不缺能源的“能源危機”。

　　2021年9月英國舉行的一場(chǎng)能源聽(tīng)證會(huì )上，出現了戲劇性的一幕。

　　英國能源市場(chǎng)監管機構官員喬納森·布里爾利正在回答公眾冬季用電問(wèn)題，承諾一定不會(huì )讓英國無(wú)電可用。誰(shuí)知道話(huà)音剛落，恰好就停電了。這一視頻被人放到網(wǎng)絡(luò )上，英國網(wǎng)友紛紛擔憂(yōu)——看來(lái)果然是沒(méi)電了。

　　(授權轉載自：鈦禾產(chǎn)業(yè)觀(guān)察 作者：熊文明)

　　這一切早有端倪。今年下半年以來(lái)，歐洲天然氣批發(fā)價(jià)格漲超250%，存儲量處于歷史新低。澳大利亞煤炭?jì)r(jià)格自春季以來(lái)翻了一番，原油價(jià)格突破85美元一桶，創(chuàng )下7年來(lái)的歷史新高。

　　上游能源漲瘋了，英國、德國、西班牙、葡萄牙、荷蘭的電價(jià)跟著(zhù)水漲船高，繼而波及全球。我國也未能幸免，9月下旬爆發(fā)了10年來(lái)罕見(jiàn)的電荒。

　　這時(shí)候，“冬季會(huì )不會(huì )缺電”就不單單是英國的擔憂(yōu)了，進(jìn)而發(fā)展成為一種全球性的恐慌情緒。各國能源專(zhuān)家紛紛表態(tài)，一部分人認為“今年冬天必然缺電”，因為這只是一個(gè)開(kāi)始，后續的滯脹會(huì )更加兇猛。

　　但更多的聲音是：當今世界并不缺能源。美國的頁(yè)巖油和俄羅斯的天然氣還在捂盤(pán)，歐佩克的石油還在限產(chǎn)，總之大頭們都還在掖著(zhù)藏著(zhù)——所以短缺也只是階段性的，是供需時(shí)間差造成的“軟短缺”。

　　綜合各方說(shuō)法，這場(chǎng)全球能源短缺是疫情后的“應激反應”，工業(yè)需求和消費需求已經(jīng)飆升，但能源投資和產(chǎn)能都尚未恢復到疫情前水平。一言以蔽之，能源需求跑得比供應快，就出現了能源短缺。

　　不過(guò)，能源危機發(fā)端于歐洲，或許不僅僅是巧合。作為“雙碳”目標最激進(jìn)的倡議者和踐行者，歐洲諸國的破舊立新是真的“剛”。歐洲能源都缺成這樣了，擔心泄露污染的德國還在堅定不移地推動(dòng)“全面棄核”，不僅自己要棄，還攛掇甚至綁架歐洲其他國家“同舟共棄”。

　　歐美話(huà)語(yǔ)體系下的ESG(環(huán)境、社會(huì )和公司治理)通過(guò)持續不懈努力，已經(jīng)成功地將化石燃料和核能妖魔化，阻撓資金向這些領(lǐng)域流入，這勢必造成化石能源的投入不足。綠色議題如今已是普世價(jià)值，任何拒絕或無(wú)力承諾這一主題的國家都將被排除在世界主流經(jīng)濟秩序之外。

　　以歐洲為急先鋒，世界各大經(jīng)濟體都在積極干預本國能源結構，限煤、限油、限天然氣，降低化石能源占比的同時(shí)大力發(fā)展清潔能源。但擺在眼前的現實(shí)問(wèn)題是，新能源還沒(méi)有做好準備接管整個(gè)世界，急于滅殺化石能源不但不利于平穩過(guò)渡，反而帶來(lái)了化石燃料的價(jià)格飆升。

　　目前全球正處于從化石能源向可再生能源過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期，劇烈變化的能源結構增加了能源系統的不穩定性。激進(jìn)地人為干涉，更是讓復雜多變的能源格局顯得更加易碎。

