第三节 领先企业案例
一、日本夏普
夏普这个名字,你会想起什么产品呢?太阳能计算器、液晶电视,还有不同的家电。在太阳能电池行业里,夏普更是无人不知,因为它自1999年以来已经是世界产量第一了,其领袖地位直到现在仍然是不可动摇。那么,夏普公司是如何创立的?它又为什么制造太阳能电池呢?
夏普的名字来自它第一件产品“EVER READY SHARP PENCIL”,这是由它的创业者早川德次在1912年发明的金属自动铅笔。自此,它开始了不断进行产品创新的征途。1925年,日本国产第一部收音机成功在夏普诞生了。1951年,夏普更是成功研制出日本国产的第一台电视机。
在太阳能电池方面,它在1959年开始研发,更在1963年最早成功开始生产电池。在1966年,夏普将太阳能电池装上灯塔,并在1976年,把自己生产的太阳能电池安装在日本的人造卫星上。夏普致力于发展可在严峻环境下使用的太阳能电池,故此,累积了在不同使用条件下使用硅(单晶硅、多晶硅、薄膜系列)和化合物等多种材料生产太阳能电池的技术。夏普也拥有建立太阳能发电系统的技术。
夏普更以保护环境为己任,2004年,提出了“2010年,力争成为这样的企业:将地球变暖的负荷减为零”的企业蓝图。一方面,夏普尽可能抑制在全球事业活动中所排放的温室效应气体量;另一方面,积极大幅度地扩大通过夏普生产的太阳能电池创造能源,通过新产品的节省能源效果降低温室效应气体的排放量,该构想预计:在2010年,温室效应气体的减少量将可望高于排放量。它更将中期目标定为“以独一无二技术争创环境先进企业,提出健康&环保生活新方案”,太阳能电池将会对这些保护环境的目标作出重要的贡献。
面对太阳能发电成本比传统方法昂贵的问题,夏普如何利用太阳能电池去达到它的目的?夏普通过技术改进作出针对性改善,以降低太阳能电池成本,并继续研发用途更广泛的太阳能电池,以促进太阳能电池的普及性。
夏普如何改善以硅片为基础的太阳能电池?它通过有效利用材料和增加转换效率去降低成本。在节省材料上,夏普不断改善生产工艺,使硅片厚度由1997年的380μm降至2005年的180μm,在不久的将来,夏普期望能够将硅片厚度降低到100μm。夏普的单晶硅太阳能电池在2004年时已达到18.4%的转换效率。在2006年,通过改良配线及连接方法,使用铝薄膜和透明树脂可以使保护层薄膜的寿命延长40年,因此模块的使用寿命由原来的25年延长为35年,减低了平均发电成本。
面对晶硅供应紧张的问题,夏普也努力研发薄膜太阳能电池,制造出厚度只有2μm的薄膜硅太阳能电池。与晶硅太阳能电池相比,硅的使用量仅为1%,能大幅降低硅的使用量,因此可节省资源、降低价格,更容易让产品融入生活。此外,由于可大面积生产,所以利用激光将整块划分成格的晶硅薄膜透明太阳能电池可直接用于建筑物的窗户和屋顶上,可以简化模块组装的过程。而其模块转换效率高达10%(为业界最高水平),所以,单位发电量的模块价格(即每度电的价格)比原来降低了10%。
除了采用硅外,夏普也研发使用其他物料去生产高转换效率的太阳能电池,如转换效率可达28%以上的可弯曲的“化合物柔性太阳能电池”、转换效率高达30%的“聚光型太阳能电池”,但这些技术仍在实验室阶段。聚光型发电系统可跟踪阳光,利用菲涅尔透镜将阳光集中于一点,用汇聚700倍的强光照射电池。而所用的电池是以硼和锂化合而成,约7mm见方。它既能大大减少原材料使用量,又能维持较高的转换效率。
