中國如何領導世界？（一）——以太陽能為引爆點的西部大開發 汪濤_風聞

原創 純科學 純科學 3天前

一、本系列文章簡介

     現在中美競爭成為熱點的國際國內問題，受到人們過多的關注。事實上，真正重要的是如何做好我們自己的事情。本系列文章初步計劃討論四個問題。首先是中國自己如何大力拓展經濟發展空間，再高速發展30年。二是如何建立以原創為主導的科技創新體制。三是中印關係問題。四是中美關係問題。這四個問題解決了，中國如何領導世界的問題就解決了一大半。這四個文章的次序，其實反映了我認為問題重要性的次序。中美關係對中國的未來並沒有人們想象的那麼重要，而且越來越無關緊要。只是因為美國過去的歷史地位，並且特別擅長搞輿論戰，因此過多地吸引了人們的注意力。關於這個我會在第四篇充分給予證明。與一般討論不同，本系列文章並非是宏觀的時事分析判斷，也不是對未來大致的預測，而是會給出詳細的戰略策略甚至詳細的具體戰術。

    第一篇是主要以太陽能的詳細技術研究和我的**《科學經濟學原理》為依據。這是一個僅僅政府收入的價值都至少300萬億人民幣**的研究報告，因為這個目標只要真能實現的話，它一定得值這個級別的價值才有可能。我們通過詳盡的研究提出了一整套以太陽能為引爆點，有效開發大西北及青海近400萬平方公里國土，通過將價格型土地財政轉換為數量型土地財政，從而將這一大塊國土的經濟潛力充分挖掘出來的宏大戰略。這個戰略相當於再造一個甚至兩個中國。如果經濟學理論不能告訴人們如何賺錢，這種理論是沒有任何意義和價值的，也不可能是真實的和科學的。反過來，如果是科學的經濟學理論，一定可以從中獲得如何賺錢的詳盡指導。

      第二篇是我對美國創新體系親身研究的系統總結。中國在過去基本建立了效率超高的跟隨型科技研究體系，並且形成了牢固的模仿和追隨型的科技思想。現在，我們需要做的不是模仿和學習其他國家的具體科技，而是要深入學習和模仿發達國家，尤其以美國硅谷為代表的**原創型科技體系和原創能力。我們永遠需要學習甚至模仿，但那些只會模仿具體知識和技術的行為，現在應當在中國受到人們的普遍鄙視和唾棄。後面兩篇將以我的《超越戰爭論》**的科學軍事理論為基礎，給出未來中國解決最主要威脅的詳細戰略戰術。所得出的科學結論是完全超出和徹底顛覆現有人們看法的。

   在中印關係上，我們以戰爭成本收益判決式為主要理論指導。提出以針對印度平時軍事供養成本為基礎的，可實現不戰而屈人之兵的系列戰略。

    在中美關係上，我們以戰策循環因果序列為主要理論指導。針對中美競爭關係中，美方最大的薄弱點，指出過去以打擊航母和隱身戰機等為主要對象發展軍事能力是非常必要的，但卻是遠遠不夠的。未來中國終極的勝算，應當從打擊對手的打擊能力，轉向打擊對手的恢復能力。以此全新的戰略為基礎，來發展中國未來的軍事能力和戰術手段。

   本系列文章有些內容在前幾天給商務部組織的中國企業國際市場安全問題講課時提到，但因時間關係未完全展開，藉此機會充分討論。另外，關於以太陽能進行西部大開發的問題，也是西南科技大學環境生態學家姚銀安教授給我的建議，在此對姚教授深表感謝。

二、中國現階段面臨的主要困境

    我們今天太多人過多地關注芯片和EUV光刻機，我也寫過很多文章談這個問題。但人們關注得太多了，EUV光刻機中國遲早（並且很快）會搞出來的，早一年晚一年沒多大關係。7nm和更小尺寸的芯片生產等問題會解決的，早一年晚一年也沒多大關係。真正能夠深刻理解中國國情的，就該明白迄今為止最重要最困難的還是三農問題。李總理不久前説過中國還有6億人月收入低於1000元人民幣，這6億人主要在農村。在過去40年，中國發展的空間是很大的。因為東部承接國外轉移的工業生產能力，需要大量勞動力，這使得過去從農村轉移出來的人口持續地可以找到工作，從而增加收入。但現在情況發生了根本性的變化。

    要實現農村人口收入最終實質性的較大幅度提升，僅靠在農村種糧食是肯定不行的。因此，中國很早就開始想通過第二次農村土地改革，以土地流轉將土地集中。只有進行集約化的大規模農業生產，極大幅度地減少從事農業生產的勞動力，其他勞動力轉移出去從事工業和服務業，才有可能使農村人口人均收入大幅度提升。但是，將土地集中進行集約化生產技術上沒問題，只是這需要更大規模地轉移剩下的幾億農業人口，這些人轉到哪裏去是一個很大的問題。

