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中國領先一把:第三次工業革命在中國(簡體書)
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中國領先一把:第三次工業革命在中國(簡體書)

商品資訊

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商品簡介
作者簡介
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目次
書摘/試閱
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商品簡介

這是一本探索中國如何通過光伏革命,破解能源瓶頸、實現可持續發展、最終和平崛起的書。
2012年,中國原油對外依存度超過50%,能源安全與能源獨立堪憂:中國與世界的聯繫更加緊密,關係更加複雜,不穩定性因素和風險也將增加,爆發衝突的可能性加大。
2013年初,中國遭遇霧霾襲擊,北京及華北地區多處城市PM2.5濃度“爆表”,中國面臨空前的環境壓力:這不僅事關民生,更關乎中國的大國責任及國際地位,因為氣候談判不僅僅是簡單的減少碳排放的問題,而是涉及到各國經濟戰略和發展利益。
中國正面臨著前所未有的能源和環境挑戰。然而,挑戰與機遇往往並存。
在人類歷史上,每當新的能源與通信技術相結合的時候,往往預示著新一輪工業革命的爆發,從而催生世界格局的重新構建。英、美兩國正是抓住了前兩次工業革命的機會,先後崛起成為世界的霸主。
如今,以光伏為代表的新能源和資訊技術結合為特徵的第三次工業革命,成為了全球格局改變的新契機。在這次工業革命中,中國史無前例的站在了領跑者的位置,並完全可以領先一把。
本書作者創造性為中國領先提供了解決之道——光伏革命。它將能夠破解能源瓶頸、助推經濟轉型,是中國持續發展根本之策。
本書概述了全球新能源革命的趨勢,總結了歐美等國家在這方面的經驗教訓,結合改革開放三十年“中國製造”以及中國光伏產業曲折發展的歷史,從理論和實踐、觀念和思維、經濟和社會、產業和企業、當前和未來等角度,全面的論述了中國在這一輪工業革命中應採取的戰略、策略、政策和措施,從而領先世界的判斷。
實現偉大復興是中華民族近代以來最偉大夢想。我們相信,“光伏”這一解決之道,將從根本上改變人類對能源的認知和利用方式,推動“美麗中國”的實現。
陽光普照世界,我們用陽光來實現夢想。

作者簡介

李河君,1967年出生於廣東省河源市,客家人。現任全國工商聯副主席,全國政協委員,全國工商聯新能源商會會長,漢能控股集團董事局主席兼首席執行官。
李河君作為可再生能源企業家,是宣導清潔能源替代傳統化石能源理念——“全球替代行動”的發起者。作為分散式發電“自發自用,多餘上網”概念在中國的首倡者,他不但是新能源戰略家,更是踐行者。
1994年,李河君創建漢能控股集團,踏上“產業報國”的道路。秉承“用清潔能源改變世界”的理念,他帶領漢能歷時8年建成了全球由私營公司投資建設的最大規模水電站——金安橋水電站。2006年,他踏入光伏領域,做出“薄膜化和柔性化是光伏產業的未來和總趨勢”的戰略判斷。目前,漢能已發展成為規模、技術皆領先全球的薄膜太陽能企業。
“2035年,以太陽能為代表的新能源,將代替50%的傳統化石能源”。基於這一判斷,李河君提出,光伏革命將成為新能源革命的核心引擎,並將在第三次工業革命中扮演重要角色,進而深刻影響人類社會的生產和生活。在此過程中,中國完全有理由領先一把,使光伏革命成為助力中國崛起、實現“中國夢”的發動機。

名人/編輯推薦

◆《中國領先一把》是《第三次工業革命》一書理念在中國的最佳實踐。正如此書作者李河君所說,在這場新能源革命中,中國應該領先一把。
◆ 此書受到北京大學國家發展研究院榮譽院林毅夫、著名經濟學家樊綱、《第三次工業革命》作者傑瑞米?裡夫金的傾情推薦。

目次

推薦序 //V
前言 //IX
第一章 新能源革命:中國的選擇
能源替代:工業革命的“核心動力” //003
光伏革命:新能源革命的“主打歌” //016
大國崛起,中國不再錯過 //027
“終極替代”,誰領風騷? //040
“能源獨立”非我莫屬 //052
光伏革命:中國必然要選擇的道路 //067
光伏革命引領全球未來 //079
第二章 機遇與挑戰:光伏產業新格局
從必須到必然 //093
葉岩氣是個偽命題? //102
美國光伏歧途 //113
德國光伏怎麼了 //123
韓日覺醒又如何 //134
中國光伏產業的崛起 //146
歐盟的“雙反陰謀” //160
薄膜光伏時代已經來臨 //168
第三章 為什麼是中國:中國光伏產業的優勢地位
突破能源瓶頸 //179
獨特的中國發展模式 //190
要素優勢1:市場廣闊,資金雄厚 //200
要素優勢2:產業,成本,技術 //209
要素優勢3:企業家精神 //216
中國企業的光伏實踐 //224
世界光伏看中國 //237
第四章 國策:中國光伏產業的正途
光伏市場失衡的背後 //245
上兵伐謀 //270
政府的缺位、越位和到位 //281
中國政府在行動 //301
光伏產業的發展方向 //310
第五章 光伏:未來的展望
光伏的世紀 //317
車輪上的新景 //324
綠色家園不是夢 //334
光伏助力“中國夢”//339
“太陽文化”重塑世界 //345
尾 聲 “光伏人”的生活 //353
注 釋 //359
參考文獻 //363

書摘/試閱

第一章 新能源革命:中國的選擇
導 讀
為什麼張擇端筆下的《清明上河圖》沒有從開封延續到北京,使乾隆皇帝的“天朝上國”永遠繁榮?為什麼愛迪生發明的電燈能夠從美國照亮世界?
人類已經經歷了兩次工業革命,目前正在迎來第三次工業革命的浪潮。
每一次工業革命的原動力看似是科技發明,實則是能源革命。在第一次工業革命中,英國人成功地用煤炭代替了木柴,成就了大國崛起的夢想;在第二次工業革命中,美國人用石油代替了煤炭,創造了領先世界的輝煌。
在第三次工業革命中,能源革命的主題又是什麼?光伏革命已經向我們展示了某種可能。以太陽能為代表的新能源的核心競爭方式與傳統能源相反,即不是資源競爭,而是核心技術競爭,誰掌握了核心技術,誰就掌握了能源。
21世紀是中國崛起的世紀,中國的光伏產業已經領先世界。這一次,中國能不能把握住能源革命的機遇,讓“光伏夢”照亮“中國夢”呢?
能源替代:工業革命的“核心動力”
我們已經經歷了兩次波瀾壯闊的工業革命,第一次的推動力看似是蒸汽機,實則是煤炭;第二次的推動力看似是電力,實則是石油。從木柴到煤炭再到石油,人類的歷史被化石能源改變,人類的未來則系于可再生能源。
可再生能源如何替代化石能源?未來又會發生什麼?