在促进新用途方面,夏普在2004年推出了发光二极管(LED)与太阳能电池模块一体成型的发光太阳能电池“Lumiwall”以及无需供给电力即可独立设置的“太阳能照明灯”等产品。Lumiwall将采光与发光功能集于一体,白天一边采光一边发电,晚上则提供照明灯光。
总括来说,其IPD战略就是用降低成本和增加太阳能电池应用的手段,增加产品销售。
夏普在综合产业链的管理上又做了什么,使它能持续多年成为世界太阳能发电产业的龙头企业呢?一如在行业本质中所提到的:在太阳能发电行业中,最重要的是确保原材料有充足的供应,继而大量增加产能,才能达到规模经济的效果,最终降低成本。而在推动销售方面,通过多种销售渠道,政府政策推动,大型的推广活动,如参与大型太阳能发电项目、教育讲座等,使消费者体会到太阳能发电的实际好处,将太阳能发电融入社会每个阶层的生活中。这一切,夏普都做对了。
夏普采取了两项确保原材料稳定供应的措施。首先,夏普与材料厂商签订长期的硅片供货合约。夏普通过住友商事株式会社与挪威REC签订六年的硅片供应合约。夏普从中国台湾地区的最大单晶硅制造商中美晶购买硅棒,向英国PV Crystalox Solar购买硅棒、硅片。
除此之外,夏普还在2007年1月成立太阳能系统业务本部富山业务所,投产太阳能电池用硅。通过硅原料的自行生产,夏普建立起原材料、晶圆、电池、模块的一条龙生产体制。
在扩充产能方面,夏普在日本奈良县的新庄工厂设太阳能电池组生产线,将年生产能力扩大至2007年3月的710MW。在2007年7月,夏普宣布,将在大阪府堺市建设液晶面板及太阳能电池新工厂。此联合工厂总面积为127万平方米(为龟山工厂的4倍),总投资规模达到1兆日元。太阳能电池新工厂的生产规模,计划将达到每年1000MW。预计在2010年3月之前开工投产。希望能通过与液晶面板工厂共享基础设施降低成本,同时使其成为全球产量最大的太阳能电池工厂,以维持全球第一的市场占有率。估计在新工厂建成后,夏普的产量将占到目前全球产量的一半。
在销售推广方面,除了日本,针对现在世界销量最高的地区是德国及美国,夏普在欧洲及美国设立模块厂,并通过当地的子公司与不同的模块供货商、系统供货商、分销商、建筑及房屋发展商、各类承办及物料供货商合作,增加更多渠道,务求使太阳能发电能融入住宅、商厦、工业,甚至是休闲娱乐场所,进入社会各阶层的生活。
此外,日本政府不遗余力地推动普及太阳能发电的政策,目的就是刺激市场需求,如在1994年,对住宅使用太阳能发电的家庭提供补助,并要求电力公司收购住宅太阳能发电的多余电力。夏普借此机会,努力增产,把太阳能发电普及到一般的日本住宅。除了利用政府政策外,夏普通过与花旗银行合作,向美国住户提供安装太阳能发电系统的贷款优惠以减低用户的财务负担。住户可享有低息优惠,亦可选择利用楼宇按揭去缴付安装太阳能发电系统的费用,减低住户因一次性大额付款而不安装太阳能发电系统的可能性,借此鼓励更多住户使用。
为了使更多人认识太阳能发电与地球环保的重要性,夏普于2003年接受日本NEDO技术开发机构的委托,为1天之中仅有几小时能用电的蒙古国诺杨村安装了太阳能发电系统。夏普希望,这些饱受电力不足之苦的人们告诉全世界节约能源的重要性。
从2004年10月起,夏普举办了“学会使用太阳能活动”。夏普派出专门人员前往日本各地的学校和市民教室,采取问答等形式,使用自编的教材,就环境问题和清洁能源进行简单易懂的介绍。截至2006年3月31日,在所举办的学习活动中,总计参加者达到3860人。