    中國工業生產早已經是全球第一，再繼續提升的空間不是沒有，但隨着各項成本的提升，國際貿易衝突的不斷增加，繼續大幅度開拓的空間越來越小。

    中國勞動力總量在2012年出現拐點，開始持續下降，當年勞動人口絕對數量下降345萬，此後每年都有幾百萬的下降。老齡化越來越加深，簡單的數量型人口紅利已經進入拐點。另一方面，2019年中國城市化率剛突破60%，農村還有5.5億人，其中如果不能繼續大量轉移出來，就很難繼續提升這些人口的收入水平。再者，中國人口總量2019年已經突破14億，人口總量與現有資源的矛盾已經突破極限點，並持續加重。使中國陷入多難的局面。不僅是左右為難，而且是上下前後左右都為難的狀態。

    中國現階段需要大力強化科技的突破，但當前以人工智能等為基礎的科技發展，一旦獲得大面積突破，會極大地減少對勞動力的需求。這使中國在提升科技水平與解決貧困，增加就業等目標上面臨兩難的局面。

    中國主要的耕地和人口主要集中在胡煥庸線以東地區，可是該地進一步的開發必然會佔用更多的土地。這使耕地、經濟發展與人口總量之間存在兩難局面。

    經濟發展與環境之間的矛盾越來越多。

    房地產要想大發展，很重要的依靠是房價上漲。但房價已經漲到現在這個水平了，進一步上漲不僅會使國內經濟要素成本上升太多，進一步降低投資的吸引力，本來現在美國就極力想把中國的工業生產給擠兑到國外去，房價進一步上漲真會把它大規模變現了。並且，這會使國內民眾生活水平和其他領域的消費潛力不斷受到壓縮。

    ……

    類似的兩難問題還有很多很多。

    中國拓展發展空間的努力是有的，一帶一路就是一個重要的大戰略，也取得越來越多的成就。但這個戰略也存在很多約束。因為是面向國際市場，其存在很多的不確定性，不完全能受我們的控制。在當前美國對中國競爭性和搗亂性的措施越來越多的時期，更是會讓這個戰略受到較多幹擾。

    例如，愛沙尼亞和芬蘭間的波羅的海隧道，這是當地很多國家的夢想工程，中國在2019年3月剛確定幫助投資興建這個項目，美國在當年8月份就開始公開介入。就在幾天前，愛沙尼亞公共行政部長雅克·埃普在給媒體一封電郵中表示：基於國家安全考慮，愛沙尼亞政府將否決由中國投資興建的海底隧道項目。美國政治新聞網站POLITICO迅速進行了報道，稱中國企業將失去這份合同。雖然這個項目最終未必會因此而終止，但肯定會導致很多工作無法正常順利地開展。如果工程進度人為地一拖再拖，建建停停，其經濟效益顯然就會大打折扣。

    類似這樣的事情遠不止一個兩個。本來中國以貸款、建設、工業生產、市場等全套方案支持發展中國家甚至發達國家的經濟發展，是非常有效的一條龍全套解決方案。但美國純粹以政治原因，用“債務陷阱”“環境破壞”等藉口攻擊中國的努力，並屢屢給中國相應的經濟項目造成嚴重干擾。況且，新冠疫情未來究竟如何發展現在還看不清楚，它已經極大地壓縮了國際市場的需求，對中國出口也造成很大不確定性。正因為這些客觀因素的存在，使2020年7月30日舉行的政治局會議上提出一個非常重大的宏觀戰略變化，就是提出了**“國內大循環”加“國際國內雙循環”**的新思路。

    問題是，當初提出“一帶一路”戰略的時候，就是因為傳統的出口市場和國內市場受限，才以此尋求新的發展空間。傳統的國內市場當然是有進一步開拓餘地，但在已經高速發展這麼多年的基礎上，如何去進一步大力開拓國內市場空間呢？這才是將“國內大循環”真正落到實處的關鍵所在。

    可以做這麼一個設想，胡煥庸線以東除了崇山峻嶺外，可開發的土地是中國主要的經濟地帶，如果具備這樣條件的國土面積再增長一倍，這會是什麼樣的結果？以此為基礎，如果我們説讓中國的經濟再高速發展30年，相信沒有任何人會懷疑。問題只是，哪裏來的這麼多可開發的國土呢？

    幸運的是，還真有。

三、中國地理特點潛在的超級機遇

1. 三分之一左右未開發國土的潛力

    只要簡單分析一下中國的國土，就會發現顯著的特點。

    青藏高原面積有250萬平方公里。這個戰略價值是極其巨大的，我們會在討論中印關係時展開來説。但從經濟角度講，除極少數地方可以發展些旅遊，以及青海地區相對比較平整的土地存在理論上可大規模經濟開發的潛力外，這個國土面積裏絕大多數屬於生命禁區的茫茫雪山，以目前的科技能力，在理論上就不具備大規模擴張性的經濟開發價值。