裡夫金的“五大支柱說”
2011年5月24日,《第三次工業革命》一書的作者、享有國際聲譽的美國未來學家傑瑞米?裡夫金出現在了經濟合作與發展組織(OECD,簡稱“經合組織”)第50屆部長級周年會議的開幕式現場。在開幕式上,他向參會的首腦和政府部長們提出了一個至關重要的規劃:第三次工業革命五大支柱經濟計畫。
在過去的20年裡,這位目光如炬的賓夕法尼亞大學沃頓商學院教授,幾乎顛覆了前人關於“第三次工業革命”的理論體系和重要觀點。
在裡夫金之前,“第三次工業革命”的定義已經有了一個世界通用的版本,甚至還被寫進了高中課本:它是人類文明史上繼蒸汽技術革命(第一次工業革命)和電力技術革命(第二次工業革命)之後科技領域裡的又一次重大飛躍,是以原子能、電子電腦、空間技術和生物工程的發明和應用為主要標誌,涉及資訊技術、新能源技術、新材料技術、生物技術、空間技術和海洋技術等諸多領域的一場資訊控制技術革命。
對此,裡夫金的回答是:“高中課本裡的概念大錯特錯。”在他看來,真正的工業革命包含兩個同時存在、互相影響的因素:能源革命和資訊傳播方式的革命。照此推理,前兩次工業革命的本質其實是:第一次工業革命時期(18世紀60年代~19世紀40年代),通信技術發生了革命性變化,即從手工印刷到蒸汽機動力印刷,後者可以實現低成本大量印製並傳播資訊,類似於今天的互聯網所帶來的變化,人們利用新的通信系統管理以煤炭為基礎的新能源系統;第二次工業革命時期(19世紀70年代~20世紀初),通信與能源再度攜手,集中的電力、電話以及後來的無線電和電視機可以管理更複雜的石油管道網、公路網,進而為城市文化的興起提供了可能性。
20世紀90年代,在長期研究的基礎上,裡夫金徹底顛覆了前人對第三次工業革命的理解,提出了新定義:這是一場能源互聯網與可再生能源相結合而催生的人類社會、經濟的重大變革。
以前的經濟學家在研究第三次工業革命時,有的目光只集中在能源上,有的把重點放在通信上,裡夫金則創造性地將兩者結合起來,並自信地得出結論:通信是社會有機體的神經系統,能源則是血液。如今,分散式的資訊和通信技術正與分散式的可再生能源“強強聯合”,共同孕育真正的第三次工業革命。
為了傳播自己的“顛覆性”結論,裡夫金撰寫了大量論文,發表在國際著名的《經濟學人》、《世界金融評論》等刊物上,並陸續出版了一系列著作—《工作的終結》、《生物技術的世紀》、《路徑時代》等,每本書都被翻譯成15種以上的語言。《第三次工業革命》則是其理論的集大成者。
除了在沃頓商學院的講臺上和書齋中激揚文字外,裡夫金還是個活動家。從2000年開始,他一直穿梭於大西洋兩岸,講學、擔任顧問、組織基金會,奔走遊說,身體力行,將自己2/5的時間留在了歐盟國家。
裡夫金成功地使“第三次工業革命”這一概念成為歐盟各國首腦口中的政治名詞。2006年,裡夫金開始與歐洲議會的高級官員共同起草第三次工業革命的經濟發展計畫。2007年5月,歐洲議會發佈了一份正式書面聲明,宣佈把第三次工業革命作為長遠的經濟規劃以及歐盟發展的路線圖。目前,歐洲委員會的諸多機構及其成員國正在執行第三次工業革命路線圖。
在2011年5月那個開幕式現場,裡夫金展示了自己的最新研究成果—第三次工業革命五大支柱經濟計畫:(1)向可再生能源轉型;(2)將每一大洲的建築轉化為微型發電廠,以便就地收集可再生能源;(3)在每一棟建築物以及基礎設施中使用氫和其他存儲技術,以存儲間歇式能源;(4)利用互聯網技術將每一大洲的電力網轉化為能源共用網路,調劑餘缺,合理配置;(5)運輸工具轉向插電式以及燃料電池動力車,所需電源來自上述電網。
這五大支柱經濟計畫中的核心詞彙無一不與新能源有關,例如可再生能源、微型發電廠、存儲技術、能源共用網路、電池動力車……也就是說,第三次工業革命與新能源的關係終於被提上了議事日程。
從木柴到煤炭再到石油
讓我們沿著裡夫金的理論體系,回顧一下前兩次工業革命與能源革命的關係。
在古代,人類的主要能源來自木柴,中間雖然也有對煤炭和石油的利用,但這些利用僅限於零星的生活燃料和金屬冶煉,對人類文明的推動作用十分有限。因此,這一時代可以被稱作“植物能源時代”。
人類社會從植物能源時代跨越到化石能源時代的轉折發生在18世紀60年代的英國。從16世紀末到17世紀後期,英國的採礦業,特別是煤礦,已具備一定的規模,僅憑人力、畜力已難以滿足排除礦井地下水的需求,而現場又有豐富而廉價的煤炭作為燃料。現實的需要促使人們致力於尋找新的、更強大的動力來源。1698年,英國德文郡的湯瑪斯?塞維利發明了世界上第一台蒸汽機。1712年,湯瑪斯?紐科門對其進行改進,製造出“紐科門式蒸汽機”。1769年,蘇格蘭發明家詹姆斯?瓦特在前人發明成果的基礎上,改良了蒸汽機的一系列技術設計,製造出了第一台現代意義上的蒸汽機。
在前人的論述中,“瓦特式蒸汽機”的意義主要集中在技術革命方面—它所採用的汽缸、活塞、飛輪、飛錘調速器、閥門和密封件等均是構成多種現代機械的基本元件,這一系列技術催生了現代機械製造業;隨後,現代熱力學和機構學興起,為汽輪機和內燃機的發展奠定了基礎;它還推動了機械工業的發展,解決了大機器生產中最關鍵的問題,推動了交通運輸的巨大進步……
在我看來,發明蒸汽機更重要的意義在於,它讓人們告別了過去以木柴為主的植物能源時代,進入到以煤炭為主的化石能源時代。
蒸汽機促使人們從手工勞動向動力機器大規模轉向,紡織工業迅猛發展,植物能源時代所依託的土地、森林、有限的糧食等已經無法支撐大工業的發展與商業運輸的需求。隨著機械製造業、鋼鐵行業的發展,人類也不得不面對這樣的問題:即使砍光地球上所有的森林,也無法滿足人們對鐵礦石冶煉的需求。那麼,能否找到足量的能源為蒸汽機提供充足的能量呢?
