以色列历史学家尤瓦尔·赫拉利在《人类简史》中写道,“工业革命的核心其实是能源转换的革命”。40年来,中国建立了世界上最完备的工业体系,经济增长速度也让世界惊叹。然而,与此同时,中国已经成为世界上最大的碳排放国,未来40年,我们也将面临减排的重大挑战——2030年达到峰值,2060年实现碳中和。
什么是“碳中和”,中国为什么要发展“碳中和”,“碳中和”背后的中国能源三角是如何运作的?相信你看完这篇文章后会有更系统的认识。
什么是“碳中和”?为什么是“碳中和”? 第一个问题,什么是“碳中和”?其实这个名词在很长一段时间里都不是什么新鲜事。它于1997年首次被提出,并于2006年被《新牛津美国词典》评为年度词汇。从字面上看,“碳”就是二氧化碳,“中和”就是正负平衡。说白了就是平衡人类生产活动排放的二氧化碳量与植树造林、节能减排抵消的二氧化碳量,最终实现“零碳排放”。
想要一个平衡,无非两点,一是不排放或者减少碳排放。二是消除排放的碳。
传统的发电、制造、运输都会产生大量的“碳”,就连我们认为环保的科技互联网也是“排碳巨兽”,造成了温室效应等气候灾难。为了应对这一问题,全球仁人志士联合起来召开了三次代表大会,三部关于气候问题的国际法律文本也相应诞生,分别是1992年的《联合国气候变化框架公约》和1997年的《联合国气候变化框架公约》。以及2015年的巴黎协定,规定了碳排放何时达到最高值(即二氧化碳排放峰值),何时达到零碳状态(即碳中和)。
全球还出台了两项控制碳排放的政策:
首先,缴纳碳税。如果你的企业想排放更多的碳,它需要支付更多的钱。许多国家还会对高碳排放的进口产品征收碳税;
第二,成立碳交易所。每个行业或每个企业的碳排放被规定后,不够的就要向新能源公司购买碳排放。特斯拉、比亚迪等新能源车企的收入,很大一部分已经是出售碳排放权的利润。
碳中和最大的难点在于它与我们现在的生活和生产方式相悖。以现在的技术在经济高速发展的同时做到碳中和真的不容易。起初,所有发达国家都是这样做的,但中国在2020年9月出人意料地承诺,将在2030年实现二氧化碳排放峰值,并承诺当年中国国内生产总值中二氧化碳排放的比重将比2005年下降65%以上,到2060年实现零碳排放,即碳中和。
按照中国一贯言而有信的风格,必然会落井下石。不大力发展经济搞环保主义,有人会问,中国何苦呢?当然,从好的方面来看,这是对全球气候变化的承诺。其实大国做事没那么简单。所有的“主义”都是利益!
历史上每一次能源革命往往都会带来工业革命,一个国家的命运与能源息息相关。
第一次工业革命使煤成为世界上最重要的能源基础。英国军舰带着燃烧的煤球漂洋过海,一路到达东海岸,建立了世界殖民体系。
在第二次工业革命中,石油取代煤炭成为人类的新能源基础,真正的“工业血液”。德国几乎吞并了整个欧洲大陆,拥有巨大能源优势的美国用重拳打败了德国。1973年的第一次石油危机凸显了石油的战略意义。之后,美国借助石油危机,成功将美元与“国民经济的血液”石油挂钩,奠定了以美元为基础的世界货币体系的基石。
现在人类发明了电池和清洁能源,意味着我们进入了工业时代的第三次能源革命,
“可再生能源时代”。 然而中国的现实是碳排放量世界第一。中国作为世界上最大的发展中国家,几十年来一直是“碳泄漏”和“贸易相关碳”的主要载体之一,它的许多巨大发展都是以牺牲环境为代价的。 第二个问题,如果中国不下大力气减排,加快制造业零碳转型,会发生什么?答案是:中国制造将面临贸易和出口的“碳壁垒”,并可能逐渐失去中国制造的“世界绿色通行证”。
此外,中国仍然是一个能源进口大国,主要使用煤炭、石油和天然气等化石能源。
石油对外依存度高达70% 。著名的大庆油田、长庆油田、塔里木油田、克拉玛依油田都满足不了国内巨大的能源需求。而且这些都是不可再生的油田,越挖越少。如果找不到新的大油田,中国对外依存度会越来越高。石油资源的剧烈波动会进一步影响国家的能源安全,中国投入了无数的资金穿越马六甲海峡。从这个角度看,摆脱对石油的依赖,建立自己的能源体系是当务之急。泱泱大国,怎么能佩服别人呢?
