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巨龙:“全电化”路线 —— 中国引领全球能源的未来

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发表于 2019-10-12 10:25:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
“全电化”路线 —— 中国引领全球能源的未来(提纲)

  这几天一直在翻阅资料,打算写一个系列科普文,关于中国能源领域未来发展的。

  今天去珠三角另一个城市,看望一个做外贸行业的朋友。赶回广州有点晚了,开车很疲惫。把之前构思的一个关于能源未来的科普文章,先列一个提纲。

  作为百年变局的核心技术部分,中国一直走在“全电化”的道路上。既然美国控制了全球的石油,以及石油-美元捆绑。那么在能源领域,摆脱石油的依赖,把煤炭、石油逐渐打回石化工业原材料的地位,就意味着在未来的“能源秩序”体系里,实现了去石油化,去美元化,去海洋化 ……

  在中国的发展道路之上,能源是西方人给中国人设置的最大拦路虎之一。除了有“碳排放”的紧箍咒,还有石油的“卡脖子”。而为了解决能源安全问题,中国已经准备了70年。

  “全电化方案”,将会是未来中国能源安全的终极道路。即绝大部分的能源消费方式,用电的方式解决。

  “厚积薄发”,毫无疑问,在电力领域,中国拥有遥遥领先于全球的实力。而这种技术实力,加上强大的制造能力,中国将会为未来的全球能源体系,提低污染、低成本、可持续、广覆盖的整套解决方案。

  这也意味着,所有和电有关的业务。中国都要做好,并且是全产业链做好。这实际上是远比汽车、IT行业更庞大的产业。

  如果说,石油-美元的时代,将会过渡到电力-人民币时代。这也意味着,未来的能源世界,中国将会在更高维度引领全球能源格局。

  从发电、电力工程(分布式、集中式)、新能源、输变电、电器产品、电力交通、电气化农业生产、电力存储与转换、电力投资…… 中国哪一个领域,都会做到世界第一,而且是遥遥领先。

  这个科普文章,我将写成产业分析与预测。比较意外的是,很多能源技术,居然都是这十多年的科研成果,而且大部分都和中国有关。

  西方人在电力时代,技术上一直非常保守,甚至停滞不前。主要原因,在于美国绑定了石油-美元,为了维护这套体系,整个西方的能源集团,已经在技术上停滞了很多年(甚至特朗普还倒退)。反过来看,资源匮乏的现实,处处有可能受制于人,逼着中国人不得不在能源领域,竭尽全力去投入研发,并且都是“问题导向”的研发。

  二十多年前,在上大学的时候,模拟电路、数字电路、电气工程我都学过,以为那是人类发展数百年的成果,电气应用领域,应该和燃油机差不多,已经被人类研究到了极致,可以发展空间不大了。

  而这几年的事实告诉我,并非如此!化石能源的利用率,确实在一步步逼近极限,但是在“电”的领域,人类的研究和应用,远远还没有到极限。

  这么想起来,美元-石油体系,就是制约人类利用“电”能量的“智子”,当中国人倾力研究电力领域之后。阻挡人类百年进一步发展的瓶颈,一个个被中国人打破。(这也是百年变局的重要部分)

  也就是说,人类对“电力”的进一步技术挖掘,还能够做出很多飞跃性的技术进步。而引领这一次全球技术潮流,意味着PowerChina名副其实。

  美国人认为,控制了全球的互联网,就可以控制了全球人的思想;加上传统能源,特别是石油的控制,美国人可以立于不败之地。其实,美国人的思维没有错,只是落后了,落后于这个时代,落后于中国发展的电力科技。

  而正如我前一阵写过,中国人将会在更高维度引领全球IT行业前进,如果说,IT行业还有中美产业大战一说的话。在电力领域,中国人早已经迈入了“无人区”,四顾回望,不仅没有对手,连人影都没有 —— 无敌是一种多么寂寞的存在……

  因此,这是一个很大产业题目,值得大书特书,敬请期待。

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 楼主| 发表于 2019-10-13 21:07:09 | 显示全部楼层
  中国错过了近代史的早年工业化进程,建国以后又遭遇了很长时间的封锁。在中国全面崛起之前,西方发达国家已经构筑了极高的门槛,实际上几乎堵死了后进国家的发展之路。