　　新舊能源范式轉換，不啻為人類(lèi)和地球相處方式的一場(chǎng)深刻變革。平穩度過(guò)陣痛期，既需要運籌帷幄的謀略，也需要日拱一卒的耐心。在這場(chǎng)能源革命的全球混戰中，相對布局超前、步伐穩健的中國，或許有機會(huì )領(lǐng)跑下一個(gè)時(shí)代。

　　解決14億人的用電問(wèn)題

　　中國是目前全球發(fā)電量最大的國家，根據bp公布的能源統計年鑒數據，2020年發(fā)電量約為7.779萬(wàn)億千瓦時(shí)，約占全球發(fā)電量的29%。在一窮二白基礎上，建立起全球發(fā)電量最大的現代機電工業(yè)，新中國用了大半個(gè)世紀的時(shí)間。

　　建國初期至上世紀末，我國電力供應長(cháng)期處于嚴重不足的狀態(tài)。直到世紀交替的2000年，我國發(fā)電裝機量跨上3億千瓦臺階，才基本扭轉電力嚴重短缺的局面。

　　我國上世紀電力建設又以改革開(kāi)放為分水嶺。1978年以前，我國電力建設以水電為主，陸續建成了丹江口、三門(mén)峽、富春江等大型水電站，奠定了新中國電力工業(yè)的初步基礎。改革開(kāi)放后，經(jīng)濟發(fā)展迅速，水電供應遠遠不能滿(mǎn)足日益飆升的工業(yè)和生活用電需求。為加快提高電力產(chǎn)能，我國開(kāi)始積極發(fā)展火電，并逐漸成為主力電源。

　　用電需求與工業(yè)發(fā)展和城市發(fā)展成正相關(guān)，因而在改革開(kāi)放后，中國經(jīng)濟高速發(fā)展的進(jìn)程中，電力短缺這條暗線(xiàn)一直如影隨形。尤其是2001年我國加入WTO后，化工、鋼鐵、建材、有色金屬等重化工業(yè)蓬勃發(fā)展帶來(lái)了電力需求的激增。2000年至2011年這十余年間，國內用電量增長(cháng)率均高于GDP增長(cháng)率。

　　進(jìn)入新世紀以后，人們以為“電荒已成過(guò)去式”，卻再三被現實(shí)“打臉”。2000年至2021年，我國先后出現過(guò)三次電荒。

　　第一次電荒爆發(fā)于2003年，這是金融危機之后，由于電廠(chǎng)投入不足、供給側緊縮帶來(lái)的“硬缺電”，即既缺電力也缺電量。這次電荒持續一年多時(shí)間，帶來(lái)的直接結果是特高壓電網(wǎng)的上馬。這一年，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)兩大電網(wǎng)和華能、大唐、華電、國電、中電投五大發(fā)電集團剛剛完成重組。上任國家電網(wǎng)總經(jīng)理的劉振亞力排眾議，提出要建設電力運輸的“高鐵”——特高壓電網(wǎng)。

　　2010年，云南—廣東、向家壩—上海兩條特高壓線(xiàn)建成投運，成為當時(shí)的世界之最。中國從此實(shí)現了除臺灣省以外的全國聯(lián)網(wǎng)和戶(hù)戶(hù)通電。

　　第二次電荒發(fā)生在2010-2012年，持續時(shí)間長(cháng)達兩年。與上一次的“硬短缺”不同，這是煤炭?jì)r(jià)格高漲和季節性因素導致的“軟短缺”。受當時(shí)的“雙控”政策影響，制造業(yè)出現被壓制后的“報復性用電”，煤炭?jì)r(jià)格因此被一路拉高。煤炭是市場(chǎng)定價(jià)，但電價(jià)是計劃管控的，在這個(gè)前提下，火電企業(yè)發(fā)電越多虧損越大，發(fā)電產(chǎn)能就上不去。

　　今年9月爆發(fā)的第三次電荒，主要原因也是煤電博弈帶來(lái)的周期性波動(dòng)——市場(chǎng)煤、計劃電，煤炭?jì)r(jià)格和電價(jià)不能及時(shí)響應，導致了發(fā)電廠(chǎng)積極性不高，煤電供應出現短缺。

