Hvorfor Amerika egentlig ikke lager solcellepaneler lenger

Amerika oppfant silisiumsolceller på 1950-tallet. Den brukte mer på FoU på solenergi enn noe annet land på 1980-tallet. Den mistet uansett sin teknologiske fordel.

hanskede hender holder et termoelektrisk panel i et svart-hvitt-bilde

Amerikanske forskere eksperimenterte med ukonvensjonelle solenergidesigner, for eksempel dette termoelektriske panelet.(Universal History Archive / Universal Images Group / Getty)

Hver uke gir vår ledende klimareporter deg de store ideene, ekspertanalysene og viktig veiledning som vil hjelpe deg å blomstre på en planet i endring. Registrer deg for å få T den ukentlige planeten , vår guide til å leve gjennom klimaendringer, i innboksen din.




Du ville ikke vite det i dag, men den fotovoltaiske silisiumsolcellen – standard solcellepanelet i sort og kobber du kan finne på hustak og solcellegårder – ble født og oppvokst i Amerika.

Teknologien ble oppfunnet her. I 1954 tre amerikanske ingeniører ved Bell Labs oppdaget at elektroner strømmer fritt gjennom silisiumskiver når de utsettes for sollys.

Den ble utplassert her. I 1958 boltet den amerikanske marinen solcellepaneler til Vanguard 1 , den andre amerikanske satellitten i verdensrommet.

Og en tid ble den til og med laget her. På 1960- og 70-tallet dominerte amerikanske selskaper det globale solenergimarkedet og registrerte de fleste solpatenter. Så sent som i 1978 hadde amerikanske firmaer 95 prosent av det globale solenergimarkedet, ifølge en studie .

Nøkkelsetningen er for en tid. Solcellepaneler er egentlig ikke laget i USA lenger, selv om markedet for dem er større enn noen gang. Fra 1980-tallet gikk lederskapet i industrien til Japan, deretter til Kina. I dag, bare en av verdens 10 største produsenter av solceller er amerikansk.

I løpet av de siste tiårene har denne typen historie – om oppfinnelser, globalisering og avindustrialisering – vært en del av bakgrunnsbrummen til den amerikanske økonomien. I det siste har beslutningstakere virket ivrige etter å gjøre noe med det. Forrige uke et robust og topartisk(!) flertall i Senatet vedtatt et lovforslag rettet mot å bevare USAs teknologiske konkurranseevne mot Kina. Den vil bruke mer enn 100 milliarder dollar på grunnleggende forskning og utvikling i løpet av de neste årene.

Og som en del av hans infrastrukturforslag, Joe Biden har bedt Kongressen om å godkjenne 35 milliarder dollar for ren-energi FoU. Observatører til venstre har malt denne figuren som ynkelig liten, og påpeker at den er omtrent lik hva amerikanere bruker på kjæledyrmat hvert år.

Jeg føler med bekymringene deres. Men jeg skriver om disse forslagene fordi jeg har et større problem med dem: Jeg er ikke sikker på at FoU er svaret på problemene våre . Eller, i det minste, jeg er ikke sikker den typen FoU som Kongressen ønsker å godkjenne er svaret på våre problemer.

La oss sikkerhetskopiere. FoU refererer generelt til utgifter til forskning som ikke har en åpenbar eller umiddelbar markedsapplikasjon . U.S.A. leder verden i FoU-utgifter , og har gjort det i flere tiår, selv om Kina er på nr. 2-plassen og vinner. FoU kan virke som et ufattelig kjedelig tema, i likhet med å krangle om medisinske data eller gi godkjenninger, men det dreier seg om noen av de mest dyptgripende – og ubesvarte – spørsmålene til industriell sivilisasjon: Hvorfor utvikles noen teknologier i stedet for andre? Hvorfor blir noen land raskere rikere enn andre? Hvordan kan vi forbedre folks liv så raskt som mulig – og kan myndighetene gjøre noe for å hjelpe? Fremfor alt, hvor kommer økonomisk vekst fra? Det er dette vi kjemper om når vi kjemper om FoU.

Og det er derfor jeg tror historien til solenergiindustrien er så viktig. (Følgende konto står i gjeld til min lesning og snakker med Max Jerneck , en forsker ved Handelshögskolan i Stockholm som har dokumentert historien til solenergi i USA og Japan .)