  这些门槛包括:

  —— 科技的门槛,既包括实实在在的核心技术,也包括各种周边专利陷阱。

  —— 原材料(矿产资源)的门槛,比如铁矿石,各种金属资源等等。形成“中国买啥啥就贵,中国人卖啥啥便宜”的格局。

  —— 能源的门槛,这其中既包括了石油天然气,也包括了煤炭(碳排放指标)。虽然中国煤炭储量丰厚,产量也够,但是环保问题不容忽视。

  —— 金融的门槛、市场准入的门槛,即全球化的门票。这张门票相当昂贵,需要向西方缴纳代价很高的“投名状”才能够获得,这其中包括国内金融、舆论等很多领域的让步。

  —— 军事上的门槛,特别是美国把控了全球的海洋。相当于江湖里占据要道的山大王,全球都得缴纳保护费。(还包括对中国统一大业的阻挠)。

  —— 意识形态和舆论洗脑……这个就不展开说了,说起来就是六月天冻死羊 —— 说来话长。

  ……

  所以说,别人说什么中国-印度竞赛,所谓的“龙象之争”,中国人就不必跟着西方的舆论导向去计较了。跨不过美国(西方)设置的这些门槛,某种程度上,我们其实比印度更危险。因为一旦很早进入增长极限,方方面面受制于西方的这些条条框框,必然招致敌对势力的全面围堵。中国是国际上的zhengzi军事大国,又不在西方阵营里,对此不能抱有任何幻想。

  其中,在诸多的资源要素中,能源的制约瓶颈,其实算起来是最大的,而且是长期的。技术可以不断突破,不断打破封锁的壁垒,农产品也可以挖掘国内生产潜力自给自足,能源却是一个长期的严峻问题。 —— 光看看中东的局面,就可以想见为了控制石油,我们大洋彼岸的对手设置了多少陷阱。

  有时候我常常会想,现在国际能源交易产品,换在古代,也不过是城里人买来做饭取暖的柴火,开门七件事,油盐柴米酱醋茶,柴火就属于能源产品。那么,美帝国现在的行径,还真的就像是占山为王的劫匪 —— “此山是我开,此树是我栽,要想从吃过,留下买路财。”控制石油能源等于控制了山上的柴火,控制进山出山的必经之路,约略和现在的控制海上交通要道原理相仿。

  这么说来,现在美国控制石油定价,还有海上能源通道,还顺便在金融期货市场操控牟利。也不过是现代版本的“山贼”而已 —— “石油归我管,海路由我开,要想从吃过,留下买路财。”

  就算是我们建立了与美帝相当的全球海军,这个能源通道问题依然存在,这问题来自于美国的二战红利 —— 美国在全球有大量的军事基地,特别是海上的交通要道。看得见的未来,这条路对我们来说是行不通的。更不要说,以中国人口之众,需求之大,资源的储量,始终也是一个大问题。

  因此,中国要解决能源问题,就必须跳出美国设定的石化能源体系,跳出海洋通道依赖体系,跳出美元-石油陷阱。

  这注定是一条非常艰难的道路。一方面,在一个全球化的时代, 我们另起炉灶重新搞一套能源体系,必然会挑战老势力的利益;另一方面,对手布局很深,每个关键的节点上,都设置了巨大的陷阱,这其中包括媒体舆论的忽悠和误导。

  好在,中国的决策人,一直头脑清醒。中国一直高度重视能源系统的建设,特别是中国电力系统的研发、建设和应用。(这方面要感谢今年刚刚去世的Li Peng总理)

  经过几十年的技术积累,在电力相关的全领域,持续投入海量资源,并且在中国广袤的国土上,不断实践提升,中国终于成为全世界电力领域最强大的国家:

  —— 发电技术世界一流,无论是水电、火电、光伏、风能、核能,中国都拥有世界最顶级的技术,包括工程能力。大部分电力设备产量,都超过一半以上,即以太阳能光伏发电为例,中国已经掌握七成全球光伏面板市场。