    胡煥庸線東南地區，已經深度開發了，雖然還有進一步開發的空間，但會越來越難，與環境的矛盾平衡也越來越多，成本越來越高。

    當然，中國還有300萬平方公里的海洋國土面積。但從目前的科技來説，還難以説它對中國整體經濟有革命性和突破性的意義。並且，中國沿海與太多國家相鄰，敏感的矛盾和問題太多。這個需要很多科技的突破和政治關係突破才能有更大的空間，以後有機會再展開講。

    剩下的還有約260多萬平方公里荒漠化土地，主要在大西北地區。這部分國土基本是平原和丘陵的地形，是存在經濟大開發理論可能性的。並且，這部分國土的面積基本上可以把現在已經開發的胡煥庸線東南部分的經濟區域面積擴展一倍。如果把青海部分比較平坦的土地也算進來，比整個胡煥庸線東南部分國土面積還要大，其開發空間是非常可觀的。

2.成功開發是有條件的

    當然，我們遠遠不是第一個注意到這個潛力的，可以説很早就有非常多的人不斷地打這一塊土地的主意了。只是過去難以找到技術上的有效手段真的能將這一部分國土充分開發出來。以前主要是三北防護林體系建設等，只是把它們當成環境保護投入對象看待，並不是直接進行經濟開發。

    我們必須非常清楚一點，真要想進行經濟大開發的話，遠遠不是理論上説有多大空間和可能性，而是必須在技術、經濟甚至環境改善等各個方面都具備實際可行性和可操作性。例如，這些土地上首先面臨的大問題是缺水。有人説如果通過引水把西北地區開發出幾億畝良田，可以多容納1億到2億人口。但是，這類思路要面臨的問題實在太多了。有個設想和論證中的紅旗河工程可以通過全程自流將青藏高原以南的豐沛水資源引到大西北，通過灌溉可以改造出2億畝耕地。問題是，種糧食怎麼可能有很大的經濟效益呢？這個工程投資可能高達4萬億人民幣，這是個超大戰略的投資。這麼多投資即使不能收回來，至少能平本或別虧太多。這一點是非常重要的，否則沉沒成本太大。開發大西北是希望能有較大經濟效益的，效益還沒出來，先沉沒進去幾萬億十幾萬億投資，這就讓決策者很難下決心去做。

    再者，理論上説如果能有水，可以容納1到2億人口，關鍵問題是誰願意移民到這個地方去呢？你總不能強迫1億2億人去艱苦的大西北去生活吧？這不僅得提供有效的經濟活動，而且要提供至少不比移民者原來更差的生活環境才行。難道又要先花費幾萬億甚至十幾萬億投資進去？

3. 創造經濟落差

    根據我在《科學經濟學原理》中的論證，**任何經濟過程都是差價交換，而不是等價交換。**只有存在經濟價值的落差，才有可能使經濟要素有內在流動的經濟動力。人們只會流動到價值更高，或成本更低，並且滿成比更大化的地方。

    例如人們願意從農村移民去城市，從小城市到大城市，是因為能找到薪資更高的工作，獲得更多城市的公共資源。工業生產不斷在國家或區域間發生轉移，主要促動因素是轉移到生產成本更低的地方。如果不存在這些經濟落差，有幾個人會願意移民到大西北去？不僅不會，甚至很可能是會反過來，難以抑制地從大西北向中東部移民。如果不能很好地解決這些問題，所有的理論可能性都只能成為一種想象甚至空想。當然，從農村移民到城市也不是絕對的，在西方城市化過程之後，又出現郊區化的趨勢，其原因就是郊區住房面積可以更寬暢，居住環境可以更優美，生活成本卻更低，因交通的發達，城市公共資源照樣可以享受到。這是更高生活價值的落差將城市居民吸引到郊區的。

    因此，一個好的開發計劃必須是先要有非常好的經濟活動導入，並且要有利於不斷形成經濟要素的更大落差，從而有爆炸性增長的引導效應和輻射效應。只有存在這樣的項目作先導，才能使其他配套的東西不斷跟上。

    例如，紅旗河工程的確是個特別好的項目，但絕對不能建立在其用途是解決大西北耕地改造和種糧食上。大型的調水工程本身經濟效益主要體現在供給工業生產、服務業生產等用水上以及大量城市居民生活用水上。因為這些用水可以有較高的水價。但種糧食不僅收不到多少錢，還得永無止盡地不斷給補貼和優惠，這哪兒受得了？調水工程的少部分用於種糧食可以，最好是通過設施農業用於生產經濟價值較高的蔬果，但不能成為主流，尤其不能用於較大面積的大田生產種主糧和雜糧。主糧和雜糧是可以長途運輸和長期儲存的，而蔬果長途運輸不便，成本較高。即使用於種樹，種草，造人工湖，人為創造綠水青山，都不應該去種主糧。前者可以大幅度改善生活環境條件，使人們更願意移民到這裏。只要能吸引東中部地區人口大量遷徙到這裏，在東部地區騰出優質土地用於種主糧，都比在大西北開發出耕地種主糧綜合效益好得多。

