太阳能的阳光日 - 彭博社

约翰·奥唐奈在30年前开始考虑拯救世界。在他第一份工作中，1970年代末，他在普林斯顿大学著名的等离子体物理实验室工作，致力于利用核聚变——为太阳提供能量的核反应。“当时的感觉是，如果成功了，它将改变世界，”奥唐奈回忆道。

但这并没有成功。奥唐奈继续前行。多年来，他创办了制造超级计算机和半导体的公司。他过着行李箱生活，为他的公司筹集了数千万资金，并育有三个孩子。但当他位于加利福尼亚州坎贝尔的芯片制造公司在去年被出售并将运营迁至上海时，刚刚离婚的奥唐奈从过山车上跳了下来。“我告诉自己：‘我有一年的时间来弄清楚是否有我可以做的事情是有用的，’”他说。

他确信自己找到了那个东西。这个想法是减缓全球变暖并解决地球的能源问题，不是通过等离子体、风车或“清洁”煤烟，而是通过镜子。确切地说，是数英里的镜子，将阳光聚焦到管道上，以加热水来驱动庞大的蒸汽涡轮。这种所谓的太阳能热法意味着不会产生导致全球变暖的排放。没有放射性废物的担忧。也不需要煤电，因为煤电面临越来越严厉的审查。如果像雪佛兰Volt这样的插电式混合动力车开始取代汽油车，甚至不需要太多石油。“我希望人们能意识到有解决方案——而且这甚至不意味着提高他们的电费，”他说。

一个幻想？也许。大问题不是太阳能热电厂是否有效，而是电力的成本将是多少。目前，现有的镜子和蒸汽涡轮系统的价格大约是更为熟悉的光伏（PV）面板的一半，后者使用半导体薄片将阳光转化为电力。但这仍然几乎是新煤电厂价格的两倍。奥唐奈相信，他从澳大利亚的默默无闻中提取的技术将会更便宜——尽管他必须证明这一点。而假设他的电厂得以建成，从沙漠向城市传输电力将是一个挑战。“大型太阳能是一个梦想，”美国电力公司（AEP ）的首席执行官迈克尔·G·莫里斯说，该公司是全国最大的煤炭用户。“土地在那里吗？是的。现在可行吗？我认为不行。”

哥斯拉飞行员

即使是他的粉丝，有时也会觉得奥唐奈的热情宣言极端。“他的热情和对这一点的疯狂承诺几乎是疯狂的，”支持太阳能热电的保护组织大峡谷信托的空气和能源主任罗杰·克拉克说。然而，奥唐奈已经比他自己想象的还要快地行动了。他和他的澳大利亚同事们 concocted 的一个自称“疯狂计划”，旨在一开始就将世界的太阳能产量翻倍，赢得了硅谷两位最著名的风险投资家的支持，克莱纳·珀金斯·考菲尔德与拜尔斯的雷·莱恩和太阳微系统公司的联合创始人维诺德·科斯拉（JAVA ）。莱恩和科斯拉反过来又异常积极地向州长和公用事业公司推销这种方法。

他们投资了4700万美元的公司，Ausra Inc.，在澳大利亚运行着一个名为“哥斯拉”的试点项目，因为它喷出的蒸汽。9月底，Ausra、太平洋煤气与电力公司（PCG ）和佛罗里达电力与光明公司（FPL ）宣布承诺提供1000兆瓦的太阳能--相当于一座核电站。具体细节仍在谈判中。但目前的计划是首先在佛罗里达州启动一个10兆瓦的示范电厂，然后扩展到300兆瓦。与PG&E合作，Ausra预计将启动一个175兆瓦的电厂。这些设施可能在2010年尽早准备好投入使用。主要吸引力在于：Ausra相信它已经解决了太阳能之前面临的最大问题--其高成本。“我觉得Ausra吸引人的地方在于，它采用了过去使用的方法并降低了价格，使其变得便宜，”PG&E首席执行官彼得·A·达比说。“这风险更低且环保。我对这项技术非常热衷。”

在这些电厂建成之前，奥唐奈希望能够实现五倍的产能。“这不仅是最好的可再生技术，而且是一个真正可以扩展的技术，无论是在这里还是在印度和中国等发展中国家，”科斯拉说。

一个没有发电厂经验的半导体高管在澳大利亚偶然发现一个可负担的全球变暖和世界能源需求的解决方案，这让人难以置信。“这是一个不太可能的故事，”风险投资家莱恩说。但奥唐奈坚持认为，焦点不应该放在他身上，而应该放在澳大利亚科学家大卫·米尔斯身上，他为开发这项技术辛勤工作了多年，以及他的竞争对手们。

