当前位置: 真空闸 >> 真空闸前景 >> 中国新能源车为什么选择电车路线碳中和
人近中年的时候我开始形成一个认知,就是中国政府的很多重要决策格局之大和水平之高超乎想象,过去说这话叫大棋党,如今中国开始走出自己的节奏和自信,发展之快超越了自己当初的计划,是唯一用两代人发展成超级大国的国家,自信提升包容性,大棋党听起来也不再刺耳。今天主要以中国新能源汽车选择电车路线的谋划为切入点,从国家发展权、能源安全、技术自主、产业扩张、第四次工业革命等角度来聊聊这盘棋够不够大。
策略博弈
1、碳排放权和碳中和
碳排放权最初由年的《京都议定书》提出和确立,年的《巴黎协定》进一步提出了年温室气体零排放目标,催生了各国的碳中和日程表,这一系列协定表面上是欧美白左发展到高峰拯救地球的自我感动,实际上是欧美日等发达国家在自身做蛋糕能力日渐减弱的情况下利用暂时在手的话语权强行切分未来世界蛋糕增量的政治安排,而这个增量在可见的时间内将主要由中国贡献。发达国家不仅单方面抢走了不属于自己的蛋糕,还试图制定碳排放交易规则,妄图利用这个凭空创造的工具继续食利,合法掠夺后发国家人民用血汗和泪水换取的财富。设置议题的权利是最顶级的权利,彼时的中国还相对弱小,面对西方国家设置的这个议题只能被动应对,时任中科院副院长丁仲礼舌战柴静的名场面正是这一处境的真实写照,在极不友善的提问、嘲讽甚至人身攻击中反问的那句中国人是不是人,直指问题要害,年中国人均碳排放1.9吨,不及美国19.2吨的1/9,经过三十年突飞猛进的发展年中国人均碳排放6.8吨,仍不及年美国人的零头,国人对西方话语权的盲从更是雪上加霜,部分人替剥夺自己利益的强盗说话,一度被诱导指责丁院士不够谦和中立。
碳排放权是西方凭空创造的收割发展中国家的工具,目的是吸食他国财富,封死后发国家的上升路径,最初并不完全针对中国,谁奋斗,谁增长,镰刀就砍向谁,二十年的事实证明,中国是最大的奋斗者,是最大的增量,自然就成了碳排放博弈的最大目标。下图为年的世界碳排放统计,中国不仅是最大的碳排放国,而且是第二名美国的几乎两倍,如果遵从西方国家的安排,这个镰刀会实实在在割到中国的喉咙,阻断国家的发展。
生产在哪里,排放就在哪里,中国已经是第一大工业国多年,未来也将长期是第一大工业国,制造业是强国之基,美国的前车之鉴近在眼前,作为有理想抱负的国家中国不可能放弃制造业去实向虚,政府更是一直在努力抑制金融食利者对制造业的侵蚀,发展方向不可逆,长期是第一大碳排放国的现实也无法改变。中国不仅是第一大工业国,甚至很多产业的产量超过其他所有国家的总和。由于搜集数据能力不强,罗列一些近年二手数据如下。
中国钢铁产量世界第一
中国发电量世界第一
中国汽车产量世界第一
中国水泥产量世界第一
中国高铁里程世界第一
发电、交通和制造是碳排放三大主要来源,中国要保持制造业大国地位碳排放问题不可回避。西方过往的做法是将劳动密集和高污染行业转移到发展中国家,即能以低廉的价格获取商品又能让自己的国家山清水秀,而碳排放权相比以往更加过分之处在于对污染征税,发展中国家的人民付出了自己的血汗,污染了自己的土地,在西方定价权的剪刀差下获取着不公平的剩余,还要用如此辛苦赚来的血汗钱向发达国家购买排放配额才能合法生产,可谓被算计的骨头渣都不剩,这一点从新华社驻欧盟分社社长陈卫华推特舌战CNN时提及的瑞典HM产业链就有所体现,排放权,是未来社会最基本的人权。
顺带一提西方拥有强势话语权的现实下培养了很多意见领袖和带路党,之所以让这个欧美环保小公主出来对线,是因为西方在国内扶持的几朵环保小花刚一冒头就被警惕性提高的网友们骂的不敢露头了,不然这里对线陈卫华的很可能是中国小花,将给本就困难的外宣造成更多的困扰和尴尬。