於是,人們不得不求助於煤炭。1709年,亞伯拉罕?達比嘗試在高爐煉鐵中用廉價的焦炭代替當時在英國已開始匱乏的木炭,取得了成功。亞伯拉罕家族的鐵廠也成為18世紀英國最成功的煉鐵及鑄造企業。隨著亞伯拉罕的成功,已經廢棄的古代煉鐵場—科爾布魯克戴爾逐漸成為鋼鐵冶煉中心,最後發展為工業重鎮。
1738年,煤炭已被視為“英國製造業的靈魂”。一向熱衷於航海和經商的盎格魯–撒克遜民族由此開始引領世界的工業化進程。
1800年,英國生產的煤和鐵比世界其他地區合在一起的產量還多。英國的煤產量從1770年的600萬噸上升到1800年的1200萬噸,進而上升到1861年的5700萬噸。同樣,英國的鐵產量從1770年的5萬噸增長到1800年的13萬噸,進而增長到1861年的380萬噸。至此,鐵這一原料已經豐富和便宜到足以普及一般建設。人類不僅進入了蒸汽時代、鋼鐵時代,同時也進入了煤炭時代。
這就是人類歷史上的“第一次工業革命”,從能源的角度理解,完成的是煤炭對木柴的替代。
化石能源的一大缺陷就是,採用之後會減少且不可再生。1820年之後的100年間,以煤炭為主要能源的國家都面臨著煤炭資源逐漸枯竭的現實。
回顧歷史,人類社會以往的兩次工業革命都以“能源替代”為內容和標誌,第三次工業革命當然也不例外。
英國在1861年產煤5700萬噸,到1865年時就達到1億噸量級。1900年,英國的產煤量已經達到2.25億噸,比1820年增加了13倍之多,比1865年增加了將近1.3倍。“一戰”前夕,英國的產煤量達到2.7億噸的最高峰,1929年前後又下降到2.4億噸。1950年前後,英國的產煤量僅為2億噸多一點。2010年左右,英國的產煤量僅為2000萬噸左右,但煤炭使用量已經累計達到近200億噸,整個國家剩餘的煤炭資源已不足1/3。
19世紀中葉,英國面臨嚴重的“能源危機”和“能源安全”問題。於是,第二次工業革命順勢走上歷史舞臺,這一次能源替代的主角是石油。
傳統觀點認為,“第二次工業革命”的首要內容就是電力的廣泛應用:1831年,英國科學家法拉第發現電磁感應現象;1866年,德國人西門子製成發電機;1870年,比利時人格拉姆發明電動機。電力工業和電器製造業迅速發展,人類跨入了“電氣時代”。
傳統觀點還認為,第二次工業革命還應該包括三方面的內容:內燃機和新交通工具的創制、新通信手段的發明、化學工業的建立。
我認為,用以上四個方面總結“第二次工業革命”的主要內容當然正確,但還不夠深刻。這樣的總結還是偏向技術革命,而忽略了背後隱藏的共同推動因素—能源革命。
我們從內燃機的發明講起。
1876年,德國人奧托製成了第一台四衝程內燃機,以煤氣為燃料。19世紀80年代中期,德國發明家卡爾?本茨和他的同事成功研製出了以汽油為燃料的輕內燃發動機。19世紀90年代,德國工程師狄塞爾設計了一種效率較高的內燃發動機,由於它以柴油為燃料,故被稱作柴油機。
內燃機的發明解決了交通工具的發動機問題。19世紀晚期,新型的交通工具—汽車出現了。19世紀80年代,卡爾?本茨成功地製成了第一輛由汽油內燃機驅動的汽車,並由此成立了全球著名的賓士汽車公司;1896年,美國人亨利?福特製造出他的第一輛四輪汽車,隨後成立了福特汽車公司,並創造了工業界沿用至今、號稱“福特主義”的工業生產模式。
隨後,以內燃機為動力的內燃機車、遠洋輪船、飛機等不斷湧現。1903年,美國萊特兄弟製造的飛機試飛成功,實現了人類在天空中翱翔的夢想,預示著交通運輸新紀元的到來。另一方面,內燃機的發明推動了石油開採業的發展,石油化學工業也應運而生。
簡言之,由於以石油作為能源基礎的電力成為補充和取代蒸汽動力的新能源,人類才得以跨入“電氣時代”;由於石油逐漸成為最基本的燃料來源,人類才得以開啟交通新紀元;同樣,石油業的發展催生了現代工業。
與煤炭相比,石油的物理性能更優越:同品質、同體積的石油產生的能量是煤炭的2倍,直接使用效果則達到3倍左右;石油極易汽化,可以實現連續性燃燒。因此,在第二次工業革命中,全世界的石油開採量越來越大,石油的重要地位也日益突出。
從產量的增加看,1870年,全球石油產量只有80萬噸,1900年猛增至2000萬噸,1940年達到2.78億噸,1950年達到5.19億噸。
從石油與煤炭的比重看,以美國為例,1900年美國的石油產量為870萬噸,約占其煤炭產量的6.3%;1913年達到0.34億噸,相當於其煤炭產量的10.7%;1920年為0.61億噸,相當於其煤炭產量的18.5%;1950年為2.69億噸,相當於其煤炭產量的96%。
不僅如此,石油時代也是美國主導的時代。1920年,美國的石油產量約占全球的10%;1940年,美國的石油產量為1.91億噸,占全球產量的68.7%;1950年,美國的石油產量為2.69億噸,占全球產量的51.8%。
由此,我可以大膽地得出結論:第二次工業革命最核心的內容其實是能源革命,其本質內容是石油取代煤炭成為人類的第一大能源。主導這場變革的國家是美國。
回顧了從木柴到煤炭再到石油的發展史後,我們可以從能源更迭的角度將前兩次工業革命歸納如下:自1820年前後開始的100多年是化石能源時代的第一階段—煤炭時代。在這個階段,人類建立了煤炭能源經濟體系。到20世紀早期,煤炭的主導地位開始被石油取代,此時人類進入化石能源時代的第二階段—石油時代,建立了石油能源經濟體系。換言之,人類的工業革命史既是一部技術經濟遞進史,又是一部能源替代史。
新替代正在發生
20世紀後半葉,新一輪工業革命的概念開始在美國萌芽。從20世紀70年代開始,美國學者就開始了對“第三次工業革命”的探討,赫爾夫戈特、格林伍德、莫厄裡等學者注意到了新技術(尤其是資訊技術)對工人在企業中的地位、產業研發結構等的影響,進而推斷新的工業革命即將發生。
隨著21世紀的到來,石油和其他化石能源的枯竭態勢日漸明顯,隨之而來的全球氣候變化給人類的持續生存構成了威脅。同時,化石燃料驅動的原有工業經濟模式難以支撐全球的可持續發展,這就需要尋求一種能使人類進入“後碳”時代的新模式。於是,“第三次工業革命”的理論被正式提出。
進入21世紀,“第三次工業革命”理論的代表性人物共有兩位,一位是傑瑞米?裡夫金,另一位是保羅?馬基利。