  在2019年,光伏发电成本已经降到2010年的三分之一左右。最近一次的全球太阳能光伏发电招标,沙特阿拉伯大型太阳能公园Mohammed bin Rashid Al第五阶段招标,被曝最低报价仅为$ 0.0169 / kWh(相当于每度电0.12元人民币),这是目前关于太阳能光伏发电最低的报价。第二低的报价是$ 0.0175 / kWh(不到0.13元人民币每度电),是由阿联酋开发商Masdar,法国公用事业EDF和中国光伏面板制造商晶科能源组件的企业联合体提出的。

  这个价格,实际上已经远低于煤炭发电的上网价。除了需要配套蓄能系统以外。太阳能发电已经进入了无需补贴,也能够大规模推广盈利的阶段。—— 而中国人已经控制了这个产业的70%,在太阳能面板的价格和质量上,全球没有任何竞争对手堪与匹敌。(华为在光伏逆变器领域,居然是国内前三,出口第一)

  美国光伏巨头SunPower,被认为是世界上最顶级的太阳能电池板厂商之一(其实也是美国舆论光环给的,外加美国的贸易保护,放开竞争,中国人分分钟把它打回原形),甚至被认为是“美国本土光伏企业”的代表,其产品一直以高效和优质著称。但事实上,该公司的产品除一小部分是来自墨西哥和菲律宾外,大部分都是从中国采购。不仅太阳能电池板是在中国制造,就连太阳能组件也来自于中国。而加拿大的太阳能公司Canadian Solar,同样也选择在中国生产电池板。

  从发电总量来看,2018年中国发电量占全球26.7%,位居世界第一。不过火力发电,占据比例过大,水力、核能、风能、太阳能等清洁的比例虽然逐年提升,仍然占比较低。—— 这三年的时间,中国的光伏太阳能发电,一直保持超高速的增长,提前数年实现了十三五计划。

  顺便说一下,在西北广阔贫瘠的土地上,光伏发电已经成为扶贫的重要手段之一。想想戈壁沙漠,生产粮食不行,居然可以源源不断产生能源,长期算来,亩效益不低于耕地。

  除了太阳能,水电、核能、热电,中国都是毫无争议的世界第一。第三代核电机组,目前也只有中国在推进,包括英国最新的核电站,也是中法合作建设。至于火力发电,无论是煤炭消耗指标、节能环保还是机组功率,中国都遥遥领先。

  —— 电网技术世界一流,特别是超高压、特高压、智能电网等领域,中国制定了全球的标准。电网的效率、可靠性和覆盖率,毫无疑问世界第一。

  目前,中国电网技术已经走出国门。在东南亚(老挝称为东南亚蓄电池)、南美、非洲、甚至包括欧洲(比如葡萄牙),都成为重要的技术提供方,以及资本参与方。

  —— 在电力存储方面,在储电池领域,特别是新能源汽车的锂电池领域,中国锂电池成为全球消费主要市场,占比已经超过一半。

  中日韩企业已经事实上垄断了全世界锂电池的产能。西方社会对中日韩地区的合作与联合,一直持非常警惕的态度,这也是有道理的。

  除了电池储能,抽水蓄能电站、蓄热电暖(用于北方冬季取暖)、氢蓄能,中国都在全面建设推进。氢燃料电池,中国目前也在跟进,技术比较领先的日本丰田公司,已经向全世界共享了氢动能的专利,但是大规模合作研发生产,却是在中国。假以时日,氢动能在北方寒带地区、无人驾驶领域、甚至包括军事领域,也会有大规模的应用前景。

  —— 在用电领域,中国也是执行“能够用电就尽量用电”的发展路线,不仅是传统的家用电器普及。在能源消耗极高,极度依赖燃油的交通行业,除了公路汽车和货车以外,至少一半以上都实现了“电力替换”。

  中国每年产生的快递包裹,多达500多亿件。而在快递终端环节的最后一公里,你能够看到的都是快递小哥和电动三轮车;在铁路运输领域,高铁已经承担了大部分的客流量,而高铁全部都是电气化;在城市公共交通领域,地铁也承担了越来越大的流量,并且城市公交车新能源的比例越来越大。

  刚刚过去的国庆长假,电动汽车成为高速公路上一大主力,由此带来高速公路充电桩日均充电量大幅攀升至40.8万千瓦时,是平时的3.6倍,较去年同期翻番。目前,新增的滴滴车辆,很多一开始就要求是电动汽车。—— 现在每年新能源汽车的销量,都是百分之四十以上速度增长。

