Америка изобрела кремниевые солнечные элементы в начале 1950-х годов. Тогда на исследования и разработки в области солнечной энергетики было затрачено больше средств, чем в любой другой стране в 1980-х гг. Но все равно технологическое преимущество было потеряно.
Сегодня никто уже не говорит, что кремниевые фотоэлектрические солнечные батареи - стандартные черно-медные солнечные панели, расположенные на крышах домов и солнечных фермах – были сделаны в Америке.
Технология была изобретена в 1954 году, когда три американских инженера из Bell Labs обнаружили, что электроны свободно проходят через кремниевые пластины под воздействием солнечного света.
В 1958 году солнечные батареи впервые были прикреплены к «Авангарду-1» ВМС США - второму американскому спутнику в космосе.
Солнечные батареи тогда даже производились в США. В 1960-х и 1970-х годах американские компании доминировали на мировом рынке солнечной энергии и зарегистрировали большинство патентов на солнечную энергию. Согласно одному из исследований, в 1978 году американские фирмы контролировали 95 процентов мирового рынка солнечной энергии.
Ключевая фраза - «некоторое время». Сегодня солнечные панели больше не производятся в Соединенных Штатах, несмотря на то, что сегодня рынок для них может быть велик как никогда. Начиная с 80-х годов прошлого века, лидерство в этой отрасли перешло к Японии, а затем к Китаю. Сегодня только одна из 10 крупнейших компаний по производству солнечных батарей в мире американская.
В течение последних десятилетий подобные истории - об изобретениях, глобализации и деиндустриализации - были частью «фонового шума» американской экономики. В последнее время, кажется, что американские политики стремятся принять некоторые меры в этом направлении. На прошлой неделе Сенат принял закон, направленный на сохранение «технологической конкурентоспособности» Америки по отношению к Китаю. В течение следующих нескольких лет на фундаментальные исследования и разработки планируется потратить более 100 миллиардов долларов.
В рамках предложений по инфраструктуре Джо Байден обратился к Конгрессу с просьбой выделить 35 миллиардов долларов на НИОКР в области чистой энергии. Наблюдатели назвали эту цифру ничтожно малой, отметив, что «американцы столько тратят на корм для домашних животных ежегодно».
Поэтому сомнительно, что НИОКР в том виде, который хочет санкционировать Конгресс, является решением проблемы.
Под НИОКР обычно понимаются затраты на исследования, которые не имеют очевидного или непосредственного рыночного применения. США занимают лидирующие позиции в мире по расходам на НИОКР на протяжении десятилетий, однако Китай, который «занимает второе место, набирает обороты». Исследования и разработки кажутся необъяснимо скучной темой, сравнимой со спорами о медицинских данных или разрешениях на выдачу грантов, но они являются ответом на вопрос индустриальной цивилизации: почему одни технологии развиваются, а другие нет? Почему одни страны становятся богаче быстрее других? Как можно максимально быстро улучшить жизнь людей и может ли правительство сделать это? И самое главное, откуда берется экономический рост?
Поэтому история солнечной энергетики так важна. В конце 1970-х годов не было очевидно, что «американская солнечная промышленность находится в опасности». Президент Джимми Картер и Конгресс только что учредили Министерство энергетики, которое обещало «развивать новые энергетические технологии так же серьезно, как разрабатывать новые военные технологии». Инженеры солнечной энергетики «надеялись на светлое будущее». Но затем в американской экономике произошел ряд изменений. Федеральная резервная система подняла процентные ставки до рекордно высоких уровней, что затруднило получение американцами автокредитов, и одновременно укрепило доллар по отношению к другим валютам, что затруднило американским экспортерам продажу товаров за границу. Президенты Картер и Рональд Рейган ослабили правила против «рейдерства», позволив трейдерам с Уолл-стрит заставлять компании закрываться или выделять часть своего бизнеса. В 1980 году Рейган ослабил федеральные экологические правила, расформировал новое Министерство энергетики, которое оказывало поддержку альтернативным источникам энергии, таким как солнечная энергия.
Американские производители пытались конкурировать с импортом из Восточной Азии, но безуспешно. Стартапы закрывались, эксперты уходили из отрасли. Корпоративные рейдеры вынудили нефтяные компании, такие как Exxon, продать или закрыть свои небольшие научно-исследовательские подразделения по разработкам в области солнечной энергии. Доля рынка Соединенных Штатов, страны, которая когда-то производила все солнечные панели в мире, резко сократилась. В 1990 году американские фирмы производили 32 процента солнечных панелей во всем мире; к 2005 году - только девять процентов.
Выиграла от этого «отречения» Япония. В 1980-х годах японские, немецкие и тайваньские фирмы покупали патенты и подразделения, которые продавали американские фирмы. Если в 1980 году Япония не имела никакой солнечной промышленности, то к 2005 году она производила почти половину мировых солнечных панелей.
НИОКР практически никак не повлияли на крах американской солнечной индустрии. С 1980 по 2001 год Соединенные Штаты превосходили Японию практически ежегодно в исследованиях и разработках в области солнечной энергии, но все равно проиграли «технологический рубеж».
