Tại sao Mỹ phát minh ra các tấm pin mặt trời nhưng lại để Trung Quốc thống trị?
Mỹ đã phát minh ra pin mặt trời silicon vào những năm 1950. Nó đã chi nhiều hơn cho R & D năng lượng mặt trời hơn bất kỳ quốc gia nào khác trong những năm 1980. Dù sao thì nó cũng đã mất đi lợi thế công nghệ.
Ngày nay bạn sẽ không biết, nhưng pin mặt trời quang điện silicon – tấm pin mặt trời màu đen và đồng tiêu chuẩn mà bạn có thể tìm thấy trên các mái nhà ngoại ô và trang trại năng lượng mặt trời – được sinh ra và lớn lên ở Mỹ.
Công nghệ được phát minh ở đây. Năm 1954, ba kỹ sư người Mỹ tại Bell Labs đã phát hiện ra rằng các electron chảy tự do qua các tấm silicon khi chúng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
Nó đã được triển khai ở đây. Năm 1958, Hải quân Hoa Kỳ lắp các tấm pin mặt trời cho Vanguard 1 , vệ tinh thứ hai của Mỹ trong không gian.
Và trong một thời gian, nó thậm chí còn được làm ở đây. Trong những năm 1960 và 70, các công ty Mỹ thống trị thị trường năng lượng mặt trời toàn cầu và đăng ký hầu hết các bằng sáng chế về năng lượng mặt trời. Theo một nghiên cứu , vào cuối năm 1978, các công ty Mỹ đã chiếm lĩnh 95% thị trường năng lượng mặt trời toàn cầu .
Cụm từ quan trọng là “for a time – trong một thời gian.” Các tấm pin mặt trời không thực sự được sản xuất ở Hoa Kỳ nữa, mặc dù thị trường cho chúng lớn hơn bao giờ hết. Bắt đầu từ những năm 1980, vị trí lãnh đạo trong ngành đã chuyển sang Nhật Bản, sau đó là Trung Quốc. Ngày nay, chỉ có một trong 10 nhà sản xuất pin mặt trời lớn nhất thế giới là công ty Mỹ.
Trong vài thập kỷ qua, loại câu chuyện này – về phát minh, toàn cầu hóa và phi công nghiệp hóa – đã là một phần của nền kinh tế Mỹ. Gần đây, các nhà hoạch định chính sách dường như mong muốn làm điều gì đó về nó. Tuần trước, đa số nghị sĩ lưỡng đảng (!) Trong Thượng viện đã thông qua dự luật nhằm duy trì “khả năng cạnh tranh công nghệ” của Mỹ trước Trung Quốc. Nó sẽ chi hơn 100 tỷ đô la cho nghiên cứu cơ bản và phát triển trong vài năm tới.
Và là một phần trong đề xuất cơ sở hạ tầng của mình, Joe Biden đã yêu cầu Quốc hội cấp phép 35 tỷ đô la cho R&D năng lượng sạch. Các nhà quan sát bên trái cho rằng con số này nhỏ đến đáng thương, chỉ ra rằng con số này bằng với số tiền người Mỹ chi cho thức ăn cho vật nuôi hàng năm.
Tôi thông cảm với những băn khoăn của họ. Nhưng tôi đang viết về những đề xuất này bởi vì tôi có một vấn đề lớn hơn với chúng: Tôi không chắc R&D là câu trả lời cho các vấn đề của chúng tôi . Hoặc, ít nhất, tôi không chắc loại R&D mà Quốc hội muốn cho phép là câu trả lời cho các vấn đề của chúng ta.
R&D thường đề cập đến chi tiêu cho nghiên cứu không có ứng dụng thị trường rõ ràng hoặc tức thì . Mỹ dẫn đầu thế giới về chi tiêu cho R&D và đã làm như vậy trong nhiều thập kỷ, mặc dù Trung Quốc đang ở vị trí số 2 và đang tăng điểm. R&D có vẻ là một chủ đề nhàm chán khó hiểu, giống như tranh luận về dữ liệu y tế hoặc phê duyệt cấp phép, nhưng nó xoay quanh một số câu hỏi sâu sắc nhất – và chưa được trả lời – của nền văn minh công nghiệp: Tại sao một số công nghệ được phát triển thay vì những công nghệ khác? Tại sao một số quốc gia trở nên giàu có nhanh hơn những quốc gia khác? Làm thế nào chúng ta có thể cải thiện vật chất cuộc sống của mọi người nhanh nhất có thể — và chính phủ có thể làm gì để giúp không? Trên hết, tăng trưởng kinh tế đến từ đâu? Đây là điều chúng ta đang đấu tranh khi đấu tranh về R&D.