  交通领域的“电气化”革命,是中国摆脱石油-美元依赖最重要的路径。也是传统燃油汽车盛行百年以来,最重要的变革。当我们的眼睛紧紧盯着汽车领域的新能源车比例,觉得电动车的时代,还没有真的到来。这实际上是很多媒体人的一种错觉,因为媒体人很多都不接地气,更亲近传统的燃油汽车(尤其喜欢豪华汽车),不熟悉中国基层的情况。

  实际上在中国,“电动化出行”的比例以及总里程,已经远远超过私家燃油汽车  —— 这其中包括高铁、地铁,包括电动汽车,也包括电动自行车,包括快递小哥的包裹接送、包括外卖小哥们的送餐上门。

  一个显而易见的数据,那就是到2018年年底,中国电动自行车的保有量,已经超过2.5亿辆,以电动自行车的使用频率,以及在城市短途交通领域的实际使用。—— 普通老百姓,实际上出行依靠燃油小汽车的比例并不高。

  即使在北京,每天通过地铁出行的人数也超过了千万。而路面上的燃油小轿车,搭载的人数,肯定远远低于这个数字。

  换言之,即使因为国际制裁的因素,石油进口量大减,很多小汽车要限定加油的数量,甚至完全停供,中国的社会运转也不会出现太大的问题,仅凭借国内的石油产量,加上电气化交通运输的流量,即可以应对这种极端的危机。

  也正因为如此,用石油来遏制中国发展的路径,已经慢慢失效。而且越往后,中国人越不在乎石油封锁与制裁。这就是全面“电能化”路线带来的巨大好处。有了这个底气,中国就有了摆脱石油-美元的基础,逐渐进入对国际制裁免疫的“自由王国”境界……

  (未完待续……)

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 楼主| 发表于 2019-10-15 10:49:20 | 显示全部楼层
全电化路线(中)—— 电力-人民币的时代

  对于任何国家而言,能源都是永恒的问题。来自于“能量守恒定律”的约束,既然能量不会凭空而来,那么谁掌控的更多的能源,就意味着掌控更多的能力。

  一旦能源的问题得到解决,在物质不是特别匮乏的情况下,一切来自于生产资料和生产关系之间的矛盾,都比较容易得到解决。而由此带来的社会变革,将是极其深远的。这个变革,甚至将超越前两次工业革命对人类社会影响的总和。

  而电力作为能源最重要的使用方式,以其运用广泛,极高的覆盖率,远程瞬间传输,获取来源丰富,高度的可靠性(当然是中国这一类国家),使用环节无污染(污染集中在生产端、可以集中处理),等等诸多的优点,成为能源系统最重要的载体。
南宁万亩火龙果补光照射

  即使是农业生产,电力系统也能够解决很多问题。比如通过补光照射,可以大大提高农作物产量,还能够提早成熟;在大楼里,通过灯光照射也可以生产蔬菜,如果能源足够便宜,在大楼里生产粮食,也并非不可能。

  要说电力系统有什么缺点,其实它的缺点,全部来自于其优点:

  —— 电力获取丰富,需要先进的低成本发电技术。而掌控这些技术的,只有少数几个国家(尤其是中国)。而综合各种发电技术,没有一个是完美的,都有各种的优缺点。

  —— 电力系统的高度可靠性和高覆盖率,需要极强的建设投入、极高的技术体系,以及严格的运营管理维护能力,而综合这些能力的国家,其实双手就可以数出来。

  —— 电力使用一端,无论是电器、电力交通等等,其实都需要强大的工业基础,以及社会服务体系支撑。今年大家当热闹看的欧洲空调安装,其实不仅反映了欧洲的电器生产能力,连安装服务能力都很渣。

  —— 在更先进的一些电力应用场景,比如电磁弹射、电磁炮、无人机、激光武器等等,某些国家已经到了独步天下的地步。蓝星独此一家,别无分号。

  ……

  可见,电力系统虽然已经发明了数百年。但是要深入掌控,并且能够随心所欲地大规模应用,也并不容易。

  更不要说,电力系统的更大范围推广,全电化的路线,对石油-美元秩序的挑战了。这甚至关系到某些超级大国的国运。

  从这个角度而言,谁在电力领域更早进入“自由王国”,谁就能够引领未来。无论是5G、人工智能、先进制造……归根结底,都还需要能源支持。

  如果说,在燃油汽车时代,因为石油消耗极大,而且石油交易基本由美元定价,从而奠定强化了美元的国际地位,那么以此推算,电力在某种程度上,支撑了现在的人民币价值体系,更包括了人民币的未来。