经过多年高速发展积聚力量,中国在碳排放问题上不再被动应对,年9月22日中国领导人在联合国大会上宣布“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于年前达到峰值,争取在年前实现碳中和。”这一讲话标志着中国顶级意志主动拥抱碳排放权设计,碳中和概念成为未来几十年深刻影响中国国计民生的主线方针之一。年7月16日,全国碳排放权交易在上海环境能源交易所开市,是目前世界最大的碳排放交易所,也是中国碳中和进程的第一个标志性节点,中国20多年的高速发展不仅没有成为既有规则的破坏者,还借力打力,将原有规则的霸主逼的直喊退群,将是未来史书上浓墨重彩的当代社会一大奇景。中国对碳排放权态度的转变,不仅是自身强大后话语权的增加,更是结合碳排放权概念对中国未来百年能源安全、产业发展的总体性安排,将对未来的世界格局产生深远影响。
中国实现碳中和的驱动力之一是能源安全,年中国的石油进口量超过美国成为全球第一大石油进口国,年中国石油进口量为5.06亿吨,同比增长9.55%,石油对外依赖度高达72%,而国际公认的石油对外依存度安全线是50%。
与之相对应的,中国几大石油进口通道除了俄罗斯—中国管线相对稳定,其他通道都存在较大风险,西南通道的缅甸管线由于西方干扰和缅甸政权更迭已近完工时曾长期搁置,亲西方的昂山素季与中国修复关系后再次被西方架空,巴基斯坦的瓜达尔港也曾是中国油气线路方案之一,中国公司建好港口后巴基斯坦政府将瓜达尔港经营权给了新加坡,十年时间崭新的港口近乎荒置,直到年合约到期才乖乖的交给中国公司经营,海上通道是主力通道,却途径好望角、苏伊士运河、波斯湾、印度洋、马六甲、南海,能源补给线漫长,极易被卡脖子,尤其战时风险极大,其中美国、英国、印度、新加坡、澳大利亚、日本和部分东南亚国家都曾积极参与针对中国油气运输线的军事行动,曾经相对友好低调的新西兰也在加入五眼联盟后对中国表现出了一定程度的敌意。
随着中国国力大幅提升,被敲打过的新加坡对中国的军事挑衅大幅减少,日本则越来越积极频繁联合域内外国家展开针对中国的军事行动,连续推动了日澳、日印、日法、日德、日英、日美等一系列南海巡航,其中又以美英澳最为积极,澳大利亚这个英美轮番使用又抛弃过的忠诚炮灰长期自愿充当急先锋,多次对我国进行潜航侦查并大肆报道,英国刚刚解决漏水问题的伊丽莎白女王号航母首次远航就急于到南中国海宣誓存在,带着从美国借来的F35战机和上百名新冠患者远道而来是立威还是现眼各国人民有不同解读,此刻伊丽莎白女王号航母已经通过马六甲海峡在新加坡停靠,前几天在日本访问的英国国防大臣还宣布将在亚洲永久部署两艘军舰,日暮西山的皇家海军主力舰长期趴窝,此次负责为航母护航的驱护舰都是从美国和荷兰借的,两艘小艇长期驻扎的象征意义大于实质。
日本在历史关键抉择上好像从来都不聪明,在中国崛起前夜一再错过与中国修好的最后机会,不断挑衅中国,最终很可能新仇旧恨一起算,而号称欧洲搅屎棍的英国不远万里来恶心中国,更加凸显了中国海上油气通道的巨大风险。此外,还未收复的台湾同样是风险来源之一,前几天的东京奥运会开幕式日本不仅将台湾从中国地图上抹去,还一改惯例称中华台北为台湾,出场顺序也是按台湾而非惯例的中华台北排序,引得岛内蛙声一片。中国的海上能源通道,回避不了以一敌十的现实,根本的解决之道,是能源自给。
中国实现碳中和的驱动力之二是政经现实。虽然全球变暖与碳排放的关系还有争议,碳中和却已经是现今国际社会的主流共识,在这一政策上积极的国家占有道义制高点,不积极的国家只能处于守势。既然中国已经做出决策拥抱碳中和概念,就要积极参与主动引导,为未来的国际博弈和政治斗争积攒筹码,这包括建立以我为主的交易市场和对我有利的游戏规则。不久前的院士大会上丁仲礼院士做了《中国碳中和框架路线图研究》的专题报告,明确提到中国“要尽早建立系统的监测、计算、报告、检核的标准体系",也就是由中国制定的游戏规则,保证话语权在我。中国已经建立世界最大的碳排放市场,未来将其经营成世界碳排放交易中心,同时话语权在我,用原来西方设计收割我的工具反向收割西方,岂不快哉。