夏普为了改变大多数人认为太阳能发电只适合在万里无云、酷热的天气下才可以用的观念,于2007年7月在美国加州进行为期6个月的大型推广活动。告诉加州的居民什么是太阳能发电。夏普的太阳能发电广告在各个报纸、杂志和网站刊登。夏普还寄发海报和教学计划给小学老师,帮助他们教导孩子。
在英国,夏普主动资助“Solar 4 Schools”项目,提供太阳能模块替100所学校安装太阳能发电系统,教育下一代使用太阳能发电的好处,让他们知道太阳能是最有效的代替传统发电的能源。
夏普不断突破技术局限去减低成本,保障原材料供应,增加产能,利用不同方法去推广太阳能发电并增加产品销量,这符合行业本质,因此夏普能够在这一行业屹立不倒。
二、中国尚德电力
中国尚德电力成立于2001年,创办人为施正荣。他通过全资拥有的澳大利亚公司Power Solar System Pty Ltd出资40万美元,加上作价160万美元的太阳能电池技术,联同无锡政府8家国有企业出资600万美元,共800万美元建立无锡尚德。初期尚德电力的公司架构如图3-17所示。
图3-17 2001年尚德电力的结构图
到了2004年,由于受惠于德国太阳能发电市场的急速发展,尚德在该年的净利润为1980万美元。为了筹组更多的资金,施正荣开始准备引入外资。
施正荣仅仅花了一年的时间,于2005年把尚德变成为一家全外资的公司,而通过他另外一家全资拥有的公司D&M Technology持有54.14%的无锡尚德股权。到了2005年,尚德的公司架构有了变化。
图3-18 2005年尚德电力的公司架构
2005年12月14日,尚德控股向公众出售2000万新股和638万旧股,在纽约证劵交易所完成了上市,每股发行价为15美元。按公司上市首日收市价(每股21.2美元)计算,施正荣拥有尚德46.8%的股份,价值超过14亿美元。
经过几年的发展,现今,尚德电力已是一家市值超过100亿的超级企业。这正是因为它能抓紧机遇,配合有效的IPD与ISC管理。
尚德意识到提高技术把太阳能发电融入生活的重要性,所以自2001年公司成立开始,尚德便集中资源增加太阳能电池效率。例如:开发硅手指、开发“PLUTO”技术使太阳能电池转换效率达18% ~19%,可望在2008年达到20%。值得注意的是,截至2006年,以单晶硅及多晶硅为主的太阳能电池技术,它们的平均转换效率也分别只有15% ~18%和14%而已!除此之外,尚德已开始研发自己的薄膜技术。不断提升自己的技术,发展薄膜技术,正是太阳能发电产业里整合生产开发的要旨。
在技术的层面上,尚德走的路与日本夏普及德国Q-Cells有点不同:夏普着重消费者的要求,它的技术发展集中于“可用性”(usability);Q-Cells把资源放在掌握不同的薄膜技术上等等。而尚德则主要从硅片太阳能电池的设计着手:例如上文提及的硅手指技术。尚德把太阳能电池的材料用量保持不变,但把太阳能电池的设计加以改变,使传统金属导电带的遮光问题减少,从而提升效能。可以说在IPD的发展上不同企业有不同的方法,但目标都是一致的。
在ISC方面,为集中资金竞购硅材料,尚德尽量利用国内低廉人力资源进行生产和科研。同时,尚德与不同的上游企业签订合作协议(例如与LDK签约10年,LDK每年都向尚德提供硅片),借此利用资金优势打败对手抢购原料。
除了稳定原材料,扩充产能,尚德还懂得好好利用政府推动太阳能发电的政策:例如通过享受旧金山政府提供的优惠,在北美洲设立了桥头堡,打入加州太阳能发电市场。