  支撑人民币价值体系的,包括了中国的外汇储备、中国的工农业生产能力、粮食和食品价格,更包括了国防力量……但是电力-人民币,却是一个很具体的支撑力量。

  由于燃油汽车(包括飞机),使用燃油的成本,实际上是与国际上的石油价格波动相关的。因此,当石油价格急剧上涨的时候,整个社会的运行成本,会急剧提升。 —— 举一个简单的例子,如果汽柴油大幅度涨价,整个社会的物流成本就会大幅度提升,从而拉动物价上涨。换言之,如果使用美元-石油能源,价格很可能会有剧烈的波动,而这种人为操控的波动,让美国人在能源市场,赚得盆满钵满。

  这么多年来,我乘坐飞机,或者打车,“燃油附加税”经常出现。当国际油价大幅度上涨的时候,这种东西就会出现在眼前,提醒我“通货膨胀”、“钱不值钱”的感觉。

  但是中国的电力系统,却超越了所有的国际能源价格波动率,保持着很长期的稳定性。

  去年曾经在微博上,围绕电力系统有一幕惊喜剧,网友吐槽中国电价太贵,被“国资小新”怒怼:建议移民。并且列出了各国的电价,进行了“实力打脸”的操作,引发了众多网友的围观。(细节不表,仅贴一张图出来)

  在中国整个社会努力之下,在国有电力系统军事化的运维管理之下,中国电力系统的价格,相当于其他发达国家,非常之稳定和廉价。这实际上很好地支撑了人民币的价值体系,特别是支撑了中国制造。

  电价的稳定,整个社会运行的基础价格就稳定,物价就相对容易稳定,不容易出现大起大落的情景。这里举几个简单的例子,讲述电力价格稳定,对于人民币的支撑作用:

  —— 电解铝是一项电力消耗极为巨大的产业。2018年中国全社会用电量68449亿千瓦时,同一年,中国电解铝总产能约为4000万吨,每一吨电解铝耗电约1.3万度。仅这个产业,每年要消耗电力5200亿度电,相当于中国发电量的7.6%左右。在这个行业,电价一分钱的波动,甚至能够决定这个行业的盈亏线。

  中国电解铝产能如此之大,以至于可以对全球玩“倾销”战略。美国对中国的电解铝产品,曾经发起过反倾销调查,后来美国公司从中国大量进口铝门窗制品(猫腻自己想)。

  还有一个例子,当年比特币“采矿”,玩到后来,大部分的矿机、矿场,最后都转移到了中国。而很多矿场,就位于中西部的小水电站边上。用的就是廉价的当地电源。

  —— 在交通领域,高铁是耗电运行的交通方式。但是折合成碳排放,同样的旅客里程,高铁只相当于飞机的二十分之一。算是非常绿色低碳的交通方式。而高铁用电的价格稳定,让高铁车票的制定也无需考虑能源成本,高铁的票价很快拉低了飞机旅行的价格。即使是距离超过1000公里的路程,如果高铁可以直达,那么飞机票打折就比较生猛。

  高铁价格和飞机票价格,可以看做是电力-人民币和石油-美元,在交通出行领域的较量。很显然在中国,电力-人民币主导的高铁交通体系,目前已经远远胜出。

  一旦高铁在全球输出,加上配套的电力系统,由中国投资建设运营。可想而知,这一类的电力交通系统,对民航和公路,有多大的冲击波。在国土纵深不过一千公里的大多数中小型国家,高铁简直就是神器。

  这也可以理解,中国的高铁走出去,为什么会阻力重重,这是以电力交通替代燃油交通,要砸人家民航业的饭碗,要夺石油-美元的影响力,。

  通常网友们提到电力-人民币体系,往往都是参照美元-石油体系,就是像美元那样,控制地球上的石油贸易。这并不是一回事。电力-人民币,代表的是能源体系支撑下的中国货币价值。只要电价保持稳定,由电力出发的各行各业产业,基本价格就会稳定,毕竟这个世界的物质,并没有那么匮乏,有能源加科技,一切东西都可以制造出来。