Và đây là lý do tại sao tôi nghĩ lịch sử của ngành năng lượng mặt trời rất quan trọng. (Lời tường thuật sau đây là nhờ tôi đã đọc và trò chuyện với Max Jerneck , một nhà nghiên cứu tại Trường Kinh tế Stockholm, người đã ghi lại lịch sử của năng lượng mặt trời ở Hoa Kỳ và Nhật Bản .)
Vào cuối những năm 1970, rõ ràng là ngành công nghiệp năng lượng mặt trời của Mỹ đang gặp nguy hiểm. Tổng thống Jimmy Carter và Quốc hội vừa thành lập Bộ Năng lượng, cơ quan này hứa hẹn sẽ phát triển các công nghệ năng lượng mới với mức độ nghiêm túc mà Mỹ dành cho việc phát triển các công nghệ quân sự mới. Các kỹ sư năng lượng mặt trời đã nhìn thấy một tương lai tươi sáng . Nhưng sau đó một loạt thay đổi đã tác động đến nền kinh tế Mỹ. Cục Dự trữ Liên bang tăng lãi suất lên mức cao nhất mọi thời đại, khiến người Mỹ khó vay mua ô tô hơn, đồng thời củng cố đồng đô la so với các đồng tiền khác, khiến các nhà xuất khẩu Mỹ khó bán hàng hóa ra nước ngoài. Các Tổng thống Carter và Ronald Reagan đã nới lỏng các quy tắc chống lại “cuộc đột kích của công ty”,cho phép các nhà giao dịch Phố Wall buộc các công ty đóng cửa hoặc cắt đứt một phần hoạt động kinh doanh của họ. Sau năm 1980, Reagan cũng làm suy yếu các quy tắc môi trường liên bang trong khi dỡ bỏ Bộ Năng lượng mới, loại bỏ hỗ trợ cho các nguồn năng lượng thay thế như năng lượng mặt trời.
Các nhà sản xuất Mỹ đã phải vật lộn để cạnh tranh với hàng nhập khẩu từ Đông Á. Bây giờ họ đã thành lập. Các công ty khởi nghiệp ngừng hoạt động; các chuyên gia rời ngành. Những kẻ cướp công ty đã buộc các công ty dầu mỏ , chẳng hạn như Exxon, phải bán hoặc đóng cửa các bộ phận R&D năng lượng mặt trời nhỏ của họ. Hoa Kỳ, quốc gia từng sản xuất tất cả các tấm pin mặt trời trên thế giới, đã chứng kiến sự sụt giảm thị phần. Năm 1990, các công ty Hoa Kỳ sản xuất 32% tấm pin mặt trời trên toàn thế giới; đến năm 2005, họ chỉ kiếm được chín phần trăm.
Nhật Bản được hưởng lợi từ sự thoái vị đột ngột này. Trong những năm 1980, các công ty Nhật Bản, Đức và Đài Loan đã mua lại các bằng sáng chế và bộ phận do các công ty Mỹ bán tháo. Trong khi Nhật Bản không có ngành công nghiệp năng lượng mặt trời để nói đến vào năm 1980, nó đã sản xuất gần một nửa số tấm pin mặt trời trên thế giới vào năm 2005.
Điều này có vẻ giống như một câu chuyện cổ điển mà Quốc hội đang hy vọng sẽ ngăn chặn được. Tuy nhiên, R&D hầu như không liên quan gì đến sự sụp đổ của ngành năng lượng mặt trời Hoa Kỳ. Từ năm 1980 đến 2001, Hoa Kỳ vượt xa Nhật Bản về nghiên cứu và phát triển năng lượng mặt trời trong mỗi năm, trừ một lần. Tôi xin nhắc lại: Hoa Kỳ vượt trội Nhật Bản về R&D trong mỗi năm, trừ một năm. Dù sao thì nó cũng mất đi biên giới công nghệ.
Vấn đề không phải lúc đó — và không phải bây giờ — Mỹ thiếu chi tiêu cho R&D. Đó là tập hợp các giả định hướng dẫn cách suy nghĩ của Mỹ về việc phát triển công nghệ cao.
Hệ thống của Mỹ, trong những năm 1980 và ngày nay, được thiết kế để tạo ra khoa học cơ bản – tìm kiếm mà không có ứng dụng rõ ràng ngay lập tức. Ở Mỹ, vào đầu những năm 80, hầu hết các công ty năng lượng mặt trời đang chuẩn bị cho các thị trường đại chúng được dự đoán trong tương lai: các mái nhà dân cư và các trang trại năng lượng mặt trời quy mô lưới. Cả hai đều yêu cầu các tấm pin mặt trời phải rẻ hơn và hiệu quả hơn đáng kể so với thời điểm đó: Nói cách khác, họ yêu cầu R&D.