确实，O’Donnell的公司只是众多竞争者中的一个，他们在利用太阳能热技术提供无排放能源的竞赛中。西班牙的清洁能源巨头Abengoa Bioenergy和Acciona已经在西班牙、阿尔及利亚和美国启动了项目。以色列的Solel Solar Systems与PG&E签订合同，计划从未来的电厂提供553兆瓦的电力。位于加利福尼亚州奥克兰的BrightSource Energy重新聚集了一些在1980年代在莫哈维沙漠建造九个太阳能电厂的先驱。“与Ausra、西班牙公司和以色列相比，太阳能领域变得非常竞争激烈，”加利福尼亚公共事业委员会主席Michael R. Peevey说。

10美分解决方案

随着公用事业公司争相满足25个州及哥伦比亚特区的绿色电力要求，分析师表示，许多公司都有机会。最终，能够以最低价格提供可靠电力的技术将会胜出。如果它们能以接近今天新建煤炭或天然气电厂的价格提供电力，那将是一个巨大的成功。关键数字是每千瓦时10美分或更低。“如果我们能在太阳能电厂的生命周期内锁定10美分的价格，那将是一个明确的赢家，”奥斯丁能源的高级战略工程师Mark Kapner说。

关于哪种竞争的太阳能热方法能够达到这个目标，以及这是否迫在眉睫或需要5到10年，存在激烈的辩论。Ausra独特的主张是，它的简单技术已经将成本降低到关键的10美分，即使考虑到投资者要求的额外风险溢价。“他们已经消除了很多成本，”佛罗里达电力与光明公司的首席执行官Lewis Hay III解释说。竞争对手承认，他们在使自己的方法变得像Ausra所声称的那样便宜方面至少落后几年，尽管大多数专家一致认为这种成本降低将会发生。“似乎有一条通往非常低成本集中太阳能发电的道路，”Navigant Consulting Inc.的Andrew Kinross说。“这个机会终于开始扎根。”

当华盛顿使二氧化碳排放变得更加昂贵时，机会将会更大，这是全球努力减缓气候变化的一部分。“每个人都认为碳成本的增加即将到来，”NRG Energy Inc.（NRG）的首席执行官大卫·克雷恩说，这是一家位于新泽西州普林斯顿的电力公司。这将使煤电的成本上涨20%或更多。

身高六英尺两寸，拥有终身骑自行车的瘦削身材，奥唐奈是他能源解决方案的急躁和四处奔走的倡导者。“他显然是在推广自己的公司，但他也是统一投资于无碳发电的主要声音之一，”科罗拉多州州长能源办公室主任汤姆·普兰特说。“我到处都能看到他。”奥唐奈可以在州长或参议员的办公室找到，或者告诉一个坚定保守的内华达州农村县委员，不是关于全球变暖的威胁，而是关于太阳能发电厂将提供的所有好工作。官方身份是奥斯拉的执行副总裁，“约翰一直是传播者，”莱恩说。奥唐奈上了飞行课，以便能驾驶自己的飞机前往公司偏远的发电厂。“约翰和我乘坐小型派珀飞机飞往内华达州东部，”内华达州保护联盟执行董事斯科特·拉特利奇回忆道。“这是我经历过的最可怕和最令人兴奋的飞行之一。”

时刻保持连接

我第一次见到约翰是在35年前。我们在耶鲁大学的二年级时共享一个套房。我知道他聪明而痛苦，还有一点书呆子式的恶作剧一面。（当我告诉VC莱恩关于大学的联系时，他说：“你是怎么忍受的？约翰时刻保持连接。”）之后我与他失去了联系，直到2001年我们才再次相遇。从那时起，我观察了他进入太阳能领域的过程。起初，我持怀疑态度。（“是的，没错。你要建造价值数十亿美元的发电厂来拯救我们免受气候变化的影响。”）随着愿景开始变为现实，配备技术、高能量的名人支持者和主要公用事业客户，我的兴趣逐渐增长。

对于奥唐奈来说，这段旅程始于2005年夏天，当时他听到了诺贝尔奖得主史蒂文·朱的演讲，朱是劳伦斯伯克利国家实验室的主任。“朱说你听到的关于气候变化的一切都是错误的。情况比人们知道的要糟糕得多——每个工程师都应该为此而努力，”奥唐奈回忆道。接下来的四月，他离开了自己创办的视频处理芯片公司Equator，带着大约一年的薪水，得到了机会。

他参加会议，阅读科学论文，与研究人员交谈，并逐渐相信朱是对的。然而，避免现在熟知的全球变暖危害——洪水、猛烈的风暴和饥荒——需要几乎难以想象的改变。根据气候变化政府间专门委员会（IPCC）的最新报告，这意味着在40年内将二氧化碳排放量削减高达80%。