最后通过多项代表性工程,例如:为地球海拔最高的哨所——查果拉哨所成功供电,又提供技术为奥运圣火珠峰驿站的落成供电,改建中国无锡机场屋顶太阳能离网项目及参与2008年北京奥运主会场的太阳能发电系统。尚德希望通过参与不同的建设,改变人们观念,拉近人们与太阳能发电的距离。
尚德从稳定硅材料的供应,到短时间内扩充太阳能电池的产能,以至抓紧利用不同政府推动太阳能的政策,最后到处的向大众推广太阳能发电的好处以拓展销售渠道。这些都与我们所提出太阳能发电产业的ISC不谋而合。
三、德国Q-CeIIs
德国Q -Cells成立于1999年,是目前欧洲最大的太阳能电池制造商,全球排名第二,仅次于日本夏普。Q-Cells的主要业务是单晶硅及多晶硅太阳能电池的发展、制造及市场推广。Q -Cells由2001年开始生产太阳能电池,到了今天,Q -Cells的雇员超过1300人,主要基地为德国的Thalheim、Saxony。
Q-Cells采取一个不同的发展战略。日本夏普和中国尚德电力除了制造太阳能电池外,还向下游发展,开发和制造电池模块、太阳能建筑一体化产品。但Q-Cells的战略就是集中资源去发展和生产太阳能电池,利用技术去扩大市场占有率和减低成本,目标是将太阳能发电成本降至传统发电的水平。除了增强技术基础,Q -Cells同时大幅增加产能去抢占市场,最终成为欧洲最大的太阳能电池制造商。
掌握技术是太阳能发电产业一个重要课题,但究竟Q-Cells如何增强它的技术呢?在IPD上,Q-Cells的目标是开发有较高商业价值的技术。现在,硅片太阳能电池是技术上最成熟的产品,占有约90%的市场,但依然有改进空间,所以它集中研发硅片技术去减低成本。同时薄膜太阳能电池经过多年研究,开始进入商业化生产,所以Q-Cells同时将多种薄膜太阳能电池进行商业化生产。
与尚德及夏普一样,Q -Cells一样把庞大的资源放到提升硅片技术上。例如它把硅片的厚度由2003年的300μm缩减至2006年的200μm。我们之前提及过发电效应只有在硅片的表面发生,硅片的厚度愈小就愈能节省材料。根据Q -Cells的资料,硅片厚度每减少70μm,产量会增加10% ~15%,也就是说成本会减少10% ~15%。除节省硅材外,Q-Cells同时注重太阳能电池转换效率,多晶硅电池平均转换效率由2002年的14.3%增加至2007年的15% ~16%。效率每提升1%,会减低整体成本7%。另外,Q-Cells还研发使用冶金级硅去生产太阳能电池,采用冶金级硅有助进一步减低成本。
除了自身的研发,Q-Cells还与不同机构合作,以取得不同的硅基技术及薄膜技术。在硅基技术方面,Q-Cells于2005年通过Evergreen Solar合组联营公司EverQ GMBH获取“丝带状硅晶提拉”技术去减低生产过程中硅的用量。Evergreen Solar研发了应用于晶圆生产的“丝带状硅晶提拉”技术,这技术所需硅材量较传统生产技术少30% ~35%。于2006年Q-Cells取得Solaria Corporation的12.39%股权,在硅基太阳能电池基础上研发低聚焦太阳能技术,目标是以同量的硅材可得到2~3倍的输出。