    因此，必須在大西北有大量經濟活動爆炸性的出現，並且引導出現持續增長的城市人口，這樣動工開建紅旗河工程就很容易下決心了。一旦通過這樣的過程解決了供水問題，進一步的良性循環就更容易出現。

4. 太陽能作為引導項目及其條件

    現在，非常幸運，這種可以在西北地區實現效益極為良好的項目已經出現了，這就是太陽能。雖然人們在大熱天站在太陽下會感覺陽光太強烈了，但真把它當成能量來利用時，才會體現出它是一種能量密度很稀薄的能源，每平方米太陽能在峯值時有1千瓦，平均而言只有200多瓦。又因為太陽能電池轉換效率問題，目前在20%多點，可利用的太陽能發電量更是稀薄。因此，要想獲得可觀的發電功率，太陽能必須要利用大量土地。如果在東部地區大量發展太陽能的話，會很容易引起與其他已經極為緊張的土地需求的矛盾。但在西北地區，能擁有的最豐沛資源就是無窮無盡寸草難生的土地，這些地區早就是發展太陽能的首選之處。這裏風能資源也非常豐沛，同時配套發展風能還可以使它與太陽能峯谷之間有一定補償，也就是晚上沒太陽的時候，很可能風力發電還在繼續。問題只是，如何把它們更進一步設計成完整的經濟系統，而不單純是一個發電項目。

    這需要解決至少兩個問題，一是這裏發電很容易，但誰來用這些電呢？大西北地區現在人口太少，經濟活動太少，太陽能的消納能力也很少。通過特高壓電網將這些電送到東部地區倒也是個辦法。可是這樣一來不僅成本較高，而且電送走了，本地經濟過程大循環也就此就斷了。因為本地消納的問題存在的困難，過去棄風棄光的問題就比較多。現在一定程度解決了，但本地消納能力如果不能大量發展起來，通過將電送走來解決棄風棄光的問題並不是一個最好的辦法。

    能不能讓太陽能留在本地消納，同時又促進本地經濟持續爆發呢？這是首先要解決的問題。

    另一個問題是成本。好在現在太陽能成本下降速度幾乎是所有發電技術中最快的，風電成本也在不斷地下降。到2021年，無論是太陽能發電還是風電，都可以實現平價上網了。但是，我們還是有些不甘心，能不能讓太陽能通過本地消納進一步呈數量級地大幅度下降呢？因為要形成經濟落差，不能僅僅是“可以平價上網”，而是要低到使其他地區的經濟要素眼饞、眼紅，無法剋制內在的經濟衝動，一定要把更進一步的經濟投資轉向大西北去。這就要使太陽能發電的成本低到近乎於零才有可能。因為現在要讓經濟要素大量地轉向大西北，需要克服生活條件差等其他價值上的落差，如果沒有足夠的能源成本落差，不足以形成這樣的吸引力。

    這是否有可能性？回答是完全可能的。

    一個國家或區域的經濟落差並不完全是由經濟本身因素形成，也可以由政策因素人為製造。這就是各種優惠政惠的引入，以人為加大經濟落差。只是這種人為製造不能隨意進行，也不能長期地單純靠行政優惠來維持，它也需要遵守經濟規律，充分考慮長期的投入產出比。給了優惠，最好是很快就使經濟發展起來，並使經濟優勢很快建立。這樣後續不用給優惠也可以擁有自身經濟優勢了。或者不是直接給錢，而是通過給政策使經濟要素動起來。然後通過本地經濟活動獲得的收入甚至税收很快可以超過前期的投入。

四、用大西北的太陽能生產太陽能

    如果我們深入分析太陽能的生產過程及成本構成就會發現一個令人欣喜的、可以創造巨大經濟落差的可能性。太陽能主要的材料是多晶硅或單晶硅，其主要生產原料是二氧化硅（石英砂），也就是一種沙子，地球上多的是，成本也很低，每公斤一塊錢人民幣都不到。現在多晶硅菜花料的價格每公斤不到5美元（30元人民幣左右），並且還在下降。用於生產單晶的緻密料價格約8.5美元（60元人民幣）。其中的成本主要是耗電的成本，要把石英砂在電弧爐中高温冶煉提取出冶金硅（也叫工業硅），這需要消耗大量的電能（約每公斤13度電）。後續生產過程中，尤其從冶金硅提純為多晶硅（每公斤150-200度電）也存在很多大量耗電的工序。用電成本佔了硅片生產全過程中成本的70%左右。因此，減少生產工序中的耗電量（通過技術進步獲得），或者降低購電的價格（商業和技術配合獲得），都可以大幅度降低太陽能的成本。尤其是，通過技術進步降低耗電量，一個技術改進一般只能減少某一個工序的耗電量。但如果將電價降低10%，相當於所有生產工序中的耗電量成本全都同時下降10%。這個降成本力度更大。