奥唐奈迅速拒绝了几乎所有提出的替代方案。他得出结论，所谓的清洁煤的使用需要捕获和储存碳，这既昂贵又不切实际。通常的绿色宠儿，风力涡轮机和太阳能电池板，效果也不理想。当下午的阳光炙烤时，人们开启空调，微风通常会消失。“在高峰时段，风力无法依赖，”PG&E的能源采购副总裁方万说。因此，它只能满足15%到20%的电力需求。

太阳能光伏板也无法产生太大影响，因为它们太昂贵。“太阳能光伏是一个不错的生意，但与气候无关，”奥唐奈说。

他并不掩饰对绿色阵营中许多人的蔑视。“环境界的很多人表现得好像他们不会算数，”他抱怨道。“如果我们真的对此认真，我们必须有一个足够大的方案，成本合理，并且能够为美国和欧洲供电——同时也能送往中国和印度。”

到去年春天，奥唐奈得出结论，唯一可行的方法是集中太阳能热技术，用数英亩的镜子覆盖地面，产生蒸汽来驱动涡轮机。这项技术是以色列公司Luz Corp.在1980年代用于在莫哈维沙漠建造九个发电站的。这些发电厂使用抛物线形的镜槽，将阳光聚焦在每个槽中的油管上。然后，油加热水以产生蒸汽。这些发电厂仍在运行，以极高的可靠性发电354兆瓦，但成本从未降到能让公用事业公司印象深刻的水平。

与此同时，西班牙的Acciona正在内华达沙漠建造一个更新版的64兆瓦发电站。抛物线槽工作得很好。但镜子等部件必须非常精确，这使得它们的制造变得困难且昂贵。莫哈维的原始系列发电厂将成本从每千瓦时28美分降至16美分，而较新的发电厂则便宜一两美分。但奥唐奈决心从10美分开始，并从那里降低成本。

那么有没有更好且成本更低的方案呢？

“它有效”

奥唐奈在2006年5月的一个工程协会会议上翻阅一本科学期刊时偶然发现了答案。悉尼大学教授大卫·米尔斯的一篇论文描述了一种几乎平坦的镜子阵列，将阳光聚焦在由支柱支撑的固定管道上（图示）。这种镜子比抛物线槽更容易和便宜制造，并且可以制造得足够坚固以抵御佛罗里达的飓风。而且，米尔斯并没有使用槽中的油管，这会消耗能量来泵送油，而是利用太阳的热量直接将水转化为蒸汽。“这让我大为震惊。我想：‘哇，米尔斯要么是天才，要么是疯子，’”奥唐奈回忆道。“如果它在学习曲线的初期就能与煤炭竞争，那将改变世界。”

他学得越多，就越感兴趣。米尔斯已经在太阳能技术上工作了三十年。2002年，他与当地商人彼得·勒利弗建立了合作关系，后者一直在制造牧场主用来提升和运输羊的升降门车辆。

在一个租来的车库里，勒利弗将第一个镜子的部件组装在一起。他的团队几乎无法在车库的柱子之间将其推出。但它成功了。“那个第一个镜子聚焦得很好，”勒利弗说。“它能烧掉你手背上的汗毛。”他们以微薄的资金在新南威尔士州利德尔煤电厂旁边组装了60个镜子，形成一个1兆瓦的阵列。当他们打开开关时，蒸汽喷涌而出。“大家都惊讶于它第一次就成功了，”米尔斯说。

奥唐奈在2006年5月给米尔斯发了一封电子邮件。“我告诉约翰大致上让他走开，”米尔斯说。“但他非常坚持。”9月，奥唐奈飞往澳大利亚，在那里他遇到了更多的怀疑。“我们说，你必须给我们一个荒谬的金额，因为我们处于一个非常好的位置，”勒利弗说。

奥唐奈的资金并不雄厚，但他有良好的联系人。他一直在帮助维诺德·科斯拉评估太阳能公司。他告诉科斯拉，澳大利亚的方法是最好的。他和勒利弗匆忙写了一份计划，打算建设2吉瓦（2000兆瓦）的发电厂，翻倍全球太阳能发电的产量，“作为我们的开场表演，”奥唐奈说。在10月初，米尔斯和勒利弗访问了加利福尼亚。“我不知道维诺德·科斯拉是谁，所以我完全没有恐惧，”勒利弗回忆道。六天后，奥唐奈、澳大利亚人和风险投资家达成了最终4700万美元投资的条款。

Khosla 仍然有疑问。“我们知道它会有效，但成本是多少，性能水平又如何？”Khosla 说。“玻璃会在 15 年后分层，还是管道上的涂层会退化？”Khosla 支付给工程公司 Black & Veatch Corp. 以研究在澳大利亚的阵列。“风险投资花这么多在尽职调查上是非常不典型的，”Khosla 说。PG&E 也派出了工程师。结果很好。