中国实现碳中和的驱动力之三是增强中华民族凝聚力,为实现碳中和目标新能源占比会不断提高,中西部将成为最主要的新能源输出地之一,清洁能源的大规模生产将驱动加速西部与东部的协作和财富再分配,弥合东西部收入差距,提升社会整体的和谐稳定。新能源的生产中心与负荷中心距离遥远,需要建设特高压输电网络,过去特高压输电线路的建设阻力主要来自于地方电网,国家意志的碳中和目标打破了能源市场若有若无的地方保护,贯穿中华大地的特高压网络如同新时代的“山川形势犬牙交错”,将地方势力更加的融合在一起,增加了分裂割据的成本,提升中华民族凝聚力。
中国实现碳中和的驱动力之四是为经济增长提供新的引擎,为第四次工业革命,打造以中国为领导者的国际体系提供物质基础,关于这一点的详细论述是本文后半部分的主要内容。
中国实现碳中和的路径是全电社会
各国实现碳中和的路径不尽相同,没有追求的老牌资本主义国家准备彻底拥抱金融放弃制造业,靠食利继续盘剥后发国家坐享青山绿水优雅生活,这种不思进取很可能因为中国的崛起砸了饭碗,有追求的国家则在选定的技术路线上下重注,以工业制造的方式生产能源,把能源从资源属性变成制造业属性,资源是靠天吃饭,制造业则具有可优化可迭代的特点,可以不断提升效率,降低成本,作为制造业第一大国的中国,这是我们的优势,是每天都在不断精进的日常。而各国的新能源路径之争,目前主要是以日本的氢能源和中国的全电社会为代表,全电社会目前还没有官方定义,是我第一次看到马伟明院士的舰船综合电力系统时脑子里冒出来的词,很多人提到过全电社会,但是大家的定义和理解有不同,这个词不是我创造的。
比较意外的目前国内网络上对日本的氢能源路线比较推崇,认为水平高于中国的全电路线,我不同意这种说法,氢能源路线尤其是日本的氢能源路线在中国的全电路线面前毫无优越性,没有成为主流的可能。中日都是对外能源依赖度高的国家,都想寻求替代能源保证能源安全,日本曾想搞核电,福岛核电站事故造成恐慌,地域狭小缺少大江大河没有水电资源,缺少煤炭石油火电成本高,加上三菱等财阀原有利益链不配合,日本全力押注氢能源路线是全电路线行不通的无奈选择。氢作为燃料热值高于汽油柴油天然气,加注快,与氧气燃烧后生成水,无污染,理论上氢能源路线更优,但是制氢储氢加氢的工程化难度并不小,制氢不是简单的电解水,电解水还不如直接用电划算,日本采用化石能源制氢和工业副产制氢,前者依靠化石能源煤炭和天然气,同样依靠化石能源,后者依靠工厂副产品的物理吸附,产量低,无法满足我国需求。东京奥运会原本是日本氢能源最好的广告,从火炬、公交到奥运村的发电都采用氢能源,日本还巨资打造了全氢能源的氢海人工岛,结果东京奥运会拉胯的表现让最好的氢能源推广机会打了水漂,东京奥运会开幕式期间丰田在新浪微博短暂投放了奥运氢能源开屏广告,因为投放量过少错过后没能再次刷出来,我只截屏了下拉页广告。但是决定日本氢能源无法成为主流的根本原因,是日本不具备中国的超大规模性,在中国全电路线的规模碾压下日本路线没有未来,我在《换个角度理解龙象之争——以印度为参照看中国的优势与隐忧》中专门写过中国的超大规模优势,这里不多说了。有趣的是东京奥运会闭幕式当天丰田以“终于有一款车能回报你的关怀”为标语再次投放了纯电概念车LQ的微博开屏广告,这次投放量充足随时可以刷到,整个东京奥运会期间只在开闭幕式当日投放广告,以投放量极少的氢能源广告开始,以数倍投放量的电动概念车结束,也是有趣,这是否隐喻未来丰田对日本路线开始消极,转而全力投向中国的全电路线呢?