  因为中国是世界第一制造大国,很多基础性的产品,占据世界一半以上的产量。只要能源的价格稳定,那么中国的大多数产品生产成本就会相对稳定,价格就不会大起大落。因此,也会带来中国工业的价格稳定性 —— 这些年来,物价猛烈上涨,很少波及到工农业部门,以工业品价格计算,人民币的购买力一直非常坚挺。(物价上涨主要集中在服务行业、房地产行业等等)。

  随着中国能源系统的不断成熟,特别是新能源系统的发电和蓄电两个环节,以及新能源汽车、电气化铁路等等产业,成为中国“走出去”的名片,越来越多的国家,需要从中国购买电力综合解决方案 —— 也包括各种电器产品。

  可以这么说,在电力相关的领域(不包括芯片、不包括石油),中国对全世界几乎所有的国家,都是单边的贸易顺差,而电力能源是一个国家发展的基础,属于一个国家迈入现代生活的“刚性”开支,在这方面,除了少数几个西方发达国家,任何一个国家都不可能绕开中国 —— 除非它放弃现代生活生产方式。

  电力相关的产品,包括电力全套系统以及各类电器产品。未来将成为中国的最大出口项之一,以光伏发电板为例,中国控制了全球的70%的市场(更深入的算上合资企业,OEM等方式,接近90%)。光伏目前已经成为低成本的发电方式,加上分离电网技术的成熟(即在一些偏远地区,建立孤立小型电网、或者自给自足发电-用电方式)。中国未来在这些领域,将会掌控全球电力全产业链的大量份额。

  比如说,澳大利亚是一个地广人稀的国家,目前开始拆除通往边远地区的电线杆,而是用太阳能微电网代替,保证当地的照明和生活用电,又能够大幅度降低电网维护成本。这种微电网,是大电网方案的有益补充,在边远地区、海岛、荒漠、牧区等等地方,都是很好的解决方案。包括像非洲的很多部落,国家暂时没有能力建立大电网体系,完全可以使用这种小规模的微电网,迈入电力社会。 —— 而微电网体系,恰恰也是中国为全球提供的电力解决方案之一。

  在电力相关系统的绝对领先优势,这实际上是人民币购买力的巨大支撑点,也是未来人民币走向国际化的一个重要卖点。想当年,日本的电器电子产品,横行全世界市场,也支撑了日元的崛起,以及日元的国际地位。同样的道理,拥有了人民币,就可以建立现代电力体系,迈入现代国家,这无疑很大程度上,提升国际社会对人民币的信心。

  其实,除此之外,还有一个非常重要的因素,中国不宣传,国外也不想宣传 —— 一个国家,如果没有自己构建电力系统的能力,一旦使用某个国家的电力系统方案,等于把自己的半条命也交出去了。我们输出的电力系统越多,“人类命运共同体”就越可能变成现实……

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 楼主| 发表于 2019-10-16 16:33:06 | 显示全部楼层
全电化路线(下)—— 通讯 + 智能 + 能源一体化

  说到全电化的路线,可控核聚变的未来美好前景,一直是很多人梦想里的完美“终极能源”。

  但是,我对核聚变的实用化,始终持半信半疑的态度,既不想一下子否决它,毕竟在理论原理上它是可行的;但是总觉得在工程实践上,它面临的难题很可能不止50年。

  这方面,我们可以做一个对比,原子弹爆炸到铀核能利用,其实不过短短十来年的时间。1954年,前苏联就建成了世界第一座民用核电站,成为人类和平利用原子能的典范。其时,距离广岛长崎原子弹爆炸,不到10年的时间。

  从第一枚氢弹爆炸(1954)至今已过75年,可控核聚变还只能停留在理论上,即使有一些实验进展,也是在一些条件极为苛刻复杂的实验室条件下。

  当然,我完全支持中国投入科技资源,研究可控核聚变实现的可能性。 —— 即使主要目标很难达成,也许一些意外的成果,也会造福人类。很多巨大的科研项目,往往会培养出一些偏门人才,然后出很多意外的成果,而这几乎都是必然的。