新公司 Ausra 在加利福尼亚州的帕洛阿尔托找到了空间。Mills 和 Le Lièvre 彻底改变了他们的生活并搬到了附近。（Le Lièvre 骑着一种通过划船动作推动的自行车上班——这是他普拉提教练妻子推荐的全身锻炼。）O’Donnell 聘请了两位在智利、印度和萨尔瓦多建造发电厂方面有经验的公用事业高管。

当我和 O’Donnell 骑着他的卧式双人自行车在帕洛阿尔托周围骑行时，他对自己组建的团队充满热情。“能来这里工作是我一生中最大的特权，”他说。“我们有愿景，能够与更大问题相连接，拥有基础科学、商业团队和财务团队。”

然而，从一个有前景的技术到建造一个 4 亿美元的 100 兆瓦电厂是一个巨大的飞跃。第一步是与公用事业公司签订合同，以固定价格提供电力——所谓的购电协议——Ausra 希望很快与 PG&E 和 FP&L 宣布。但这很棘手。如果太阳能电厂出价过低而无法以该价格交付，投资者将会遭受损失。

因此，投资银行家们非常谨慎。Acciona 在内华达州建设其 64 兆瓦太阳能电厂时面临许多障碍，但最终能够获得融资，因为基本的抛物线槽技术已经得到验证。“风险问题非常真实。如果类似的工厂没有运营 20 年，他们会遇到更大的困难，”长期行业顾问 Frederick H. Morse 解释道，他现在是 Abengoa 的高级顾问。

作为一家拥有新技术的初创公司，Ausra面临更大的财务挑战。煤电厂的建设者能够依靠80%到90%的债务，利率为5.5%到6%。他们的股权投资者期望约11%的股本回报。这使得平均资本成本约为7%。但由于没有人建造过大型太阳能电厂，投资者要求风险溢价。O’Donnell的股权投资者希望获得更高的20%的回报率。此外，他只能获得50%的债务，利率为7.5%。因此，Ausra首批电厂的整体资本成本为12%。

因此，希望是前几座大型电厂能向投资者展示风险较低，从而使未来的资本成本下降。这将使Ausra能够将价格降低到当前的10.4美分以下。“一旦人们建造一两个单位，财务风险溢价就会消失，”新墨西哥公用事业PNM的高级副总裁Jim Ferland解释道。

这种不确定性并没有阻止投资者。金融界有一种感觉，风能和乙醇的繁荣已经结束。下一个是什么？看起来是太阳能。“太阳能项目的交易量显著增加，”华盛顿的Chadbourne & Parke合伙人Keith Martin说。“这是我们这里增长最快的融资领域。”

这一趋势对Ausra有利。在九月中旬，该公司聘请了来自Calpine Corp.的资深公用事业高管Robert E. Fishman担任首席执行官，解放了O’Donnell全职担任传播者。Ausra还在亚利桑那州、科罗拉多州和内华达州忙于洽谈交易。“他们显然相信有技术解决方案可以应对我们的能源挑战，而他们正在开发这些解决方案，而华盛顿的大多数人则在争论，”能源与自然资源委员会主席、曾与O’Donnell和Khosla会面的参议员Jeff Bingaman（民主党-新墨西哥州）说。

奥斯拉的大型太阳能竞争对手表示，该公司正处于危险之中。当奥斯拉建造其第一座工厂时，怀疑者预测，它将面临工程挑战，这将提高价格。“他们提出的价格非常低，”摩尔斯说。“但如果他们是对的，如果它是可融资的，并且如果它在30年内可靠运行并满足公用事业的需求，那将是一个巨大的成功。选择与他们合作的公用事业公司将看起来像天才，而你为报道他们也会显得很聪明。”

基本物理学表明，足够的阳光照射在西南部的沙漠上，可以多次提供美国所需的所有电力——只要有足够的镜子。但奥唐奈已经在考虑下一步——走向全球。他认为，欧洲可以从摩洛哥的大型太阳能工厂获得所有电力。他甚至有一个狡猾的中国计划。“坦率地说，该公司的最初目标是启动一场军备竞赛，让我们在美国领先，然后中国决定参与其中，”他说。“如果他们抄袭我们，那也没关系！没关系！”

这种评论让他的同事们翻了个白眼。“约翰听起来有点像个疯狂的科学家，”莱恩说。“他的头脑非常敏锐，智商非常高，他只是不知道自己在说什么。但他一年前谈论的所有事情，现在我们都在说。我们需要他继续推动这一进程。”

作者：约翰·凯里，亚当·阿斯顿