保羅?馬基利長期關注製造業技術和數位製造的發展。他認為,第三次工業革命這一數位化革命將帶來製造模式的重大變革,大規模流水線製造模式將宣告終結,人們可以完全按照自己的意願來設計、製造。第三次工業革命甚至還可能帶來反城市化浪潮,取代城市生活的將是一種分散式的、自給自足的(農村)生活方式。
如前所述,裡夫金的論述與保羅?馬基利的理論有一定的差別,他提出互聯網、綠色電力和3D(三維)列印技術正引導資本主義進入可持續、分散式發展的第三次工業革命時代,而所謂的第三次工業革命,就是能源互聯網與可再生能源結合導致人類生產生活、社會經濟發生重大變革。
同樣是“能源替代”,第三次工業革命與以往的工業革命有兩個根本不同:
第一,內容不同。前兩次工業革命是用一種化石能源替代另一種化石能源或木柴,而第三次工業革命則是用性質完全不同的新能源(即可再生能源)替代化石能源。將來也不會有更新的能源來替代可再生能源,所以這次替代可以被稱作“終極替代”。
第二,宗旨不同。第三次工業革命的能源替代不再以單純追求財富為終極目標,而是把改善人類生存品質和促進社會文明可持續發展放在主導地位。
拋開學術上的差別不談,我們將圍繞裡夫金強調的可再生能源,展開對於“第三次工業革命”的展望。
可再生能源是一個與新能源緊密相關的概念。1980年召開的“聯合國新能源和可再生能源會議”對新能源的解釋是:以新技術和新材料為基礎,使傳統的可再生能源得到現代化的開發和利用,用取之不盡、周而復始的可再生能源取代資源有限、對環境有污染的化石能源,重點開發太陽能、風能、生物質能、潮汐能、地熱能、氫能和核能。
簡單地說,所謂新能源就是非常規能源,是一個與傳統能源、常規能源相對應的概念。這一概念絕大多數時候與可再生能源重合,但有時又會有所區別,比如,水能是可再生能源,但是因為水電的開發利用已經有一段歷史,按照目前的能源分類標準,往往被視為傳統能源。
伴隨著第三次工業革命的進程,新能源不是補充而是替代化石能源。到2035年,清潔能源將占全球一次能源利用總量的50%,新能源大規模替代化石能源的時代已經來臨!
化石能源越來越不適應社會進步的需求。比如,它會導致能源緊缺、電網安全事故頻發、油價高漲;同時,它具有高碳排放的弊端,使得環境污染日益嚴重。所以,以環保和可再生為特質的新能源越來越受各國重視。
2003年8月14日,北美地區發生有史以來最嚴重的大面積斷電事故,波及美國1/4的地區。據美林公司首席經濟學家大衛?羅森伯格估計,整體經濟損失大概為250億~300億美元。這場事故給現代工業文明帶來了極大衝擊—連這個發明電燈電話、百年前就把帝國大廈點亮的強國,電網安全形勢同樣不容樂觀。
2004年9月,第19屆世界能源大會在悉尼舉行,來自全球的2500名官員、業界領袖及學者參加了大會。大會的主題正是“實現可持續性:能源工業的機遇和挑戰”。在這次大會上,專家們普遍認為,21世紀的油價高漲可能成為長期趨勢。
的確如此。石油時代的巔峰時期是1950~1980年,當時石油價格低廉,供應充足。而經過長達60餘年的巨量消費,全球石油供應已進入戰略枯竭期,石油價格飆升。
由於石油價格的飛速上漲,目前全球有1/3的人享受不到現代能源服務。而且,從以往案例來看,現有的以石油為主導的能源體系無法保證能源安全,也無法滿足環境保護的需求。
表1–1?1970年以來的原油價格變遷
時間 價格變化
1970年 沙特原油官方價格為1.8美元/桶
1974年(第一次石油危機) 原油價格首次突破10美元/桶
1979年(第二次石油危機) 原油價格首次突破20美元/桶
1980年 原油價格首次突破30美元/桶
1981年年初 國際原油價格最高達到39美元/桶
2004年9月 受伊拉克戰爭影響,國際原油價格再次突破40美元/桶,之後繼續上漲並首次突破50美元/桶
2005年6月 國際原油價格首次突破60美元/桶
2005年8月 墨西哥遭遇“卡特裡”颶風,國際原油價格首次突破70美元/桶
2007年9月12日 國際原油價格首次突破80美元/桶,隨後繼續加速上揚
2007年10月18日 國際原油價格首次突破90美元/桶,並在年底直逼100美元/桶
2008年7月14日 國際原油價格飆升,紐約商品交易所原油期貨價格創造147.27美元/桶的歷史最高點
2009年1月21日受金融危機衝擊,國際油價大幅回落,紐約商品交易所原油期貨價格跌至33.20美元/桶,為2004年4月以來新低
2011年4月29日 紐約商品交易所原油期貨價格升至114.83美元/桶
2013年1月,中國華北、華中大片地區連續出現了嚴重的霧霾天氣,北京尤為嚴重。一個月裡只有4天是好天氣,其餘的日子都籠罩在昏暗的霧霾之中。造成如此嚴重霧霾天氣的罪魁禍首就是以化石能源消費為主的人為污染。
不單單是中國,世界各地的科學報告都對地球面臨的日益嚴重的環境危機提出了警告。科學界的一個激進觀點是,假如二氧化碳濃度無法從2008年的430ppm(1ppm為百萬分之一)回落,地球冰蓋的局部融化將導致洪水氾濫,除非人類設法將2050年的二氧化碳排放量減至50億~100億噸,否則人類將面臨滅頂之災。
能源危機意味著整個時代呼籲能源替換。正是基於化石能源導致的資源價格飆升、能源枯竭、安全與環境等種種無可回避的問題,無論從安全的角度還是可持續發展的角度出發,整個人類社會都迫切需要建立新能源體系。正如傑瑞米?裡夫金在《第三次工業革命》一書中描述的那樣,在不遠的將來,每個建築都是小型發電廠,人人都是綠色能源的自主生產者。除此之外,人們可以將生產出的多餘能量上傳至電網,這就是我經常說的“自發自用,多餘上網”。
不管人們承認與否,人類都即將步入“後碳”時代,互聯網資訊技術與可再生能源的融合將帶來一場全新的工業革命。
在這場革命中,可再生能源將是關鍵所在。每一次工業革命的本質要素之一—能源替代極有可能再次上演,新能源將替代傳統能源。
傳統能源的代表是煤炭和石油,那麼誰能成為新能源的主要代表呢?
光伏革命:新能源革命的“主打歌”
為什麼法國的農場主願意投資2000萬歐元建造太陽能發電大棚?為什麼“滬上太陽能屋頂發電第一人”趙春江願意等待7年,最終將自己發的剩餘電力併入國家電網?