  话说回头,中国在“全电化”领域,引领全球,并不把赌注押在未来的可控核聚变之上,一来太过于遥远,远水不解近渴;二来,发电只是电力系统的一个基础,输变电、储能、用电等等,才是大头。

  也就是说,对于中国的“全电化”道路,核聚变只是年夜饭的一桌还不知道能不能上的菜 —— 有它没它,都不耽误过年。

  应该说,到目前为止,没有一种电力能源方案是完美的:

  —— 火力发电见效最快,也稳定,但是需要燃烧煤炭,污染也比较大……约略等于烧开水用蒸汽发电。饶是如此,最先进的火力发电机组,仍然是中国人制造的。很长时间内,仍然是中国最主流的发电方式。

  —— 水电虽然发电成本低,而且是可持续能源。然而搞水电需要有落差的河流段,需要拦河筑坝,改变河流生态,水库淹没要搬迁移民。另外,水力发电也有枯水季和丰水季之区别,冬天就要加大火电的发电比例。

  —— 核能发电环保,成本也较低,但是核电站有安全问题。同时,中国是一个贫铀国家,这一类的资源也并不丰富。

  —— 风电需要建立在风口区域,而且风电不稳定,时有时无,时强时弱,在电网里属于“垃圾电”,调峰也很困难。不过随着蓄能技术的发展,以及电网的进一步智能化,风电以其廉价环保的特性,也在持续发展。

  —— 太阳能发电,目前已经突破了成本瓶颈,在光照比较充裕的地区,太阳能光伏比风电稳定性好。但是一样面临一个问题,在晚上和阴天,就不能发电或者电力很弱。而且太阳能光伏发电,占地面积巨大,在人口密集的地方就不容易建设。

  至于蓄能技术,无论是蓄电池、热蓄能、电解氢蓄能、抽水蓄能等等,都各自有其优缺点。金木水火土,似乎哪个都少不了。互相搭配,互相平衡,哪个合适就用哪个。

  所以,电力系统里,到目前为止,并不存在“完美方案”,每一条路线都有各自的优缺点。即便是中国建立了世界最强大的超大型电网,拥有最好的电网管理技术,独立的“微电网”这些年,也在蓬勃兴起(参见之前提到的澳大利亚案例)。我相信,“微电网”未来和“大电网”一样,成为中国给全世界提供的电力优质解决方案之一。—— 毕竟大电网的建设和维护,需要很强大的国家实力,而对于很多落后地区来说,一块太阳能板 + 蓄电池 + 照明 + 手机 + 小家电,就足以引领其进入现代社会。

  以传音手机每年在非洲1点几亿部的销量(占有率差不多一半),也可以想见非洲人在中国人的电力、通讯协助下,至少有一些人迈入了信息时代。在很多没有电网的地方,太阳能板提供的电力,是照明和手机充电的希望。

  除了遥远的可控核聚变,在电力相关的全部领域,中国人都能够提供全世界最好的最具性价比的解决方案。无论是寒带还是热带地区,无论是沙漠还是热带雨林,无论是高原还是海上。甚至连海上浮动的移动核电站,中国也都在建造。这种小型的、可移动式的核电站,实际上是安装在船舶上缩小版核电站,既可为偏远岛屿供应安全、有效的能源供给,还可为远洋作业的海上石油、天然气开采平台提供电力、热力和淡水资源。甚至像很多国家的战后、灾后重建,这种核电站都能够提供非常强大的电力支持。 —— 比如类似像日本的311地震这种情况,我们就可以提供这种海上“核电宝”作为电力支援,当然为了保证安全,还需要军舰提供护航。

  将来中国海军的全球舰队里,也可以配置这种民用的“核电宝”,为很多缺电的国家,提供发展初期的能源支持。比如像叙利亚的重建,电力系统恢复需要很长的周期,这样的移动核电站,很快就能够打开局面。—— 美国的海军,都是全球送“民主”和“炸弹”,我们不仅能够带去和平,还能够带去建设力量。

  当然,“核电宝”到哪里,中国的海军必须跟到哪里,这是为了维护基本的安全,外人不得置喙。核电站乃是重点保护目标,绝对不能出事。(中国重工传出的消息,要搞20来条这种“核电宝”)