我第一次产生未来社会是全电社会的念头,是看了海军工程大学马伟明院士为海军打造的舰船综合电力系统的报道,没错就是那位海军司令为其打伞,领先就领先美国的马伟明院士。
我理解的全电社会就是将马院士的舰船综合电力系统放大到全社会的大规模应用,因此舰船综合电力系统也就成了理解全电社会的最佳简化模型。以功率相当于中等城市的航母为例,所谓舰船综合电力系统就是抛弃机械传动,将所有的动力用来发电,将电力在时间和空间上精确可控的调度到负荷中心,并将多余的电力储存起来以便再次利用。正是因为有了这一系统,号航母才有可能在常规动力的基础上同时支持三条电磁弹射器和大功率相控阵雷达的工作,也使未来大功率电磁炮和激光武器上舰成为可能。
以舰船综合电力系统来理解全电社会,三个核心要素就是充足的电力供应、高效的电力调度和高效且充裕的储能系统。
充足的电力供应
从前文的年世界发电量统计可以看到中国的发电量遥遥领先世界其他国家,到明年年会超过美国的两倍,下图是丁仲礼在院士大会上的PPT,这个课题是十多位院士为决策层提供决策依据联合做的预研,因此数据十分权威,从中可以看到目前的能源比例还是以化石能源为主,而改变这一能源结构,中国人的底气和自信是在全世界占统治地位的新能源制造业,这也是其他任何国家不具备的。
按中国国家能源局年的1-6月份全国电力工业统计数据,截至今年6月底,全国发电装机容量约为22.6亿千瓦,同比增长9.5%,其中风电装机容量约为2.9亿千瓦,同比增长34.7%,太阳能发电装机容量约为2.7亿千瓦,同比增长23.7%,中国在新能源和电力设备制造领域占统治地位的工业实力是取得如此大幅增长的物质基础,中国现在和未来很长一段时间都是世界第一大太阳能发电、风力发电的生产国和建设国,以太阳能为例,目前光伏产业前20名的企业中80%是中国企业,中国不仅在规模、成本上占优,技术上也是领先地位,就在前几天隆基股份再次刷新电池转换效率的世界纪录。
除了光伏发电,中国也建设了多座光热发电站,前几天为建党百年拼字献礼的就是光热熔盐电站,此外还建有槽式光热电站,中国在风电领域的情况也是如此,无论在高山、荒漠还是海上,中国各地都在开建新的光伏、光热和风力发电厂,长征九号运载火箭的任务规划中甚至包括空间太阳能电站,这是我们未来清洁能源的来源之一。
中国在水电领域早已无人能及,以至于我们的工程人员骄傲的说因为没有对手只能和自己比。除了广为人知的三峡、葛洲坝等大型水利工程,白鹤滩、溪洛渡、乌东德、向家坝等都是世界级的大型水电站,这是中国清洁能源的来源之二。
中国还是目前世界最大的核电站供应商,拥有华龙一号、国和一号、玲珑一号小型堆等多个系列成熟商用核电方案,中国核电不仅技术先进,同时建设四十座核电机组的工程能力更是睥睨全球,目前中国核电能源只占2.3%,未来十年规划建设百座核电站,大幅提升核电占比,与水电、光伏和风力发电相比,核电不受天气影响,能够保证电网的稳定运行,是中国清洁能源的来源之三。
中国在未来的终极能源核聚变领域是世界顶级水平,中国在年投入运行的世界第一个全超导托卡马克EAST核聚变实验装置在今年五月创亿度百秒世界纪录,更加先进的中国环流器2A和最新的中国环流器2M相继投入使用,中国人距离掌握终极能源的目标越来越近,中国也是国际热核聚变实验堆ITER的重要参与者,供应了大量核心构建。