Проблема заключалась в недостатке финансирования НИОКР. Американская система, как в 1980-х годах, так и сегодня, рассчитана на производство фундаментальной науки - исследований, не имеющих немедленного очевидного применения. В 80-х большинство компаний, производящих солнечную энергию, готовились к предсказуемым массовым рынкам будущего: крышам жилых домов и сетевым солнечным фермам. И те, и другие требовали, чтобы солнечные панели стали значительно дешевле и эффективнее, чем они были в то время: другими словами, требовали НИОКР.
Промышленная политика Японии, проводимая влиятельным Министерством международной торговли и промышленности, была направлена на немедленное коммерческое применение технологий, что обеспечивало постоянное финансирование компаний. Таким образом, японские компании были вынуждены как можно скорее включить солнечные панели в свой пакет предложений. Через несколько лет было найдено первое крупное коммерческое применение солнечным батареям: их поместили в карманные калькуляторы, наручные часы и другую бытовую электронику. Поскольку для этих устройств не требовалось много электричества, они хорошо обслуживались солнечными батареями, существовавшими в 1980-х годах, а не теми батареями, какими, по мнению исследований и разработок, они теоретически могли стать в будущем.
Готовность поставлять «быстро и несовершенно» в конечном итоге помогла Японии в развитии солнечной энергетики в масштабах страны. Японские фирмы массово производили все большее количество солнечных панелей, постоянно совершенствуя их технологии, и научились делать это дешево. Это «обучение на практике» в конечном итоге снизило стоимость солнечных элементов больше, чем когда-либо удалось добиться благодаря теоретическим исследованиям и разработкам в США. «Совсем недавно китайские фирмы поступали также», - отмечает Грег Немет, профессор государственной политики в Университете Висконсина и автор книги «Как солнечная энергия стала дешевой».
Если немного увеличить масштаб, то можно увидеть более глубокую проблему в том, как американцы относятся к технологиям. В США склонны чрезмерно интеллектуализировать технологии. Однако высокие технологии требуют гораздо больше неявных знаний, чем обычно допускает американская система. Понимание того, как наладить массовое производство автомобилей или солнечных батарей, не написано в книге или патентной заявке; это существует «в мозгах и телах» рабочих, мастеров и инженеров. Вот почему места, где инженеры, дизайнеры и рабочие собираются вместе - будь то Детройт, Кремниевая долина или Шэньчжэнь - всегда были источником прогресса.
Американская система НИОКР призвана исправить предполагаемый недостаток свободного рынка - отсутствие у корпораций стимула финансировать науку ради науки. Безусловно, такой подход приводит к успеху, особенно в медицине: вакцины мРНК против COVID-19 были созданы в результате многолетних неблагодарных «чистых» исследований и разработок. Тем не менее, как пишет ученый из Института Нисканена Сэмюэл Хаммонд , это различие – между «чистой и прикладной наукой – иллюзорно». Исследования и разработки полезны, но в конечном итоге только организации, внедряющие технологии в массовом масштабе, могут действительно передвинуть технологический рубеж. Поэтому необходимо, чтобы правительство поддерживало процветающий промышленный сектор и стимулировало компании к внедрению новых технологий, как это делает правительство Японии.
Администрация Байдена, возможно, помнит о некоторых проблемах, связанных с инвестированием только в «чистые» НИОКР. Американский план по созданию рабочих мест предлагает потратить 20 миллиардов долларов на новые «региональные инновационные центры», которые объединят государственные и частные инвестиции для ускорения развития различных энергетических технологий. Этот план также направлен на создание 10 новых «новаторских предприятий», крупномасштабных демонстрационных проектов, которые будут работать над наиболее сложными проблемами в области обезуглероживания. Такие проекты более перспективны, чем выделение дополнительных средств на НИОКР.
Решение проблемы изменения климата требует правильного подхода к НИОКР. В настоящее время на Соединенные Штаты приходится 11 процентов ежегодных глобальных выбросов парниковых газов. Их доля упала с 1990-х годов и продолжает сокращаться. Но независимо от доли в глобальном углеродном загрязнении, США остается мировой научно-исследовательской лабораторией и крупнейшим потребительским рынком. Один из лучших способов, которыми США могут служить миру, - это разработка технологий, которые сделают декарбонизацию дешевой и легкой, а затем их экспорт за рубеж. Но для того, чтобы исполнить эту роль, США придется инвестировать в реальные технологии: поток патентов от университетских исследователей не спасет мир. Это могут сделать инженеры, рабочие и ученые, работающие вместе.
Сегодня нельзя утверждать, что солнечные панели - это только американская технология. Наука и техника не имеют национальности, а являются достоянием всего человечества? На вопрос «Кому принадлежит патент на вакцину?» Джонас Солк, изобретатель вакцины от полиомиелита, ответил: «Разве можно запатентовать солнце?»
Поэтому назвать солнечные батареи «американскими» - это не значит сказать, что только американцы имеют право использовать или производить их. Во-первых, следует отметить, что технологии разрабатываются в определенных местах, конкретными людьми. И, во-вторых, как показала пандемия: большой, богатый и промышленно развитый рынок, такой как Соединенные Штаты (или Европейский Союз), должен производить собственные товары для того, чтобы обеспечить себя в чрезвычайной ситуации. Например, то, что США не смогли производить свои собственные маски для лица в прошлом году, было абсурдом. Конечно, ни одна страна не должна специализироваться на производстве каждого продукта, но страны на данный момент являются основными единицами мировой экономической системы, и они должны обеспечить своих жителей высокотехнологичными товарами первой необходимости в чрезвычайной ситуации.