Nhưng chính sách công nghiệp của Nhật Bản – được điều hành bởi Bộ Công nghiệp và Thương mại Quốc tế mạnh mẽ – tập trung vào việc tìm kiếm ứng dụng thương mại cho các công nghệ ngay lập tức. Nó cũng cung cấp nguồn vốn hỗ trợ nhất quán cho các công ty muốn đầu tư vào việc tìm kiếm các ứng dụng. Do đó, các công ty Nhật Bản đã bị áp lực phải đưa các tấm pin mặt trời vào sản phẩm càng sớm càng tốt. Trong vòng vài năm, họ đã tìm thấy ứng dụng thương mại lớn đầu tiên của tấm pin mặt trời, đặt chúng bên trong máy tính bỏ túi, đồng hồ đeo tay và các thiết bị điện tử tiêu dùng khác. Bởi vì những thiết bị đó không đòi hỏi nhiều điện năng, chúng đã được phục vụ tốt bởi các tấm pin mặt trời như chúng tồn tại trong những năm 1980, không phải như bất cứ điều gì mà một nghiên cứu R&D cho biết chúng có thể trở thành một cách giả định trong tương lai.
Và sự sẵn sàng vận chuyển nhanh chóng và không hoàn hảo của Nhật Bản cuối cùng đã giúp nước này phát triển năng lượng mặt trời ở quy mô tiện ích. Khi các công ty Nhật Bản sản xuất hàng loạt nhiều tấm pin mặt trời hơn, họ đã tiến bộ hơn. Họ đã học cách làm điều đó với chi phí rẻ. Việc “học bằng cách làm” này cuối cùng đã làm giảm giá thành của pin mặt trời hơn mức R&D trên lý thuyết của Mỹ từng làm được. Gần đây hơn, các công ty Trung Quốc đã mô phỏng kỹ thuật này để chiếm thị phần của Nhật Bản trong ngành năng lượng mặt trời toàn cầu, Greg Nemet , giáo sư chính sách công tại Đại học Wisconsin và là tác giả cuốn Năng lượng mặt trời trở nên rẻ như thế nào , nói với tôi.
Phóng to một chút, và bạn có thể thấy một vấn đề sâu sắc hơn về cách người Mỹ nghĩ về công nghệ. Đây là một ví dụ: Bạn có thể đã từng sống với một vòi nước bị rò rỉ trong nhà của mình vào một thời điểm nào đó, một bồn rửa hoặc vòi hoa sen trong đó bạn phải vặn núm điều chỉnh độ lạnh vừa phải để thực sự ngắt dòng nước. Bạn đã học cách xoay núm vặn đúng cách như thế nào – bạn đã tìm và đọc một cuốn sách giáo khoa đại học về Nghiên cứu vòi rò rỉ nâng cao hay bạn chỉ loay hoay với núm vặn cho đến khi học được cách làm cho nó hoạt động? Nếu bạn phải viết ra các hướng dẫn xoay núm để nó không bị rò rỉ, bạn có làm được không?
Để vòi nước không bị rò rỉ là một ví dụ về cái mà các nhà nhân chủng học gọi là kiến thức ngầm, thông tin được lưu trữ trong tâm trí con người và khó giải thích. Công nghệ cao đòi hỏi nhiều kiến thức ngầm hơn hệ thống của Mỹ thường thừa nhận. Sự hiểu biết về cách sản xuất hàng loạt ô tô hoặc bảng điều khiển năng lượng mặt trời không được lưu trữ trong một cuốn sách hoặc hồ sơ đăng ký bằng sáng chế; nó tồn tại trong não và cơ thể của công nhân, quản đốc và kỹ sư trên dây chuyền. Đó là lý do tại sao những nơi mà các kỹ sư, nhà thiết kế và công nhân đến với nhau — cho dù ở Detroit, Thung lũng Silicon hay Thâm Quyến — luôn là đài phun của sự tiến bộ.