“太陽能,量無限,面無邊,照無時,蓋無偏,取無價,用無染。”在第三次工業革命中,光伏將是可再生能源的最佳選擇。光伏技術經過三代的發展之後,目前大規模發展的三大條件已經具備。
好戲正在上演
2008年,在法國東部的孚日山脈,一家原本以種植、養殖為主的農場吸引了其他農民和不少投資者的目光—這家農場的主人韋斯特法爾在自家的5座大棚屋頂上建造起了面積達3.6萬平方米、裝機容量達4.5MW的巨型太陽能發電裝置。
韋斯特法爾的工程預算為2 000萬歐元,完工後可為4000戶家庭供電,有望實現年創收200萬歐元。由於獲得了法國人民銀行集團和農業信貸銀行的貸款,他又與政府簽訂了20年的供電合同。韋斯特法爾的創收新途徑讓其他農場主羡慕不已。據臺灣《聯合報》2009年2月25日報導,由於農作物價格下跌、農業成本上漲,2008年法國農場的平均收入下跌了15%。
在中國,這樣的故事也時有發生。2012年12月26日,青島市的徐鵬飛實現了自建家用分散式光伏系統的想法,裝機總容量為2KW,並網電壓為380/220V,採用電量自發自用、餘量上網方式併入電網。這套2KW的光伏系統總投資僅2萬多元,在並網的當天就發電8.5度,一年發電量預計超過3000度。
對比徐鵬飛,上海電力學院太陽能研究所所長、“滬上太陽能屋頂發電第一人”趙春江的勝利顯得來之不易。從2006年年底開始,趙春江自掏腰包建起了家庭式太陽能屋頂電站,連續運行近7年,日均發電近9度,除供家庭用電外,剩餘的1/3電量一直無法併入國家電網。2013年7月的最後一天,趙春江終於迎來了上海市南電力公司的工作人員,並與之簽訂了購電協議:自給自足後的餘電上傳至電網,電力部門暫時按照0.477元/度的電價進行收購。
泰興市農民張長旗花2萬元在自家屋頂建成了一個小型光伏發電站,可滿足2~4戶的家庭用電,並向泰州供電公司提交了併入國家電網的申請。
武漢市居民高松自建由18塊太陽能電池板組成的小型電站,目前已正式並網發電,預計一年能節約電費近2 000元。
這樣的例子會越來越多,家庭電站在國內不再是能源孤島。
這種故事也許會進一步驗證可再生能源的未來商業模式。正如傑瑞米?裡夫金所說,“第三次工業革命”的第二個經濟支柱就是,將世界上每個大洲的建築都轉化為微型發電廠,以便就地收集可再生能源。
“發跡”於石油危機
繼第一次工業革命用煤炭替代木柴、第二次工業革命用石油替代煤炭之後,在已經降臨的第三次工業革命中,必然會有一種新能源來替代石油。
所謂“新能源革命”,不能理解為“新”的“能源革命”,更確切的理解應該是“新能源”的“革命”。必須引入“新能源”的概念,這樣才不會出現偏差。抓住這個實質,我們對第三次工業革命的認識和理解才算到位,否則,說得再多也還是不得要領。
那麼,替代石油的主角會是誰呢?
太陽能是可再生能源中最具優勢的選擇。為了說明太陽能的好處,我編了幾句順口溜:“太陽能,量無限,面無邊,照無時,蓋無偏,取無價,用無染。”
首先,從能量的角度看,太陽普照大地,不同種族、不同國籍、不同宗教的人都能夠沐浴在太陽光之中。每秒鐘到達地面的太陽能相當於燃燒500萬噸煤釋放的熱量。這意味著只需一個小時,到達地球的太陽能就能為地球提供一年所需的能量。其次,從“無污染”的角度看,在各種新能源中,太陽能的優勢非常明顯。更重要的是,太陽能沒有安全隱患,不存在分佈不均衡的問題,而且不受其他資源的制約。所以,無論是從自然稟賦來看,還是從實際利用來看,新能源的代表者和主體、替代化石能源的主力軍只能是太陽能。
和任何一種新能源一樣,太陽能的利用也經歷了一個頗為漫長的過程。這個過程也是受石油興衰刺激的過程,其發展因石油價格下跌而停滯,因石油價格上漲而加速。
人類利用太陽能的歷史已經有3000多年,而人類將太陽能視為一種能源和動力的歷史只有300多年。1615年,法國工程師所羅門?德?考克斯發明了世界上第一台由太陽能驅動的發動機。其工作原理是,採用聚光方式採集陽光,利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功來抽水。
太陽能利用取得突破性進展則集中在20世紀以後。1900~1945年,太陽能的研究進展緩慢,主要是因為化石燃料大量開發,石油廉價且豐富;在“二戰”結束後的20年裡,有識之士覺察到石油與天然氣的消耗量劇增,存量有枯竭之勢,於是呼籲推動太陽能研究。而此時,光伏發電大規模應用的基礎—實用型矽太陽能電池於1945年由美國貝爾實驗室研製成功;10年後,伊斯雷爾?塔爾沃特等人在第一次國際太陽熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論,並研製出實用的黑鎳等選擇性塗層,為高效集熱器的發展創造了條件。
太陽能利用在1973年的石油危機之後才真正得到重視。石油輸出國組織採取減產、提價等辦法支持中東人民以鬥爭維護本國利益,這使得依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家的經濟遭到重創。這使各國意識到,石油已成為左右經濟發展甚至決定一個國家生死存亡的關鍵因素,而且是一個極其不穩定的因素,現有的能源結構必須改變。
從那時起,人們才真正將太陽能視為“近期急需的補充能源”、“未來能源結構的基礎”,太陽能研究與發展由此進入快車道。
1973年,美國制訂了聯邦級的陽光發電計畫,大幅提高太陽能研究經費,並且成立太陽能開發銀行,促進太陽能產品的商業化。1974年,日本公佈了政府制訂的“陽光計畫”,其中,太陽能的研究開發項目包括太陽房、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電池生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。在我國,“全國第一次太陽能利用工作經驗交流大會”於1975年在河南安陽召開,推動了太陽能事業的發展。這段時間,CPC(複合抛物面聚光器)、真空集熱管、非晶矽太陽能電池、光解水制氫技術、太陽能熱發電等紛紛研製成功。
不過,在1980~1992年,太陽能熱潮再度遇冷,原因是石油價格大幅回落,而太陽能產品的價格居高不下,技術上也沒有重大突破。直到1992年聯合國在巴西召開“世界環境與發展大會”,並通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》、《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件,確立了可持續發展的模式,並將環境與發展納入統一的框架,太陽能才再度受到高度重視。
1996年,聯合國在辛巴威召開“世界太陽能高峰會議”,會上討論了《世界太陽能10年行動計畫》(1996~2005年)、《國際太陽能公約》、《世界太陽能戰略規劃》等重要文件,會後發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言》。這次會議進一步表明了聯合國和世界各國開發太陽能的堅定決心,要求全球共同行動,廣泛利用太陽能。
三大條件已具備
進入21世紀,太陽能時代終於到來。雖然太陽不會一直照耀,我們現在也無法完全收集並充分利用太陽光,但人類已經掌握的技術完全可以實現合理成本下的太陽能應用。
現階段,太陽能的利用方式主要有兩種。一種是利用太陽能輻射所產生的熱能發電,即“光熱模式”,簡稱“光熱”。光熱發電的基本原理是,使用彙聚的太陽光將集熱器中的介質(液體或氣體)加熱,然後將熱能轉化為機械能,再將機械能轉化為電能的一種發電方式。