　　這次全國范圍的大規模拉閘限電發(fā)生后，人們一方面擔憂(yōu)煤炭供應，一方面疑惑投入多年、耗資巨大的新能源為何沒(méi)有發(fā)揮應有的作用。

　　首先，中國并不缺煤，而且是世界上煤炭資源較為豐富的國家?；痣娫谖覈F有能源結構中依然占據著(zhù)主導地位，由于燃煤發(fā)電不受自然條件影響，供應穩定，是電力調峰的主力?！笆濉逼陂g，我國煤炭開(kāi)采一度供大于求，導致后續關(guān)停了約10億噸產(chǎn)能，也為這輪電荒埋下伏筆。

　　近年來(lái)，在“雙碳”壓力下，我國持續壓減火電裝機比例，火電從高速增長(cháng)進(jìn)入低速增長(cháng)階段，與此同時(shí)，新增裝機中的光伏和風(fēng)能比重逐年加大。今年截至9月，我國非化石能源裝機容量占比已接近總量的一半。

　　但是，這些新型電力的部署并不能立刻讓我國供電格局出現根本性扭轉。光電和風(fēng)電具有間隙性、波動(dòng)性和隨機性的特點(diǎn)，早期曾一度被業(yè)界視為“垃圾電”。光伏只能在白天發(fā)電，風(fēng)電則取決于風(fēng)力大小，不僅無(wú)法保證持續性，還難以調控。

　　在當下的電力工業(yè)中，技術(shù)層面已經(jīng)可以有解決辦法，但卻會(huì )帶來(lái)額外的成本增加。要想把光電、風(fēng)電變得穩定可用，可以通過(guò)建更多抽水蓄能站、上超大規模儲能裝置、上大量燃氣輪機來(lái)解決，但這些都會(huì )大幅增加清潔能源的使用成本。

　　從“水火互濟”到“風(fēng)光無(wú)限”

　　位于青海塔拉灘的光伏電站，是目前全球最大的光伏基地。從2012年修建至今，基地面積已達609.6平方公里，接近新加坡的國土面積。塔拉灘土地荒漠化嚴重，建設之初面臨一個(gè)頭疼的問(wèn)題：風(fēng)卷砂石會(huì )損壞光伏板。有人提議種牧草固土，于是在基地里撒滿(mǎn)了牧草種子。

　　由于光伏板需要定期清潔，水流到土里澆灌了牧草?；啬敛菀虼碎L(cháng)勢非常驚人，遮蔽了光伏板。結果牧草又成了新問(wèn)題，這時(shí)候又有人提議：要不然養羊?讓羊去吃草。

　　這個(gè)提議居然又通過(guò)了，于是基地里又投進(jìn)去幾千頭羊。然后問(wèn)題又來(lái)了——這么多羊誰(shuí)來(lái)管理?又有出主意的人站出來(lái)說(shuō)：可以把羊群的收益分給當地牧民，讓他們管理羊群，還可以順便清潔光伏板，守衛基地。

　　就這樣，牧草、羊群、牧民、光伏之間形成了奇妙的經(jīng)濟生態(tài)，不僅解決了光伏設備的工作環(huán)境問(wèn)題，還創(chuàng )造出大量工作崗位，給當地牧民帶來(lái)了經(jīng)濟收益。

　　光伏發(fā)電的間歇性問(wèn)題，在塔拉灘基地也得到了解決。這里建起了世界最大規模的水光互補光伏電站，通過(guò)接入龍羊峽水電站的水電機組快速調節，把基地不穩定的光伏電調整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全的穩定電源。

　　“光伏+畜牧+扶貧+環(huán)境改善”的良性循環(huán)，不僅降低了光伏發(fā)電的成本，創(chuàng )造了現實(shí)的經(jīng)濟價(jià)值，還帶來(lái)了長(cháng)遠的生態(tài)價(jià)值——到2021年，基地植被覆蓋率比2012年增加了15%。