Hệ thống R & D của Mỹ được thiết kế để khắc phục sự thất bại được cho là của thị trường tự do – rằng không công ty nào có động cơ tài trợ cho khoa học vì lợi ích của khoa học. Chắc chắn, cách tiếp cận này đã mang lại những tiến bộ, đặc biệt là trong y học: Vắc xin mRNA COVID-19 thu hút được nhiều năm nghiên cứu và phát triển “tinh khiết” vô ơn . Tuy nhiên, như học giả Samuel Hammond của Viện Niskanen viết , sự khác biệt này – giữa khoa học thuần túy và khoa học ứng dụng – là viển vông. R&D rất hữu ích, nhưng cuối cùng chỉ có các tổ chức triển khai công nghệ ở quy mô lớn mới thực sự có thể nâng cao biên giới công nghệ. Chúng ta không cần chính phủ tài trợ thêm cho khoa học một mình; chúng ta cần chính phủ hỗ trợ một khu vực công nghiệp đang phát triển mạnh và khuyến khích các công ty triển khai công nghệ mới, như chính phủ Nhật Bản làm.
Chính quyền Biden dường như lưu tâm đến một số vấn đề khi chỉ đầu tư vào R&D “thuần túy”. Kế hoạch Việc làm của Mỹ đề xuất chi 20 tỷ đô la cho “các trung tâm đổi mới trong khu vực” sẽ hợp nhất đầu tư công và tư nhân để đẩy nhanh sự phát triển của các công nghệ năng lượng khác nhau. Nó cũng nhằm mục đích thành lập 10 “cơ sở tiên phong” mới, các dự án trình diễn quy mô lớn sẽ giải quyết một số vấn đề ứng dụng thách thức nhất trong quá trình khử cacbon, chẳng hạn như sản xuất thép không cacbon và bê tông. Tôi nghĩ những điều đó hứa hẹn hơn là ném nhiều tiền hơn vào R&D.
Giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu đòi hỏi chúng ta phải thực hiện đúng R&D . Hoa Kỳ chịu trách nhiệm cho 11% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính hàng năm trên toàn cầu hiện nay . Thị phần của nó đã giảm kể từ những năm 1990 và sẽ tiếp tục giảm dần. Tuy nhiên, bất kể tỷ lệ ô nhiễm carbon toàn cầu của nó, nó vẫn là phòng thí nghiệm R&D của thế giới và là thị trường tiêu dùng lớn nhất, giàu có nhất. Một trong những cách tốt nhất mà Mỹ có thể phục vụ thế giới là phát triển các công nghệ ”lưu giữ” giúp cho quá trình khử cacbon trở nên rẻ và dễ dàng, sau đó xuất khẩu chúng ra nước ngoài. Nhưng để hoàn thành vai trò đó, nó sẽ phải đầu tư vào các công nghệ trong thế giới thực: Một loạt các bằng sáng chế từ các nhà nghiên cứu đại học sẽ không cứu được thế giới. Các kỹ sư, công nhân và nhà khoa học làm việc cùng nhau có thể.
Một suy nghĩ ngắn nữa về tất cả những điều này: Tôi nhận ra rằng có vẻ gauche khi nói rằng các tấm pin mặt trời là một công nghệ của Mỹ . Làm sao khoa học và công nghệ có thể có tính dân tộc khi chúng là tổ chức của nhân loại? (Jonas Salk, nhà phát minh ra vắc-xin bại liệt, khi được hỏi ai là người sở hữu bằng sáng chế cho công thức của mình: “Bạn có thể cấp bằng sáng chế cho mặt trời không?” ) Nhưng để mô tả các tấm pin mặt trời là “của Mỹ” không có nghĩa là chỉ có người Mỹ mới có quyền sử dụng hoặc chế tạo chúng. Trước tiên, cần lưu ý rằng công nghệ được phát triển ở những nơi cụ thể, bởi những người cụ thể. Chúng ta nên tập trung vào loại địa điểm nào làm nhiều nhất để thúc đẩy loại tiến bộ công nghệ tốt về phía trước. Và đó là một cái gật đầu, thứ hai, đối với một thực tế mà đại dịch gây ra là không thể tránh khỏi: Một thị trường lớn, giàu có và công nghiệp hóa như Hoa Kỳ (hoặc Liên minh châu Âu) có thể tự sản xuất đủ hàng hóa cho mình trong trường hợp khẩn cấp. Ví dụ, năm ngoái Mỹ không thể sản xuất khẩu trang cho riêng mình là một điều vô lý. Tất nhiên, không quốc gia nào nên chuyên môn hóa mọi sản phẩm, nhưng các quốc gia hiện tại là những đơn vị cơ bản của hệ thống kinh tế toàn cầu, và họ phải có thể cung cấp những nhu cầu công nghệ cao cần thiết cho cư dân của họ trong trường hợp khẩn cấp.
Lithaco
Nguồn: theatlantic.com
Bài Viết Liên Quan