另外一種形式是“光電模式”,全稱是太陽能光伏發電系統,簡稱“光伏”(PV)。這是一種利用太陽能電池半導體材料的光伏效應,將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統。其中,單塊太陽能光伏電池的發電量較少,但將很多電池串聯或並聯起來就可以組成能夠輸出較大功率的太陽能電池方陣。
光熱發電與光伏發電各有優劣。光熱發電目前面臨的主要問題是,其成本必須借助於規模效應才能迅速下降。這種規模效應決定了光熱發電將主要應用於大規模的發電站建設,其能量可儲存的優勢和類似火電的發電原理使得電網更能接受其電量。但是光熱發電還存在因遠距離傳輸而引起能源損耗的缺點,這使得光熱發電與傳統能源相比,競爭力不強。
光伏發電的規模限制相對較小,更適用於小型發電站和分散式電站,例如在沒有大量空地可建設大規模太陽能發電站的地方,就可以依附于建築建設離網或並網的光伏發電系統。
在中國乃至全球太陽能發電市場越來越大的背景下,這兩種技術路線都有其市場。但從裡夫金對第三次工業革命的描述來看,光伏發電無疑更適合未來的能源獨立式、分散式生產。
光伏發電的全部光電轉化都已經被完整地包含在一個模組當中,功能獨立,因此非常適合分散式發電。光伏發電的集中式發電也是基於對數目眾多的太陽能電池模組的疊加效應,是對單塊電池的拼裝和連接。
當然,光伏若要實現大規模應用,需要三個基本因素:轉化效率,平價上網和儲存。目前這些因素都已具備。
轉化效率的核心技術指標是“光電轉化率”,即單位光能通過光伏電池轉化為電能的比率。光電轉化率不僅是技術指標,而且在很大程度上決定著光伏利用的經濟指標。轉化率越高,單位電能的生產成本就越低,光伏發電的利用也就越廣泛。
自1969年法國第一個太陽能電站建成以來,光伏發電的推進並沒有像人們理想中的那樣迅速,原因就是在相當長時間內都受到轉化率低、成本高的制約。一提及光伏,有些人立刻就會產生“成本高”的反應。
但是,事物是不斷變化的。人們往往高估了1~2年的變化,而低估5~10年的變化,這樣根本沒法看清事物發展的趨勢。一兩年的變化還處在量變狀態,5~10年量變的累積則可能發生質變,摩爾定律正在光伏產業上演。
10年前,光電轉化率大約在10%以下。那時,人們認為超過10%、達到11%~12%就相當了不起了,這個跨越需要很長時間。但實際情況很快就超出了這個預期,目前薄膜光電轉化率已經達到17%以上,而且提升的速度還在加快。過去,轉化率每提升1%至少需要兩年時間,但現在情況完全不同了。MiaSole公司在2012年5月到2012年9月不足5個月的時間裡,就把轉化率從13.4%提升到了15.5%。目前,研發轉化率最高已達17.6%。
光伏大規模應用的上網條件也成熟了很多。逆變器生產已經成為光伏產業的重要組成部分。逆變器可以把光伏發出的直流電轉換為交流電,技術難關已經突破。把現在的“統一發電,統一供電”的電網改造成“自發自用,多餘上網”的分散式電站,從技術上講早已不是問題,而光伏從業者思考的更多的是商業模式和政策問題。
與此同時,智慧電網時代可能即將來臨。所謂的智慧電網就是電網的智慧化,也被稱為“電網2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網路的基礎之上,通過先進的傳感和測量技術、設備技術、控制方法以及決策支援系統技術的應用,實現電網可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。
歐洲在2005年建立了“未來電網歐洲技術聯盟”,其目的就是研究如何把電網轉換成一個用戶和運營者互動的服務網,以提高歐洲輸配電系統的效率、安全性和可靠性,並為分散式和可再生能源大規模整合掃除障礙。2009年,智慧電錶首先在德、法、意、西等國得到應用。歐盟還有一個超級智慧電網計畫,其目標是把高壓輸電和智慧電網結合起來。
就儲存條件而言,目前也已經不是什麼難題。由於太陽能發電具有波動性(白天陽光充足,發電量大;夜間沒有陽光,不能發電),這就需要使用儲電電池把電能儲存起來,調節波動。現在,小容量的儲電電池已經得到廣泛應用,而且還在不斷改進。太陽能城市照明、電動汽車使用的電池都已經投入實際應用。家庭小型太陽能電站所需的儲電設備也不存在什麼障礙。雖然眼下可重複使用的大容量儲能技術還沒有突破性進展,但這並不會從根本上影響光電上網。
目前,電網最大的調峰是白天用電量大和夜間用電量小之間的調峰。工業企業大多是白天用電,其太陽能電站的發電高峰正好與用電高峰重合,這就自然地減輕了儲能壓力,同時降低了使用外電的比重,實際上也有助於電網緩解調峰壓力。
從長遠看,電力儲存不僅能夠更好地解決電力系統的“調峰”問題,還可以更好地解決電能移動利用的問題。這不僅是光伏產業的課題,也是整個電力產業和科學技術界的課題,需要全社會一起努力攻關。
傑瑞米?裡夫金指出的第三次工業革命五大經濟支柱的第三點,即在每一棟建築物以及基礎設施中使用氫和其他存儲技術,以存儲間歇式能源,在未來是完全可以實現的。
三代技術已來臨
如果說新能源革命的核心是光伏革命,那麼光伏革命的核心就是太陽能光伏發電技術的廣泛應用。
除上述優勢外,太陽能還有一個技術優勢,即太陽能發電技術已趨於成熟,太陽能的發電成本已迅速逼近傳統電能的發電成本。
太陽能光伏產業是最具發展前景的清潔能源產業,薄膜化、柔性化是全球太陽能發展的總趨勢和方向。我認為,0.5元/度的光伏發電成本可謂是新能源發展的里程碑。因為火電發電成本(包括環境成本)已超過0.5元/度,而且還在不斷上升,所以,新能源,特別是以太陽能為代表的新能源大規模替代傳統能源的時代已經來臨。
太陽能光伏發電技術主要體現在太陽能電池方面。這種電池又叫作“太陽能晶片”或“光伏電池”,是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片。它只要被太陽光照射到,瞬間就可輸出電流。
1883年,光伏電池被美國發明家查理斯?弗裡茨首次製備成功。他的方法是在硒表面鍍上薄薄的一層金,這種電池的最高光電效率還不到1%。然而,在短短幾十年時間裡,太陽能電池技術已歷經三代:從第一代矽基板、第二代薄膜到第三代複合薄膜材料,技術早已不可同日而語。
值得一提的是薄膜電池。它最大的優勢在於成本,在面積相同的情況下,晶體矽太陽能電池的厚度是0.2毫米左右,而薄膜電池的厚度只有它的1%,材料用量節約至極,在矽原料的使用上,薄膜電池的單位成本要遠遠低於晶矽電池的單位成本。
如今,太陽能電池的切片已經達到0.1毫米量級,而薄膜電池的研發轉化率最高已經達到18.7%,單晶矽市場上已有轉化率為19%~20%的電池片,多晶矽市場也有轉化率達到18%左右的電池片。
如今,由於新技術以及規模經濟等因素的影響,光伏發電成本以每年8%左右的速度下降,越發受到各國重視。這也與世界各國都在實施“上網電價補貼”政策有關。
隨著光伏發電技術的廣泛應用、國家政策的支持,當數以萬計的小型光伏能源生產者被納入智慧電網,這就意味著裡夫金所說的新能源與新技術的融合已經實現,全新的社會變革也會由此開始。
大國崛起,中國不再錯過
200年前,第一次工業革命興起,煤炭替代木柴,英國實現大國崛起,身處“康乾盛世”的中國無動於衷,喪失了引領世界的機遇;100年前,第二次工業革命爆發,石油替代煤炭,美國借力實現大國崛起,戰事頻生的中國陷入了“被動挨打”的困境。
21世紀,第三次工業革命的機遇擺在我們面前,可再生能源將代替化石能源。這一次,中國能否把握住機遇,讓太陽能照亮“中國世紀”呢?