    這裏我們就發現一個很特異的可能性：如果太陽能發電的成本接近於零，用太陽能發的接近零電價的電來生產太陽能，就會使太陽能生產成本成倍下降。這樣反過來不就是真讓太陽能成本接近於零了嗎？那就是説，只要你在初始階段人為製造一個太陽能成本接近於零的發電廠，用這樣的太陽能發電來生產太陽能，那不就在以後生產太陽能的成本真的就接近於零了嗎？這是一次性或者很少幾次通過政策就可以人為創造的過程。只要給予適當的補貼和特殊政策，就可以迅速從人為製造的太陽能成本接近於零，變成僅靠其經濟過程自身的力量使成本真的長期接近於零了！

    另一方面，太陽能生產本身就是耗電大户，在一開始建立這個循環後，太陽能生產本身就會把初始階段建設的太陽能電廠發的電消耗掉了。此後通過超低的太陽能電價將高耗電的產業吸引過來，這就是相當長的時間內完全不擔心太陽能發電的本地消納問題。太陽能的本地消納問題業界早就注意到了，只是在過去難以找到本地消納的途徑。將高耗電產業轉移到西部來消納太陽能的思路也早就有人提出，但如果你沒有相對東部地區超低的電價，誰會願意將這些產業轉移過來？

    一旦實現了太陽能的超低電價，其經濟價值就太大了。因為電是現在幾乎所有工業和服務業的重要成本因素。一旦在大西北存在一個接近於零的太陽能發電成本落差，大量經濟活動、尤其高耗電的生產活動（如電解鋁、冷軋鋼等）就有天然的內在動力轉移到這裏。

    做到這一點需要給太陽能生產企業幾個配套的政策和技術措施。這些配套政策和措施僅適用於大西北地區。

設立新能源特區。初期可以在大西北地區選擇10萬至30萬平方公里的荒漠土地作為新能源特區，新出台的政策可以只適用於這個特區，以便不斷摸索成熟。待實驗成功，各項政策和經濟活動運行成熟之後，再一步步擴大，最終將大西北和青海近400萬平方公里荒漠土地中的大部分全都變成新能源特區，採用相應的政策和法律。

只給太陽能生產企業自建的太陽能和風能發電廠免費土地。

允許太陽能生產企業自建太陽能、風能和天然氣等發電廠（後兩者目的僅為補償太陽能發電波動）。

待太陽能生產太陽能使其價格大幅度下降後，再允許高電耗的電解鋁，冷扎鋼，電弧爐冶煉等企業自建太陽能和風能發電廠。

在相當長的時期內，在大西北生產的超低價太陽能電池只允許應用於大西北進一步的太陽能建設。

給初始進入大西北的太陽能生產企業自建電廠大比例的政府補貼，甚至全部由政府資助。當本地採用太陽能生產的太陽能價格大幅度下降後，政府補貼比例也可以逐步減少至零。

五、影響太陽能成本的各個因素

    上圖是各種新能源從2010年到2019年十年間成本下降情況。從中可見，太陽能成本下降了82%，下降幅度顯著高於其他所有發電技術。為了更充分地理解用太陽能生產太陽能，能否使太陽能成本真正接近於零，我們需要仔細地分析一下影響太陽能成本的各個因素。

1.商業因素

    從以上太陽能級多晶硅價格走勢可看出，2003年及以前，太陽能產業還未大規模啓動，太陽能級多晶硅的價格就已經是在每公斤20美元多一點的相對較低水平。2004年，德國率先推出可再生能源法案，西班牙、意大利等歐洲國家之後紛紛對太陽能發電進行大力扶持和推廣。但在啓動太陽能產業後，因為需求的強烈拉動，多晶硅價格開始持續暴漲，最高在2008年曾達到每公斤500美元的歷史高位。此後隨着中國多晶硅產能的快速釋放，隨之價格又快速下降。到2012年，其價格就回落到2003年前20多美元的水平。整個這10多年價格20多倍的巨幅上漲與下降，主要是商業供需矛盾因素造成，而不是真正反映實質性的生產成本變化。但當其價格回落到正常水平後，商業供需因素的變化影響相對就比較小了。如果單純地通過商業和競爭因素促使價格不斷下降，最終會導致大量硅生產企業陷入虧損的境地。

2.光電轉換效率提升

    德國物理學家赫茲於1887年發現光電效應後，太陽能就開始展現其應用前景。但真正能使其規模商用化，有賴於光電轉換效率的提升，這是降成本的根本途徑之一。轉換效率每提升1個百分點，太陽能的成本就會下降5%以上。當轉換效率達到10%之前，太陽能主要應用於航天科技以及軍事用途。在此之後，民用的太陽能才有可能開始通過政府補貼進入規模商用。之所以在2004年歐洲開始通過政府補貼引導太陽能的發展，就是因為在這個時間點上多晶硅的轉換效率提升到了10%左右的水平。此後，尤其產業資金的大量湧入，技術進步持續加快，差不多每年都能提升1個百分點左右。2019年，商用多晶硅PERC電池的轉換效率已經超過22.8%（阿特斯公司創造），單晶硅PERC達24.03%（隆基公司創造），天合公司創造了24.58% N型單晶硅TOPCon電池中國最高效率。