人类从未像今天这样重视能源,世界能源形势的热点问题举世瞩目。对于中国来说,这场“碳中和”的能源革命只能赢不能输。
中国的能源三角 怎样才能解决碳排放的问题?开头也说了,二氧化碳排放来自煤炭、石油、天然气等化石能源。要达到平衡,要么减少,要么消除。
减少碳排放意味着通过技术提高热转换效率,最大限度地减少碳排放。
排放不仅仅是能源替代,更是通过核电、水电、光伏、风电对煤炭、油气等化石能源进行全方位、深层次的替代。
消除碳排放意味着绿化各种树木,并将空气体中的二氧化碳转化为氧气。
在这场能源领域的创新革命中,为了让
清洁的硅能源取代碳能源,一个能源三角“光伏-UHV-新能源汽车”诞生了,对应着一个新的“生产-传输-利用” 能源三角的第一个角是光伏。就是太阳能发电,进入人们视野至少有几十年了。相对于石油被卡脖子,在光伏领域,从硅材料、晶圆,到电池、组件,上下游几乎每一个环节,中国都到了可以卡别人脖子的阶段。早在2017年,中国光伏产业占全球份额超过70%,规模和产能均居第一;此外,中国光伏发电装机容量也是世界第一:从2013年开始,中国每年新增光伏发电装机容量连续5年位居世界第一,2017年超过世界新增装机容量的50%。
光伏产业也造就了一批中国富豪。2006年,尚德机构的施以186亿元的净资产荣登中国首富。
之后赛维的彭小峰成为江西首富,新能源首富。英利的苗连生,河北首富;汉能的李后来成为中国首富...有了这个地位,中国光伏也经历了史诗般的绝地反击。
光伏技术起源于美国,盛行于欧洲。中国刚进入光伏行业的时候,靠吃海外补贴赚了不少钱。然而,2012年整个行业遭受毁灭性打击,西方联手对中国光伏行业发起“双反”调查,导致曾由史管理的无锡尚德破产重整。
这次破产还牵扯到了日后成长起来的光伏巨头“隆基”。2012年隆基一上市,就受到大客户尚德破产的拖累,净亏损1.2亿元。隆基的故事还得往前走。光伏产业诞生之初,有单晶硅和多晶硅两大阵营。2004年以后,门槛和成本更低的多晶硅路线占据主流。毕业于兰州大学物理系、一直在绘制单晶硅棒的李振国也加入了这一潮流。经过多方考虑,他唯一选择了自己更擅长的单晶硅阵营。他认为光伏是制造业。既然比赛的成本更低,我愿意花十年的时间去追赶,在效率上取胜。
然而,隆基的路并不是一帆风顺的。在2008年原材料价格上涨的危机之后,李振国发现了一个更可悲的事实。单晶硅正在被更多的人抛弃!作为隆基的总裁,李振国亲自与下游的电池厂、组件厂沟通,试图说服他们尝试更多的单晶硅产品,遭遇了无数次的“关门”,坚定了用技术提升效率、降低成本的道路。正因如此,隆基每年的RD投资是同行的5-10倍。
此后,国家救市,大规模推出光伏补贴新政,出台标杆电价补贴政策,让国内光伏行业有了喘息之机。2015年国家发布光伏领跑者计划,光电转换效率更高的单晶硅成为大势所趋。
后来的事大家都知道了。2020年,隆基将成为全球市值最高的光伏企业,市值3000亿元。
十几年来,五六十家多晶硅企业倒闭,超三百家组件企业倒闭,超六百家光伏企业倒闭,高楼、宴客、楼房倒塌,光伏行业的风风雨雨,讲述着人间冷暖的故事。幸好我们赌赢了!
其实中国发展光伏有地缘优势,辽阔的西北地区阳光充足。只要开发10万平方公里的土地进行太阳能覆盖,就基本可以满足中国的电能需求。
过去十年,光伏发电成本下降90%以上,光伏行业也将进入黄金十年。
除了光电,中国还在风电和水电上下了很长的赌注,风电和水电的发电量和世界其他地方一样出色。
但是,中国有一个特殊的情况。主要的发电机在西北部,主要的电力消费者在东南部。你说光伏发了那么多电,储能技术不好,最后不都要浪费了吗?除此之外,光伏和风电不如火电和水电稳定,这也是一个大问题。
不用担心,这些国家都想好了,储能不完善,电也能发出去。
这就把我们带到了能源三角的第二个角,UHV。电压越高,电力输送得越远。UHV是专门用来输送几千伏的高压电力的。不是说新疆和甘肃的弃光率严重吗?中国的UHV有多牛逼?可以实现5000公里的输电,功率损耗只有1.6%左右。有了UHV的加持,光排斥率完全可以降低十倍。一下子把中国的电费直接降到了很低的价格,成本非常低。最棒的是,UHV的尖端技术在全世界基本上都是用中文写的。
UHV电网和智能电网负责运输和分配,而在平衡电力的峰谷,储能项目遍地开花。储能是指在用电量较低时向水库抽水,必要时开闸放水发电。这是只有中国能做的大事。
储能是能源三角的最后一块。一方面,储存白天光伏产生的电很重要。在各种储能方式中,锂电池无疑是最方便的,除了价格昂贵。
在这个趋势中,我们最熟悉的是汽车的电气化。乘用车是全球交通领域碳排放的主要来源。新能源汽车的应用可以优化能源结构,降低石化能源的消耗。它将为出行领域的“碳中和”做出极其重要的贡献,这是减少碳排放的重要途径之一。因此,各国纷纷出台政策禁止燃油车的销售。英国计划在2035年禁止销售燃油汽车,法国和意大利也出台了相关计划。然而,早在2010年的中国。
据相关机构预测,到2035年,我国新能源汽车销量将突破1300万辆,成为国内汽车市场当之无愧的主力军。届时,随着电动汽车的普及,电池的成本也将降低,储能的成本也将继续降低,迎来“碳中和”的正向循环。
结语清洁能源+UHV电网+智能电网+储能储能,实现能源的完美闭环。中国在技术和基础设施方面领先于世界。
新能源打破了过去“能源有限、不可再生”的基本规律,最终将改变化石能源的传统格局。只有自强不息,中国制造才能延续下去!