  除了民用领域,日常生活方方面面,逐渐走上全“电气化”道路,实际上,军事上的“电气化”也早已开启。在这个方面,“墙内开花墙外香”的无人机,就是一个小例子,就算是美国军方,也购买了中国生产大疆无人机装备特种部队以及海豹突击队,其他的陆军部队,更是顶着上头的禁令,照样想方设法弄到手。

  无人机还仅仅是锂电池池驱动的,算是侦察系统“电气化”的一个例子。实际上,军事领域的“电气化”,这些年已经开始了全面发力。比如说中国的全电驱的大船,另外还有电磁弹射、电磁炮、激光炮等等,至于电子战、信息战,更是耗电大户。

  氢燃料电池这些年发展很快,日本丰田在此领域研究很深,为了推广这套方案,丰田已经向全世界共享了其专利。而中国对此兴趣也很大,主要是这种燃料电池,有很高的能量密度,而且在寒带地区,有很广阔的使用前途。除此之外,这套系统军队兴趣极大,有了充足的电力供应,很多战场上的装备,又可以迎来改良升级的可能。

  和传统的石油能源相比,电气系统有更多的优越性,除了发热很低,噪音低,污染比较小,更重要的是,电设备更可靠,维护更简单,很方便设计成模块化,进一步降低使用的成本。

  实际上,美国人其实很早就认知到了这一点。早些年在电池领域也投入了很强的研究力量,今年获得诺贝尔化学奖的,就是研发锂电池的团队。美国德州大学奥斯汀分校John B.Goodenough教授、纽约州立大学宾汉姆顿分校M.Stanley Whittlingham教授和日本化学家Akira Yoshino教授三位科学家,因为在锂离子电池领域的突出贡献,一起获得2019诺贝尔化学奖。

  为什么美国人的基础研究这么强大,但是这些年在电力系统上,成就泛善可陈?甚至在福特号航母的电磁弹射,伯克级驱逐舰全电动力驱动尝试,都出现了难以克服的困难。这其中的原因,和美国的美元-石油战略有关,也和美国的去工业化有关。

  电力系统的理论,经过百年来的积累,可以说理论上都很成熟,但是在产品和工程上,仍然需要非常深厚的工业基础和工程经验。所谓“理论是苍白的,而实践之树长青”。美国的财富往石油-美元集中,自然就不肯下力气投入资源研发电力方面的科技,这方面的人才凋零,甚至大量转行,这就掏空了美国电气化人才的底子。美国电力行业也很强大,但是进步相对就缓慢了很多,多数情况下只是维持现有电力系统,不要出问题。

  中国是一个缺乏石油的国家,用宝贵的外汇购买石油,而大部分进口石油用于燃油车,这本来就是压力很大的事情,中国在内部也没有形成像美国那样庞大的石油利益集团,因此对于能源技术的追求,一直没有止境,所有新研发的技术,只要实验可行就开始推广,在实践中不断升级完善,以尽快产生效益。

  可以说,美国强大的石油利益集团,阻碍了其他能源产品的崛起。白瞎了那么多科学研究成果,要知道太阳能电池是美国贝尔实验室发明的;锂电池的初始研发也是源自于美国。现在美国的锂电池还是太阳能面板,都需要从中日韩大量进口。

  展望未来,中国“全电化”道路,对新一轮的全球化,无疑是影响极其深远:

  —— 中国能够为全球提供环保、可持续、低成本的综合电力解决方案。

  —— 中国资金,能够参与全球的电力基础设施建设和运营,实际上这些年,中国国电、三峡都已经大规模参与很多国家的电网工程。

  —— 中国能够为全世界下一代电力运行提供标准。得标准者得天下,以后中国电力相关产品,就可以走遍天下。

  —— 中国的“全电化”方案,实际上才刚刚开始,未来前景广阔,光是公路交通系统,就有无数的课题在等着。

  —— “全电化”路线,还会在军事系统产生深远的影响。

  —— “全电化”更好地配合人工智能、5G通讯时代,形成通讯 + 智能 + 能源一体化的体系,将会释放出巨大的能量。

  ……

  如果说,“全电化”加上工业4.0,我认为是互联网革命以来,最激动人心的工业升级进程。其市场规模之大,绝不亚于互联网对人类的影响,只是电力系统流量不彰,并没有被互联网光环笼罩,很多人没有意识到而已。

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