在薄膜技术方面,Q-Cells通过自身研发和不同机构合作开发薄膜太阳能电池。Calyxo为Q -Cells全资附属机构,主要发展以碲化镉为基础的薄膜技术,以期为Q-Cells大幅节省成本。Q-Cells同时持有Brilliant 234的100%股权,目标是研发微晶硅薄膜技术,该技术有潜能生产出转换效率超过10%的薄膜太阳能电池。此外Q-Cells通过持有21.71%股权的csg Soloar去取得另一种晶硅薄膜技术。Solibro GmbH是Q -Cells和瑞典Silbro AB合组的公司,Solibro把铜铟镓硒吸光层涂于工业用玻璃基层面上作为太阳能电池。铜铟镓硒的优势在于无需硅材,并具有高效率潜质,工业生产成品的转换效率高逾12%,而其黑色外观也很易融入建筑物的外墙和屋顶。Q-Cells参与开发不同薄膜技术,目的只有一个:利用薄膜技术使太阳能发电产品的成本更具竞争力。
除减低成本外,Q -Cells通过持有51%股权的Flexcell去发展可挠式薄膜电池,这种产品特别适合用于消费产品、屋顶用品和太阳能建筑一体化系统。这使Q-Cells进一步扩大其产品用途,有助增加销量。
虽然与夏普及尚德的方针未必一样,但不论方法取向如何,最终的目的都是希望借着新技术能大幅减低生产成本,减低对硅材料的依赖,从而把发电成本降至现在的一般水平,令太阳能更贴近生活。不同企业虽有不同的策略,但在效果上都能达到太阳能发电产业IPD的要求。
在整合供应链方面,各龙头企业都不约而同地努力保障硅材料的供应。Q-Cells也不例外,在这方面取得了不错的进展。在2007年,Q -Cells与Elkem Solar签订冶金级硅的长期供应协议,而且向Good Energies收购挪威上游龙头企业REC 17.9%的股权,以稳定未来硅材料的供给。估计长期原材料供应合约能提供足够的硅,使Q -Cells于2010年有能力生产1GW太阳能电池。
确保了硅材料的供应,Q -Cells也着手增加产能。在2006年,Q -Cells产能已上升至336MW,到了2008年,产能估计会增加至876MW。Q-Cells抢先一步确保原材料的供应,成功把握市场急速发展而壮大。
除了利用自身优势,Q -Cells有没有利用政府的政策呢?答案是有的。Q-Cells受惠于德国政府的《再生能源法》,令其净收入由2003年的300万欧元增至2006年的9710万欧元。另外,2005年Q -Cells从德国政府获得3500万美元津贴兴建厂房。兴建厂房的成本降低了,制造太阳能电池的成本也降低了。Q-Cells利用政府的优惠降低生产成本,让太阳能更贴近百姓的生活。
在推广太阳能方面,Q-Cells使用一辆太阳能动力车环游世界,宣扬阻止地球变暖。为了把太阳能发电技术推广给人们,龙头企业都是不遗余力的。
通过对行业本质的掌握,Q-Cells奋力取得新技术,稳定硅的供应以降低原材料成本,迅速扩大产能并宣扬太阳能的好处,终于取得回报。Q-Cells成为全球第二大太阳能电池生产商。
接着,我们比较三大太阳能发电厂商在整合生产开发﹙IPD ﹚及整合供应链﹙ISC﹚上的各项策略及表现。
首先,我们以表3-3总结三大厂商在整合生产开发方面的策略。
表3-3 三大厂商整合生产开发的策略
面对发电成本较高的问题,三大厂商都在努力削减发电成本。其中最主要方法就是技术革新。无独有偶,各厂商都采取大同小异的方法。对于以硅片为基础的太阳能电池,主要是减少硅材料的用量和增加转换效率,以降低整体发电成本。由于硅的供应紧张,减少硅的损耗或用量更为重要,所以各厂商都致力于克服种种生产上的困难,以使用更薄的硅片去生产太阳能电池。三大厂商都可以制造厚度为210μm或以下的硅片太阳能电池。由于纯度越高的硅,提炼成本越高,Q-Cells研发利用冶金级硅(纯度较低)去生产成本更低的太阳能电池。