På slutten av 1970-tallet var det ikke åpenbart at den amerikanske solenergiindustrien var i fare. President Jimmy Carter og kongressen hadde nettopp opprettet Department of Energy, som lovet å utvikle nye energiteknologier med samme seriøsitet som USA bruker på å utvikle nye militære teknologier. Solenergiingeniører så en lys fremtid . Men så rammet en rekke endringer den amerikanske økonomien. Federal Reserve løftet rentene opp til all-time highs, noe som gjorde det vanskeligere for amerikanere å få billån, samtidig som den styrket dollaren mot andre valutaer, som gjorde det vanskelig for amerikanske eksportører å selge varer til utlandet. Presidentene Carter og Ronald Reagan løsnede regler mot bedriftsangrep, som lar Wall Street-handlere tvinge selskaper til å stenge eller spinne ut deler av virksomheten deres. Etter 1980 svekket Reagan også føderale miljøregler mens han demonterte det nye energidepartementet, og fjernet støtten til alternative energikilder som solenergi.

Amerikanske produsenter hadde allerede slitt med å konkurrere med import fra Øst-Asia. Nå grunnla de. Oppstartsbedrifter legges ned; eksperter forlot bransjen. Bedriftsangrepere tvang oljeselskaper, som Exxon, til å selge eller stenge sine små FoU-avdelinger for solenergi. USA, landet som en gang produserte alle verdens solcellepaneler, så markedsandelen deres krasje. I 1990, amerikanske firmaer produsert 32 prosent av solcellepaneler over hele verden; i 2005 utgjorde de bare ni prosent.

Japan hadde godt av denne plutselige abdikasjonen. På 1980-tallet, japanske, tyske og taiwanske firmaer kjøpte patentene og divisjonene solgt av amerikanske firmaer. Mens Japan ikke hadde noen solenergiindustri å snakke om i 1980, produserte det nesten halvparten av verdens solcellepaneler innen 2005.

Dette kan virke som en klassisk historie som Kongressen håper å forhindre. Likevel hadde FoU nesten ingenting å gjøre med kollapsen av den amerikanske solenergiindustrien. Fra 1980 til 2001 brukte USA mer enn Japan i FoU på solenergi hvert eneste år bortsett fra ett. La meg gjenta: USA brukte Japan på FoU hvert eneste år bortsett fra ett. Den mistet uansett den teknologiske grensen.

Problemet var ikke da – og er ikke nå – USAs mangel på FoU-utgifter. Det var settet med forutsetninger som styrer hvordan Amerika tenker på å utvikle høyteknologi.

Det amerikanske systemet, på 1980-tallet og i dag, er designet for å produsere grunnleggende vitenskap – forskning uten umiddelbar åpenbar anvendelse. I USA, på begynnelsen av 80-tallet, forberedte de fleste solcelleselskaper seg på de forutsagte massemarkedene for fremtiden: hustak og solfarmer i nettskala. Både krevde solcellepaneler for å bli betydelig billigere og mer effektive enn de var på den tiden: De krevde FoU, med andre ord.

Men Japans industripolitikk – som orkestrert av det mektige departementet for internasjonal handel og industri – fokuserte på å finne en kommersiell applikasjon for teknologi umiddelbart. Det ga også konsekvent, støttende finansiering for selskaper som ønsket å investere i å finne søknader. Som sådan ble japanske selskaper presset til å innlemme solcellepaneler i produkter så snart som mulig. I løpet av få år hadde de funnet solcellepanelets første store kommersielle bruksområde, og plassert dem i lommekalkulatorer, armbåndsur og annen forbrukerelektronikk. Fordi disse enhetene ikke krevde mye strøm, ble de godt betjent av solcellepaneler slik de eksisterte på 1980-tallet, ikke som hva en FoU-studie sa at de tenkte kunne bli i fremtiden.

Og Japans vilje til å sende raskt og ufullkomment hjalp til slutt det med å utvikle solenergi i bruksskala. Ettersom japanske firmaer masseproduserte flere solcellepaneler, ble de bedre på det. De lærte å gjøre det billig. Denne læring ved å gjøre til slutt reduserte kostnadene for solceller mer enn USAs teoretiske FoU noen gang klarte. Nylig har kinesiske firmaer etterlignet denne teknikken for å spise Japans andel av den globale solenergiindustrien, Greg Nemet , professor i offentlig politikk ved University of Wisconsin og forfatter av Hvordan solenergi ble billig , fortalte meg.

Zoom ut litt, og du kan se et dypere problem med hvordan amerikanere tenker om teknologi. Vi pleier, kanskje kontraintuitivt, å overintellectualize den. Her er et eksempel: Du har sannsynligvis bodd med en lekk kran i hjemmet ditt på et tidspunkt, en vask eller dusj der du måtte få den kalde knappen akkurat passe å faktisk stenge vannstrømmen. Hvordan lærte du å vri knotten på den riktige måten – fant og leste du en lærebok på høyskole om Advanced Leaky-Faucet Studies, eller fiklet du bare med knotten til du lærte hvordan du fikk den til å fungere? Hvis du måtte skrive ned instruksjoner for å vri knotten slik at den ikke lekker, ville du kunne gjøre det?