    單晶硅本身的成本是高於多晶硅的，因此過去太陽能主要使的是多晶硅。但因為單晶硅發光效率高於多晶硅，使最終的太陽能成本反而低於多晶硅。因此，在2016年以後，單晶硅太陽能電池開始大爆發，佔比越來越高。

    如果按照原有的理論，晶硅太陽能電池理論最大極限為29.1%，如果是這樣，那麼未來商用太陽能電池轉換效率提升的空間已經不大了。但是，以原創性科技發展的思路來看，這個並不是絕對的。麻省理工學院和其他機構的研究人員在過去幾年中研究出的新方法可能會突破該極限，使理論最大極限從29.1%提升到35%。研究生Markus Einzinger，化學教授Moungi Bawendi，電氣工程和計算機科學教授Marc Baldo，以及來自麻省理工學院和普林斯頓大學等其他八位研究人員2019年7月3號在《自然》雜誌上發表了這項研究成果的論文。當然，這個方法要真變成商用化的產品還需要做很多工作。不過，它的確為我們展示了通過提升轉換效率的途徑使太陽能成本進一步下降的理論可能性。

3.減少生產過程的耗電

    太陽能生產流程和環節很長，每一個環節都有耗電成本，並且在總成本中佔很大比例。因此，如果通過技術進步降低各個環節的耗電量，當然就會降低太陽能的成本。但客觀來説，這個技術進步難度是很高的，而且目前來看可挖掘的潛力越來越小了。

4. 把硅片切割得更薄

    從原理上説，太陽能電池發電主要是電池板面朝太陽一面很薄的一層在起作用。但要把硅棒切割成太陽能電池片，必然要有一定的厚度。如果能切割等越薄，完全相同的一個硅棒就能切割出數量更多的太陽能電池片，那麼每一個電池片分難的硅棒成本當然就越低了。因此，切割工藝水平也是影響太陽能成本的一個很重要的方面。

    這裏順便科普一下，並且講個小故事。説到切割，我們一般知道的是用鋸子、剪刀、刀片、鉗子等工具和相應的工藝進行切割。更高級的切割是激光切割工藝。在我學習太陽能硅片切割工藝之前，我想當然地以為會是激光切割，並且生產半導體芯片的硅片的確用的是激光切割。但事實上，生產太陽能電池片的切割工藝是一種特殊的線切割。原來用的是砂漿線，就在兩三年前已經普及了金鋼線切割工藝。砂漿線切割是用碳化硅粉末與切削液混合形成砂漿，在鋼線和硅棒壓力作用下對硅棒產生切割作用。金鋼線稍有不同，它是將金鋼石粉末直接固定在鋼線基體上而製成固結磨料鋸絲。用這種鋸絲去切割硅棒。

    我們很自然地會認為這種高科技的生產工藝太先進了。但是，當我2019年4月21日去參觀仰慕已久的杭州良渚博物館時，卻瞭解到一個讓我目瞪口呆的史實：中國5千年前的良渚文明生產玉器時，居然主要使用的也是線切割，並且與切割硅棒的砂漿線切割工藝原理幾乎完全一樣，只不過它用的是解玉砂與水混合成的砂漿。解玉砂只是一個通稱。具體材料有剛玉砂礦和石榴石砂礦等。成語“他山之石，可以攻玉”中的“石”，就是指解玉砂。更奇妙的是，良渚時期使用的解玉砂具體材料，居然就是石英砂——生產硅棒的原材料。這些緊密的聯繫不能不讓人浮想聯翩。

考古學家在驗證良渚文明製作玉器的線切割工藝。引自 陳鶯，陳逸民，良渚玉器的工藝特徵（上），文物鑑定與鑑賞[J]，2011-08-10。

良渚博物館良渚玉器加工工藝視頻

單晶硅片厚度的變化趨勢預測

    上圖是隨着切割細線化和薄片化發展，單晶硅片厚度變化的趨勢預測。實際發展結果可能會有差異，但它説明了僅僅通過切割細線化和硅片薄片化的技術發展，太陽能還有成倍降成本的空間。

5. 工程成本

    建設太陽能發電站的材料運輸、土建、人工、土地、貸款利息等等，都會構成工程成本。如果就地生產，就地施工，也會有利降低工程成本。

6. 電價

    降低用電成本除了減少各個生產環節的耗電量之外，降低電價也是一種更為有效的降成本途徑。

7.非晶硅太陽能電池技術可能的降成本潛力

    太陽能除了目前的晶硅太陽能技術外，還在同步發展其他很多太陽能技術。如砷化鎵（GaAs）電池、銅銦鎵硒（CIGS）電池、鈣鈦礦（Perovskite）電池和有機（Organic）電池等，另外還有光熱發電技術等。未來是否有其他太陽能電池經濟性能超過晶硅太陽能電池，我們只能拭目以待。