削减硅片的厚度只能作出渐进式的改善,革命性的改变还是开发薄膜太阳能电池。薄膜电池可以使用极少量的硅,甚至不使用硅,所以三大厂商都投入大量资源开发薄膜电池。
除了减低成本,三大厂商都借助发展新产品去开拓新市场,其中较明显的是太阳能建筑一体化产品,这种产品可使产品更容易安装于建筑物上。夏普通过自行开发这种产品去攻占这个市场,尚德借着收购日本MSK进入这个市场,而Q-Cells则与其他公司合作,生产可用于这个市场的太阳能电池。
一般而言,厂商可以通过自行研发、收购、合作去取得所需要的技术。由于各厂商优势或策略不同,取得技术方法也有不同。夏普由于拥有强大科研实力,所以夏普主要是通过自行研发取得技术,例如夏普开发新制造技术使厂房可同时生产液晶面板和薄膜太阳能电池,使生产成本降低。尚德利用中国人力资源成本较低的优势,也是通过自行研究去取得主要技术,例如开发“PLUTO”技术去增加转换效率,这技术使尚德现时在这方面拥有优势。Q-Cells除了自行开发外,更致力通过与不同机构合作以快速取得技术,例如与Evergreen Solar合作取得“丝带状硅晶提拉”技术,和瑞典Silbro AB取得铜铟镓硒薄膜技术。这也符合其发展策略:尽快把有潜质的技术商业化,Q-Cells取得了多种薄膜技术,可以减低发展风险和财务负担。现时Q -Cells通过不同的子公司掌握了铜铟镓硒、碲化镉、微晶硅和非晶硅等薄膜技术。
总括而言,在整合生产开发范畴中,各厂商现在都致力掌握不同的新技术去减低太阳能电池成本,尽快把太阳能融入生活中。
我们再以表3-4总结三大厂商在整合供应链的策略。
表3-4 三大厂商整合供应链的策略
以硅片为基础的太阳能电池市场份额超过90%,是市场上最成熟的产品,所以硅便成为整个产业链最重要的原料。通过观察三大厂商的策略,大家都不难发现,各厂商都和不同的上游供货商签订长期合约去保障硅的供应,使生产线不停运作。这也可以避免厂商从现货市场高价抢购硅,最终目的是减低原材料的成本,从而降低电池成本。其中,夏普更是开始自行生产硅料,而Q -Cells则采取入股REC的方法去保障硅的供应。
拥有原材料以后,各厂商都采取一致的行动:增加产能,通过大规模生产提高经济规模,从而减低成本,使太阳能电池更快地融入我们生活之中。
有了产能,开拓市场便是另一个重点。由于太阳能发电成本比传统能源高,所以需要政府政策去推动市场发展,而能够把握政府政策的厂商才能脱颖而出。宣传太阳能是另一个开拓市场的方法,它可以使人们更加意识到太阳能越来越融入我们生活当中。尚德通过示范工程,例如北京奥运会鸟巢体育馆,去宣扬太阳能的好处,同时建立尚德的品牌。夏普又如何呢?夏普安装太阳能系统在一些休闲活动场所,例如球场、观光船等,以此宣传太阳能已经进入生活之中。同时,它更多采用教育的方法去推广太阳能,例如举办太阳能讲座等等。另外,夏普也推出一些特殊的太阳能发电产品,例如,Lumiwall、太阳能街灯等,一方面引起大众注意太阳能的潜力,一方面有助于开拓新市场。由于Q -Cells产品是太阳能电池,而其直接客户为模块生产商,所以向大众推广的力度较小,但它也赞助一些宣传太阳能的活动去建立企业的环保形象,以提高企业形象的手段来促进销售。
从以上讨论中,我们发现,三大厂商都通过有效的ISC去减低成本、扩大产能,利用不同途径去增加销售。
夏普、尚德和Q-Cells在整合生产开发方面都致力于发展太阳能电池技术,更有效地管理太阳能发电产业供应链上的不同环节。可想而知,它们能进入全球太阳能电池年产量前五位是自然而然的。