Å få kranen til å ikke lekke er et eksempel på hva antropologer kaller taus kunnskap, informasjon som er lagret i menneskets sinn og vanskelig å forklare. Høyteknologi krever mye mer taus kunnskap enn det amerikanske systemet vanligvis innrømmer. Forståelsen av hvordan man masseproduserer en bil eller solcellepanel er ikke lagret i en bok eller patentsøknad; det eksisterer i hjernen og kroppen til arbeidere, formenn og ingeniører på linjen. Det er derfor steder hvor ingeniører, designere og arbeidere kommer sammen – enten det er i Detroit, Silicon Valley eller Shenzhen – har alltid vært kilden til fremskritt.

Det amerikanske FoU-systemet er designet for å fikse en påstått svikt i det frie markedet - at ingen selskaper har et insentiv til å finansiere vitenskap for vitenskapens skyld. For å være sikker har denne tilnærmingen brakt fremskritt, spesielt innen medisin: COVID-19 mRNA-vaksinene trakk på år med utakknemlig ren FoU . Likevel, som Niskanen Institute-stipendiat Samuel Hammond skriver , dette skillet – mellom ren og anvendt vitenskap – er illusorisk. FoU er nyttig, men til syvende og sist bare organisasjoner som implementerer teknologi i masseskala kan faktisk fremme den teknologiske grensen. Vi trenger ikke at regjeringen finansierer mer vitenskap alene; vi trenger at regjeringen støtter en blomstrende industrisektor og motiverer bedrifter til å ta i bruk ny teknologi , som Japans regjering gjør.

Biden-administrasjonen ser ut til å være oppmerksom på noen av problemene med kun å investere i ren FoU. Den amerikanske jobbplanen foreslår bruke 20 milliarder dollar på nye regionale innovasjonsknutepunkter som vil forene offentlige og private investeringer for å fremskynde utviklingen av ulike energiteknologier. Det tar også sikte på å etablere 10 nye pioneranlegg, storskala demonstrasjonsprosjekter som vil jobbe med noen av de mest utfordrende anvendte problemene innen avkarbonisering, som å lage nullkarbonstål og betong. Jeg tror de er mer lovende enn å kaste mer penger på FoU i seg selv.

Å ta tak i klimaendringene krever at vi får FoU riktig . USA er ansvarlig for 11 prosent av årlige globale klimagassutslipp i dag . Andelen har falt siden 1990-tallet og vil fortsette å synke. Likevel, uansett andel av global karbonforurensning, forblir det verdens FoU-laboratorium og dets største, rikeste forbrukermarked. En av de beste måtene USA kan tjene verden på, er å utvikle teknologier her som gjør avkarbonisering billig og enkelt, og eksporter dem deretter til utlandet. Men for å oppfylle den rollen, må den investere i virkelige teknologier: En flom av patenter fra universitetsforskere vil ikke redde verden. Det kan ingeniører, arbeidere og forskere som jobber sammen.


Enda en kort tanke om alt dette: Jeg innser at det kan virke dumt å si at solcellepaneler er en amerikansk teknologi. Hvordan kan vitenskap og teknologi ha en nasjonalitet når de er menneskehetens arv? (Jonas Salk, oppfinneren av poliovaksinen, på spørsmål om hvem som eide patentet for formelen hans: Kan du ta patent på solen? ) Men å beskrive solcellepaneler som amerikanske betyr ikke at bare amerikanere har rett til å bruke eller lage dem. Det er for det første å merke seg at teknologier er utviklet på bestemte steder, av bestemte personer. Vi bør fokusere på hva slags steder som gjør mest for å drive den gode typen teknologiske fremskritt fremover. Og det er et nikk, for det andre, til en realitet som pandemien gjorde uunngåelig: Et stort, rikt og industrialisert marked som USA (eller EU) skal kunne lage nok varer til seg selv i en nødssituasjon. At U.S. kunne ikke produsere sine egne ansiktsmasker fjoråret var for eksempel absurd. Ingen land bør spesialisere seg i å lage hvert eneste produkt, selvfølgelig, men land er foreløpig de grunnleggende enhetene i det globale økonomiske systemet, og de bør være i stand til å skaffe høyteknologiske nødvendigheter til sine innbyggere i en nødssituasjon.


Takk for at du leste. Abonner for å få The Weekly Planet i innboksen din.