　　因地制宜與當地產(chǎn)業(yè)融合的“光農互補”形式，已經(jīng)形成我國大型光伏基地建設的特色模式。光伏基地的建設在青海與畜牧業(yè)結合，在天津與曬鹽業(yè)結合，在浙江則與漁業(yè)相結合。今年5月，華電海晶總投資40億元的“鹽光互補”光伏發(fā)電項目落戶(hù)天津大沽街，預計2022年12月建成并投產(chǎn)。而在浙江湖州市和孚鎮的4000畝魚(yú)塘上，農民也架起了光伏板，發(fā)電養魚(yú)兩不誤，一塊魚(yú)塘雙份收入。

　　根據國家能源局統計數據，截至2021年10月底，我國水光伏發(fā)電累計裝機量達2.82億千瓦，持續保持世界第一。

　　在風(fēng)電領(lǐng)域，隨著(zhù)陸上風(fēng)電行業(yè)滲透率的提升，優(yōu)質(zhì)的風(fēng)口區位已經(jīng)逐漸減少。我國在持續建設大規模的風(fēng)光基地的同時(shí)，開(kāi)始探索分散式發(fā)展格局。近年來(lái)，國家積極推動(dòng)“風(fēng)電下鄉”，鼓勵中東南地區就地就近開(kāi)發(fā)風(fēng)電，將風(fēng)電的發(fā)展與鄉村振興和共同富裕的目標相結合。

　　2021年10月，118個(gè)城市與600多家風(fēng)電企業(yè)在國際風(fēng)能大會(huì )上共同發(fā)起“風(fēng)電伙伴行動(dòng)·零碳城市富美鄉村”計劃。據此計劃，全國在“十四五”期間將在100個(gè)縣5000個(gè)村安裝1萬(wàn)臺風(fēng)機，惠及農村人口300萬(wàn)以上。

　　目前，我國風(fēng)電裝機容量位居世界第一。2020年風(fēng)力發(fā)電量占全球風(fēng)力發(fā)電總量的29.32%。

　　更為關(guān)鍵的是，光電和風(fēng)電的成本問(wèn)題取得了突破性進(jìn)展。根據2021中國國際金融年度論壇的會(huì )議資料顯示，過(guò)去十年內，光伏發(fā)電的成本降低了80%-90%，已經(jīng)低于傳統燃煤發(fā)電成本。2020年，國內光伏發(fā)電平均上網(wǎng)電價(jià)已降至0.35元/千瓦時(shí)，正在大踏步進(jìn)入平價(jià)電時(shí)代。

　　與此同時(shí)，風(fēng)電也在我國大部分地區實(shí)現了平價(jià)上網(wǎng)，平均發(fā)電成本與水電持平，據“風(fēng)電伙伴行動(dòng)”計劃，到2025年，陸上高、中、低風(fēng)速地區的度電成本要力爭降至0.1元、0.2元和0.3元，近海和深遠海風(fēng)電度電成本分別降至0.4元和0.5元。

　　時(shí)至今日，中國已經(jīng)成為全球可再生資源發(fā)電利用規模最大的國家。從傳統的“水火互濟”到如今的“風(fēng)光無(wú)限”，作為全世界最大的能源消費國，中國正在匯集各方力量和智慧，自上而下推動(dòng)一場(chǎng)意義深遠的能源革命，而徹底實(shí)現新型能源的自主供應，也就抓住了國家發(fā)展和安全戰略的“牛鼻子”。

　　范式轉換中的科技競賽

　　能源話(huà)語(yǔ)權直接關(guān)系國家戰略發(fā)展。19世紀初，通過(guò)蒸汽革命建立起制衡全球的“煤炭體系”，英國迅速崛起成為全球工業(yè)霸主。20世紀以來(lái)，當內燃機逐步取代蒸汽機時(shí)，美國建立起新的“原油體系”和汽車(chē)工業(yè)，工業(yè)霸權的接力棒就從英國人傳到了美國人手中。如今這場(chǎng)從“碳能源”到“硅能源”的革命，或許是中國工業(yè)經(jīng)濟當下最關(guān)鍵的一場(chǎng)硬仗。

