個白眼。“約翰聽起來有點像個瘋狂的科學家，”萊恩説。“他的頭腦非常敏鋭，智商非常高，他只是不知道自己在説什麼。但他一年前談論的所有事情，現在我們都在説。我們需要他繼續推動這一進程。”

作者：約翰·凱里，亞當·阿斯頓