即使在看似最不环保的火电领域,中国也是目前技术水平和产业能力最好的供应商,中国新建火电机组均为超临界和超超临界机组,年中国的煤电综合热效率为48.6%居世界第一,远高于美国的37%,到年,中国计划淘汰大部分煤电机组。
高效的电力调度
电能长距离传输最大的难题是降低损耗,如果损耗过大会让远距离能源调度变得不经济,解决这一难题的方案就是特高压输电。目前中国已经是特高压输电技术的最强国和最大应用国,中国在特高压直流和特高压交流输电领域均实现了千伏特高压输电,同样是放眼全球无敌手,与之一同成长起来的是多家世界级的电气设备供应商。
在没有特高压输电线路之前,新疆、青海、西藏的新能源电站弃电率曾经高达30%,如今随着输电大动脉的建成弃电率已降至个位数,未来随着就地储能配套改善,弃电率将归零。
高效且充裕的储能系统
储能系统对于电网有两个核心作用,一是调节峰谷,二是降低弃电率,前者是从功能角度解读,后者是从经济角度解读。电流是个非常形象的定义,它像水流一样在流动的过程中输出能量,如果没有被利用就白白的流走,奔流到海不复回的浪费掉了,这也是弃电率的由来。电网最怕抖动,电厂也不能过载或停机只能在一定功率范围内输出,容易出现极端高峰不够用,低谷期大量浪费的情况,过去主要靠经济手段调节,如上海采用峰谷电价,晚上电价是白天的一半,水电丰富的成都则采用进阶返还,丰水期用电越多返还越多。随着国力的提升如今则越来越依靠技术手段也就是储能系统削峰调谷,因此储能系统对节约能源和电网运行的经济性意义巨大。还是以航空母舰采用的舰船综合电力系统为例,化石能源全部转换成电力在全舰调拨,没有消耗光的电能与回收舰载机时收集的机械能全部由惯性储能系统吸收,必要时转换成电能再次利用。
北京地铁、核聚变试验装置等单位采用的也是惯性储能系统,他们的共同点是能源集中,空间受限,然而惯性储能系统价格昂贵,维护成本高,很难大面积普及,无法满足大电网的需求。
小国才做选择,大中国全都要,中国在尝试各种可能的技术路线和产业模式,全国各地相继建设了抽水储能电站、岩穴空间储能电站、液流电池调峰储能电站、移动式高温超导磁储能装置,钠离子电池储能系统等,然而这些设施依然难逃昂贵、集中的缺点,更多的是充当大网络稳定基石的作用,如果继续以煤电为主的电力生产模式,这些手段已经足以解决储能问题,而以风电、太阳能为代表的清洁能源有两个不可回避的问题,一是靠天吃饭受季节和气候影响极大,输出不够稳定,二是规模差异极大且分散,技术指标、型号极不统一,要实现高效且充裕的储能,就需要同样分散且灵活配置的储能单元。
电动汽车是中国实现全电社会的必然选择
终于写到了本文的主题,中国新能源车为什么选择全电路线,因为对于中国来说解决储能问题的最好方案,就是大力发展电动汽车,换句话说,电动汽车是未来全电社会最经济最灵活的分布式储能单元。就我所知最早有机会将分布式储能电池商业化的是美国solarcity公司的powerwall电池包,该公司由马斯克的表兄弟创立,年solarcity被特斯拉收购,目前打开特斯拉
转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/1954.html