8. 其他

    在太陽能生產的整個產業鏈上進行改進，都會有助於降低成本。例如回收硅棒切割中的廢料，可以回收高純硅提升效益等。

    增大硅片尺寸，可以使單位晶硅電池表面平攤的其他成本下降。

    讓太陽能生產企業可以自建電廠，可以省去供電的電網中間環節，從而大幅度減少電價成本。

六、太陽能成本分析總結

    總結一下，從上面影響太陽能成本的各因素可看出，太陽能降成本的有些途徑的空間已經不大（如提升晶硅電池的轉換效率），但還是有不少途徑降成本的空間很大（如薄片化等）。尤其通過降電價來降成本的途徑，有極大的空間。目前太陽能通過其他各個降成本途徑的發展，已經具備與傳統火電競爭的成本優勢，未來通過大幅度降電價，可以使太陽能成本接近於零，形成壓倒性的價格優勢。

    從目前發電技術來看，水電的成本是最低的，它與風電、太陽能等都具有能量來源是零成本的特點。在水電站所在的大壩處，電價只有幾分錢人民幣，近乎於零電價。但是水電往往都建在高山峽谷的河流處，因此當地難以直接大規模發展用電的生產企業。這就必須依賴電網將電送出去，從而最終到生產企業處的電價必然會加上電網環節的增值。風電對位置也有一定要求，需要在風能比較豐富的特定位置。但太陽能卻非常不同，它原則上可以建在任何只要存在太陽照射的地方，因此除了極少數背陽的山坡處以外，其他地方理論上都可以建太陽能發電廠，而且區別不是太大。在大西北的所有荒漠地區，地勢平坦適合搞建設發展工業的地區，都可以建太陽能發電廠。因此，最終通過自建太陽能發電廠的方式，是完全可以將電價壓低到接近於零的。太陽能生產企業不僅是“本地消納”，甚至是“不通過電網的發電廠處消納”。只要太陽能電廠的投資收回，從此以後的成本僅僅是維護太陽能電廠的運營成本。因為太陽能電廠除了極少量清潔工作外（現在可通過機器人完成），基本不需要做其他什麼事情。因此其運營成本也是極低的，接近零成本。

    當然，大力發展太陽能絕對不意味着電網不再重要。相反，當大西北的太陽能被全面開發後，在滿足自身大規模發展的城市和產業需求之後，還會富餘出天量的太陽能。這需要通過特高壓電網將這些能源輸送到東部地區。另外大量的太陽能也需要智電網使供電平穩。太陽能生產企業通過建設富餘的自建電廠，可以在發電過多時賣給電網，發電不足時從電網購電。這樣平衡掉供電平穩的成本，維持其零電價的優勢。

七、主要經濟效益分析

    這個綜合發展戰略從太陽能企業角度説，其經濟效益是不用再講的，他們會高興得不得了。其他高耗能企業等也會很高興的。但是，一個好的項目即使是在經濟性上，也不能僅僅從某一個或某一些利益角度來考慮，而需要“使各方都受益”。如果僅僅是太陽能企業喜歡，可掙到大錢，但政府卻總是投入，沒有可觀收入，積極性也不能充分調動起來。這個項目政府可以從中得到什麼呢？宏觀戰略上的好處就不説了，問題是當地政府和中央政府等可以從中確切得到什麼。

    在初期政府需要投入補貼太陽能企業的自建電廠，但這個補貼是可以迅速減少的。例如先投資建設一個太陽能企業自建電廠以後，假設補貼比例是100%，就是全由政府出錢。相應的太陽能設備全是其他地方生產的。然後過一定時間（例如2年後）政府就不再繼續補貼採用其他地方生產的太陽能建設電廠了，而是必須要用在大西北新能源特區裏生產的太陽能建電廠才能獲得補貼。這樣，就算補貼比例還是100%，因為特區裏的電廠電價基本為零，由此生產的太陽能設備價格一定會有一個巨大的降幅，因此相同功率電廠的補貼額就大幅度減少了。政府的補貼會牽引大量太陽能生產企業來這裏投資。這樣再過一定時間（比如又過2年），可以將補貼額比例降到50%，再過2年降到20%，再過2年降到零。通過這樣的前期補貼，已經牽引來足夠的太陽能全產業鏈投資，以及相當多高電耗的產業來這裏投資。在這個過程中，無論太陽能企業的產能如何高速發展，都足以通過本地的需求完全消化掉。