從開封到紐約
2005年5月22日,《紐約時報》在評論版中罕見地以中文標題發表了一篇評論文章—《從開封到紐約—輝煌如過眼雲煙》。該文作者尼古拉斯?克裡斯托夫是個中國通,曾作為《紐約時報》記者常駐中國。
2012年5月,他再次來到中國,十分驚訝於中國的發展速度。在工作期間,尼古拉斯?克裡斯托夫發表了一系列中國主題的專欄文章,其中就包括這篇以開封和紐約這一舊一新兩大世界之都為中心的文章。
此文的用意是想提醒美國人:中國正在復興,在未來的十幾年裡,中國將超過美國成為世界最大的經濟體,美國人應該居安思危。
進入21世紀,美國已經是世界上唯一的超級大國,紐約是全世界最重要的城市之一。但在1000年前,世界的“首都”可是北宋時的國都東京,即現今的開封。開封的繁華在北宋畫家張擇端的《清明上河圖》中可見一斑。鼎盛時期,開封的常住人口超過100萬,而那時倫敦的人口只有15000左右,紐約當時甚至還不存在。
尼古拉斯?克裡斯托夫在文中說:“我們如果回顧歷史,會發現一個國家的輝煌盛世如過眼雲煙,轉瞬即逝,城市的繁華光景尤其如此。”
經過1000年的歷史變遷,開封和紐約的地位發生了翻天覆地的變化。是什麼使得開封從一個世界級都市的位置上漸趨衰落?又是什麼使中國這個經濟總量曾達到世界經濟總量1/3的世界最大經濟體落後於人?答案是:工業革命。
與“第一次工業革命”失之交臂
18世紀中期,木材匱乏引發能源危機,這使得英國人毅然決然地在熱能和機械能領域實現轉軌,通過調整能源結構實現了國家整體性的產業變遷,完成了經濟史上的重大轉折,由此引發了第一次工業革命。
如果我們可以穿越時空隧道來到18世紀初的英國,會看到一條條清澈的河流、林立的紡織工廠,看到水流推動舊式紡車緩緩轉動,聽到紡車吱呀吱呀的聲音。
1764年,紡織工人哈格裡夫斯發明了珍妮紡紗機,實現了多錠紡紗,大大提高了工作效率。於是,我們可以看到英國約克郡布匹交易大廳裡摩肩接踵,一匹匹紗布薄似蟬翼—由於騾機和自動紡紗機的發明,紡紗產品的品質實現了飛躍。
1782年,聯動式蒸汽機問世。從18世紀下半葉開始,蒸汽機廣泛應用於生產領域。與其說這是瓦特的功勞,不如說是煤炭的貢獻,因為正是後者方便運輸、熱效率更高的特有屬性,使這種新設備得以被任何一家工廠或礦山採用,而不是必須把廠址選在木材產地附近或河邊。
機器大工業的發展離不開煤炭和鋼鐵,煤炭是近代工業的首要能源,鋼鐵是製造機器的材料。英國正是因為這兩種基礎原材料豐富,才得以在稱霸世界的道路上走得飛快。
蒸汽機還帶給英國人開拓世界航線的信心,他們駕著以煤炭為燃料的大船,在全球廣泛建立殖民地,最終擴張為日不落的大不列顛帝國。
誰擁有資源,誰就能搶先一步。
雖然早在9世紀就有過英格蘭修道士燃煤取暖的記錄,但大部分英國人在17世紀之前對煤炭還是無動於衷,因為英國擁有廣袤的森林,足以滿足英國人冶鐵與取暖的需求。15世紀流行於英國的鼓風爐就是以木炭為燃料的,一家煉鐵廠每年要消耗1036平方公里以上的森林。
按照金融投資家約翰?內夫的說法,在伊莉莎白時期的倫敦,2000貨車的木頭僅相當於釀酒業一年的燃料。到了詹姆斯一世時期,一個玻璃作坊一年就需要4000車木頭。另外,“海軍同樣需要木材製造軍艦”,而且用料講究,用量巨大。
森林的大量砍伐使英國人民的生產和生活都受制於能源供給。1500~1630年,劈柴價格上漲了7倍,而同期物價只不過上漲了3倍。17世紀,城市人口的迅速增加使建築、取暖和手工業等各領域的木材需求激增。歐洲“小冰期”的降臨又使得英國的冬季格外寒冷和漫長。英國人不得不積極尋找木材的代替品。於是,煤炭被大量開採。資料顯示,到1700年,英國的煤產量已經有250萬~300萬噸之多,相當於世界其他地區產煤量總和的5倍。
由於英國、法國的加來海峽地區和德國魯爾地區的煤礦不斷被開發,1850~1869年,法國的產煤量由440萬噸上升到1330萬噸,德國的產煤量由420萬噸上升到2370萬噸,整個世界煤炭消耗量占整個能源消耗量的比重從1830年的不足30%,迅速上升至1888年的48%。1920年,煤炭消費比重高達62%。
從13世紀也就是中國的宋代開始,全世界依次進入“煤炭時代”。
當整個歐洲拉開全方位變革的序幕時,中國正在經歷什麼?