　　草蛇灰線(xiàn)，伏脈千里。20多年來(lái)，中國在新能源領(lǐng)域的多條戰線(xiàn)上同時(shí)規劃部署，實(shí)行規?？涨暗呢斦a貼，推動(dòng)多個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)站到了世界第一梯隊?！肮夥?特高壓+新能源車(chē)”的強強產(chǎn)業(yè)組合，正在成為我國搶跑下一個(gè)能源時(shí)代的優(yōu)勢牌面。

　　在發(fā)電端，中國光伏產(chǎn)業(yè)在政府扶持下，逐步走出關(guān)鍵原材料、關(guān)鍵設備、主要市場(chǎng)“三頭在外”的困局。如今，我國高純晶硅產(chǎn)量位居全球第一，電池、組件產(chǎn)量占全球產(chǎn)量70%以上。全球光伏組件排名前十的企業(yè)中有7家來(lái)自中國。

　　在儲能端，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，擁有自主完整的產(chǎn)業(yè)鏈。根據韓國市場(chǎng)研究機構SNEResearch2021年最新發(fā)布的數據顯示，全球排名前十的電池制造商中有6家來(lái)自中國，寧德時(shí)代蟬聯(lián)榜首。

　　在運輸端，我國已經(jīng)成為世界上唯一全面掌握特高壓輸電技術(shù)的國家。由于中國的大規模實(shí)際建設和運用，中國特高壓標準已經(jīng)被確定為國際標準向全世界推廣。

　　供給端技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)消費端需求的快速增長(cháng)。我國新能源汽車(chē)制造和銷(xiāo)售規模連續6年位居世界第一，由于電動(dòng)車(chē)的發(fā)展，2020年，我國有8家車(chē)企躋身全球市值排名前25強。

　　隨著(zhù)我國新能源發(fā)展進(jìn)入新階段，產(chǎn)業(yè)政策也迎來(lái)退坡補貼的調整期。過(guò)去，新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展得到了大量來(lái)自國家資源的扶持，包括政策支持、政府補貼、國企主導等。如今，產(chǎn)業(yè)政策正在從“扶上馬、送一程”，逐漸轉向構建平等、開(kāi)放、有序、健康的市場(chǎng)競爭環(huán)境。

　　從“碳能源”到“硅能源”的范式轉換，也意味著(zhù)大規模的基建重置和產(chǎn)業(yè)重構，這個(gè)過(guò)程中，我國還面臨著(zhù)許多現實(shí)制約和實(shí)際困難。

　　例如，在集中式光伏與農業(yè)互補結合中，一些經(jīng)濟合作項目不及理想預期，未來(lái)需要朝著(zhù)更加復合化、智能化的技術(shù)方向發(fā)展。在分布式光伏與建筑物結合中，利用光伏替代結構性建筑材料方面研發(fā)力度不足，未來(lái)要朝著(zhù)模塊化、家電化的技術(shù)方向發(fā)展。

　　目前，我國風(fēng)電設備國產(chǎn)化程度已經(jīng)達到70%以上，但在軸承、液壓、變槳電機等精密設備和控制系統方面，核心技術(shù)還大量被歐美廠(chǎng)商把持。

　　抽水蓄能是目前最成熟、經(jīng)濟效益最高的靈活儲能模式。我國已建和在建抽水儲能規模均為世界第一，但在整個(gè)能源結構中僅占1.4%，與歐美發(fā)達國家差距巨大，尚有發(fā)展空間。

　　我國鋰電池整體規模全球領(lǐng)先，但在單體電池的制造精度方面與國外先進(jìn)技術(shù)還有差距。鋰電池的供應鏈雖然完整，但低端電池材料產(chǎn)能過(guò)剩，高端關(guān)鍵材料供應不足，工藝上仍有缺陷，亟待提升自主創(chuàng )新能力。

　　我國新能源汽車(chē)在核心的“三電”(電池、電驅、電機)領(lǐng)域均有短板。動(dòng)力電池仍然需要加大高比能、高安全和長(cháng)壽命等方面的研發(fā)力度;高效高密度驅動(dòng)電機系統等關(guān)鍵技術(shù)與國際先進(jìn)水平仍有差距;關(guān)鍵零部件如車(chē)用芯片、高速軸承、智能汽車(chē)所需的毫米波雷達等都還部分處于“卡脖子”狀態(tài)。