    在這個過程中就可以規劃更多生產企業，以及特高壓電網向東部輸電的工程。

    上馬紅旗河建設工程（得十多年時間才能建好）。從而就可以完全放開西北地區太陽能電廠的建設步伐，使其以超高速的速度增長。

    有這樣的產業大發展，當然道路、城市居住區、學校、醫院、超市、餐館……都大量建設起來，用電量也越來越多。

    這就會進入高速發展的良性循環狀態。

    當地政府就可以獲得税收，賣地皮的收入。

土地財政——從價格型轉向數量型

    土地財政現在是一個讓人又愛又恨的對象。其實問題不在於土地財政本身，而在於以什麼方式來搞土地財政。土地財政其實也是一個經濟活動，它也符合經濟規律。根據賣方總方程，利潤=數量（價格-成本）。土地的成本是徵地成本，價格是土地出讓的價格，數量是競拍的賣地數量。因為在現經濟發達地區土地資源極為稀缺，所以賣地的數量上不能太多。因此只能通過提高競拍價格來獲得更多賣地收入。但是，競拍價格越來越高，只能導致房價越來越高。高到一定程度，整個社會就越來越多人受不了了。

    **根據賣方總方程，還有更普遍獲得高利潤的方法是，****提升數量、減少成本。**這些途徑在現有經濟發展起來的地區是難以做到的，但在大西北地區卻可以。大西北荒漠地區的徵地成本可以幾乎為零，而數量可以認為是無窮，所以可以搞數量型的土地財政。現在城市住宅用地出讓價格每畝高達幾百萬人民幣，工業用地40萬到80萬。

    我們假設未來西北土地平均出讓價格在10萬人民幣，最終出讓200萬平方公里土地（30億畝）用於城市、工業和太陽能電廠建設用地。其總的土地出讓價值在300萬億人民幣。按30年出讓完，平均每年也有10萬億人民幣。將太陽能成本壓到接近於零，最終就會體現出對政府的這個天量的價值。其他產業發展的税收等價值更不用説了。

    在東部地區，土地是分使用性質的，性質不同，價格差異極大。有農業用地、農村宅基地、工業用地、商業用地、城市住宅用地等。劃分這些土地使用性質的目的，是為了保護耕地，另外是為了在儘可能壓低工商業生產成本前提下，獲得更高的城市住宅用地出讓收入。

    但在數量型土地財政環境下，以上目的都沒必要了。西北幾乎就沒有耕地需要保護，既然是數量型，就全都薄利多銷。因此，可以完全取消土地使用性質，只要你在大西北買地，隨便你用來建什麼。並且完全不限制住宅建設的模式。你可以建別墅，這在其他地區現在已經禁止了。在這裏可以隨便建，而且非常便宜，就像美國一樣便宜，便宜到誰家都可以住別墅。可別理解成現在農民自建的別墅，是在比美國主要流別墅更好的內外環境基礎上，加上現代智慧家庭系統的別墅。一畝土地成本只有十萬，用2、3百萬實打實的高級裝備來建設和裝修的別墅。用北京五環外一套兩房一廳的價格，住1畝土地面積，超過500平方實用居住面積的別墅，可以享受與在北京差不多的城市公共資源。這樣才會極大增加向這裏移民的吸引力，中國人還移民美國幹嘛？就算有3億人移民到這裏，平均一個家庭3個人的話，建1億套別墅，一套別墅平均1畝地，也就是需要1億畝土地。這在東部地區可是要命的事情，但在大西北，這根本不算啥。美國人能住上1畝地土地面積別墅的人也很少。即使移民過來6億人，用2億畝土地也足以讓所有人都住上別墅。但如果僅限於當前中國經濟區域模式，無論中國經濟再怎麼發展，錢再多，就算人均GDP超過美國一倍，也不可能像美國人那樣家家都住上別墅，因為東部地區根本就沒那麼多地。因此，全面開發大西北，也是讓中國所有人的生活水平和生活質量都真正趕上美國人的唯一途徑。

    我們通過擁有成本接近零的太陽能資源，可以將其他工業生產成本也都大幅度地壓低，從而大幅度減少產業轉移到其他國家的壓力。

    還有一個更重要的環境利益。西北地區缺水不僅是降雨少，而且太陽直射到土地上，使蒸騰作用極大，土壤裏的水分都蒸發走了。如果將數百萬平方公里的大西北基本都覆蓋上太陽能電池板，土壤的蒸騰作用會大幅度地減少，這會有助於改善西北的氣候環境。加上通過這個系統的發展計劃推動紅旗河等工程的建設，可以向西北地區直接輸送大量水資源。這也極有助於改善西北地區的氣候。一旦這個西線南水北調工程成功了，就可以有條件進一步從北方國外的大湖地區（貝加爾湖等）建設管道輸水工程。北方俄羅斯和西部中亞國家有極為豐富的淡水資源，通過輸水工程引到大西北技術上並不難，經濟性上也可行。問題只是中國整個大西北準備移民進去的數億人生命供水線不能完全依賴國外。當我們自已有可靠的供水資源後，就可以有一定比例從國外引水了。城市的發展自然地推動樹木和草坪的種植等，都有助於西北地區環境的大幅度改善。

    將數以億計的大量人口移民到西北地，東部地區的人口壓力也會大大減輕。環境隨之可以有條件大幅度改善。通過土地流轉的集約化進程也更為順利。

    民族融合問題也隨之得到徹底解決。

    移民過去的人口基本上是完全城市化的。這會大大加快中國城市化率的提升。