　　在政府扶持和國內市場(chǎng)的雙重利好下，我國多個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)脫穎而出。但我們也要清醒地看到，新能源正從早期占道式的粗放式發(fā)展進(jìn)階為精細化發(fā)展，規模最大并不等同于擁有核心競爭力。發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，通過(guò)加大自主創(chuàng )新補齊技術(shù)短板，避免低端重復建設和無(wú)序競爭，才能讓我國新能源優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的競爭后勁綿延不斷。

　　走出科幻片的未來(lái)能源

　　2021年9月， 全球首個(gè)釷核反應堆將在甘肅武威試運行。雖然功率只有2兆瓦，卻能為1000戶(hù)居民提供電能，測試過(guò)后將建造更大規模的釷反應堆以實(shí)現商用。

　　釷基熔鹽堆核能系統(TMSR)是第四代核能系統的6種候選技術(shù)之一，能夠將原本的核污染廢料變成無(wú)害產(chǎn)品，而且比鈾元素安全得多，既不會(huì )爆炸也不會(huì )融化。目前，中國是全球首個(gè)嘗試將該新型反應堆商業(yè)化的國家。

　　事實(shí)上，早在2012年12月，我國在山東榮成石島灣核電廠(chǎng)采用的超高溫氣冷堆技術(shù)，已經(jīng)是第四代核電技術(shù)。

　　前沿的第四代核電依然是核裂變技術(shù)，而人類(lèi)利用核能的更高志向在于核聚變。顧名思義，核裂變能量來(lái)自于原子分裂，核聚變能量來(lái)自原子聚合，核聚變本質(zhì)上就是“人造太陽(yáng)”。一旦人類(lèi)掌握了核聚變技術(shù)，科幻片中的場(chǎng)景就將變成現實(shí)，開(kāi)啟人類(lèi)能源利用的新紀元。

　　全球規模最大的科研合作項目就是ITER，全稱(chēng)“國際熱核聚變實(shí)驗堆”，由中、美、歐、日、俄、韓、印七方成員共同研發(fā)，這是人類(lèi)歷史上第一次，由超過(guò)3/4人口的科技強國心無(wú)芥蒂的聯(lián)合在一起，共同研究同一個(gè)課題。ITER裝置是一個(gè)能產(chǎn)生大規模核聚變反應的超導托克馬克，俗稱(chēng)“人造太陽(yáng)”。

　　我國也建成了自己的全超導托克馬克EAST，中文名為“東方超環(huán)”，如今已經(jīng)平穩運行了15年。2020年12月4日，我國新一代“人造太陽(yáng)”中國環(huán)流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成并實(shí)現首次放電。

　　“人造太陽(yáng)”工程目前已經(jīng)進(jìn)入研發(fā)階段，另一個(gè)科幻片中的能源場(chǎng)景離我們似乎更近——在太空建設發(fā)電站。2021年6月18日，我國在重慶市璧山區開(kāi)始興建全球第一個(gè)空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗基地。

　　與地面太陽(yáng)能電站相比，空間太陽(yáng)能發(fā)電站可以不分白晝地獲取能量，還能夠避免大氣層干擾，接收量級更高。收集的太陽(yáng)能以微波或激光等無(wú)線(xiàn)能量的形式，傳回地面上的無(wú)線(xiàn)能量收集站，再由收集站將能量轉化成電能對外輸送。

　　《流浪地球》里讓地球在宇宙中實(shí)現旅行的動(dòng)力，“鋼鐵俠”胸前的超級環(huán)，這些科幻片中的未來(lái)能源技術(shù)正在現實(shí)中徐徐展開(kāi)，而這距離我國造出第一臺電機不過(guò)才百余年的時(shí)間。

　　科幻的不是未來(lái)，而是過(guò)去和未來(lái)的時(shí)空距離竟如此接近，新舊兩個(gè)時(shí)代的更替如白駒過(guò)隙。我們才剛剛解決了14億人口的用電問(wèn)題，就已經(jīng)要重構現有的一切，做好準備去領(lǐng)跑一個(gè)新時(shí)代。