彼時的中國仍然處於農耕文明向現代文明的過渡期,仍然以土地為依託,最大的變化可能是糧食產量的大幅增加,而這還是因為美洲開發產生的全球輻射效應為中國引進了玉米與紅薯等高產作物。
不過,彼時的中國仍舊是世界經濟第一大國。1800年,中國的經濟總量遠遠超過印度,約為全球30%的量級,約為英國的6倍,在全球製造業總產出中所占的比重高達33%,人均產值也高於印度,人口急劇增長。
第一次工業革命發生時,大清帝國正值鼎盛時期。乾隆四十二年(1777年),清廷重申不許武科改用鳥槍,依然比試刀劍。而5年後,英國人瓦特成功地改良了蒸汽機。
1793年,乾隆在避暑山莊接見英國使臣馬戛爾尼,聲稱“天朝物產豐盈,無所不有,原不藉外夷貨物,以通有無”。英國使團的目的是要中國開放市場,為英國的資本積極開拓遠東市場,實現其利益最大化。
馬戛爾尼使團的中國之行以失敗告終,中英之間的貿易不平衡問題沒有得到解決。英國商人後以鴉片為商品,進而引發了第一次鴉片戰爭。近代中國的歷史主題就是回應西方工業革命、開放市場,將中國先前的農業社會經濟形態轉變為工業形態。
“康乾盛世”後期的中國不僅缺少必要的世界眼光,更無心留意西方社會發生了什麼。因為“天朝上國”的傲慢,因為閉關鎖國的政策,因為陸續經歷了《南京條約》、禁煙運動、太平天國、第二次鴉片戰爭……在內憂外患中,中國錯失了參與第一次工業革命的機會。
彼時,受第一次工業革命的影響,人口較少、工人數量也相應較少的國家得以首次顯著提升其在全球製造業產出中的比重。
於是,我們可以看到中國與英國在製造業比重上的變化。在1840年以前的數百年間,中國一直佔據著全球製造業第一的位置。到了1840年前後,第一次工業革命使得英國工廠的生產力顯著提升,全球製造業第一的位置被英國奪去。
重倫理不重科技、重農業不重工商業、自我封閉而不重世界交流,以木柴為驅動的中國,與第一次工業革命的歷史機遇失之交臂,終於沒有賽過以煤炭為驅動的英國。
痛失“第二次工業革命”機遇
從煤炭時代向石油時代的過渡也是化石能源從第一階段向第二階段的進步。由於電能的應用、內燃機的發明、新交通工具的研發、新通信手段的進步,逐漸形成了以電力、鋼鐵、石油化工、汽車製造為代表的四大支柱產業,確立了工業在國民經濟中的主導地位。
可以說,200年前的第一次工業革命催生了世界市場的雛形,100年前的第二次工業革命使世界市場最終形成。
工業革命帶來的動力革命和冶煉技術、電力、通信技術的提高,輔之以動力強大的機器,使人們的足跡遍佈全球各個角落。由此,殖民地的拓展與戰爭成為世界新興強國的主題,最終引爆了“一戰”和“二戰”。
第一次工業革命是美國內戰的推動力之一,美國內戰則拓展了美國的疆土,完成了美國歷史上的第二次資本主義革命,進而為其進行第二次工業革命準備了條件。此外,“一戰”和“二戰”的輝煌戰績以及被保護的本國工業、科技和教育體系使美國超越英國成為新帝國。
1894年,美國的工業總產值躍居世界之首,成為世界第一經濟強國。這一年,距離這個新國家的誕生僅僅118年,距離這片新大陸被發現也只有400年。
從18世紀開始,中國又經歷了什麼?
彼時,中國還沒能推翻封建統治,舊政治體制依舊嚴重地束縛著生產關係,無法釋放出新興的生產力,中國不僅沒能進入電力時代、石油時代,更沒能趕上批量生產的時代。中國陸續經歷了革命與戰亂:甲午中日戰爭,戊戌變法,義和團運動,八國聯軍侵華戰爭,辛亥革命,軍閥混戰……始終處於動盪之中。
在第二次工業革命時期,儘管中國也曾有過所謂的“黃金十年”的契機,但當時中國所引進的工業,如蘇南地區繅絲工業的興盛,都是發達國家第一次工業革命的剩餘產物。中國並沒有建立起一套完整的、適用於第二次工業革命的產業體系,農業國的性質沒有得到根本性的轉變。隨後,日本入侵又打斷了中國工業化的進程。
革命與戰亂使中國錯過了第二次工業革命的機遇。其直接結果是:在15世紀之前,中國一直走在世界的前列;然而到了1950年,中國經濟總量降至世界的1/20。
1820~1913年,全球經濟總量約增長了4倍。其中,西歐增長了近6倍,英國增長了6倍還多,而由於帝國主義的侵略及掠奪,中國前50年是負增長,後50年有所增長,但總量基本保持不變。
這就是中國錯失第二次工業革命的故事。與錯失第一次工業革命機遇相比,這一次的錯失不僅僅是失之交臂、被人趕超,而是使中國人感受到了切膚之痛,也深刻地體會了“落後就要挨打”的硬道理。
我們一直認為工業革命的核心是技術革命,然而再深究一步就會發現,人類社會以往兩次工業革命的驅動和核心其實都是“能源替代”。大國的興衰完全可以從能源方面尋找注腳。
過去的一個世紀是美國世紀,也是石油世紀。
早在19世紀80年代,美國就已經趕上並超過了英國。1871年,英國的鋼鐵產量為660萬噸,美國為170萬噸;1900年,英國的鋼鐵產量為910萬噸,美國則猛增到1400萬噸。1850年,英國工業產值占世界的39%,而美國只占15%;到了1913年,英國的工業產值只占世界的14%,而美國卻占36%。1870~1913年,美國工業生產增長了81倍,而同一時期英國只增長13倍;1913年,美國工業產值躍居世界第一位,英國則下滑至世界第三位。
在此基礎上,美國經濟在20世紀80年代達到全球巔峰。傑瑞米?裡夫金認為,這背後的“功臣”是充足且廉價的石油、汽車和民眾消費,而前者是後兩者的基礎。
如今,中國與其他各國站在第三次工業革命的同一起跑線上。新能源產業的發展速度已經超出我們所有人的想像。對中國來說,這是一次難得的機遇,如果能夠抓住這次機遇,將會重新確立中國在世界的強國地位。
“石油世紀”還能持續多久?
可以說,在第二次工業革命時期,各國發展的最根本規律就是經濟高速發展與化石能源消費高速增長同步。
1950~1973年,全球經濟增長達到有史以來的最高速度,23年的平均增長速度為4.91%,接近1870~1913年煤炭黃金時代增長速度的2.5倍,全球經濟總量實現了3倍的增長。其中,日本23年的平均經濟增長速度達到驚人的9.29%,整個經濟總量大約增長了8倍;而美國平均經濟增長速度為4.8%,是過去100年增長速度的2.2倍左右,經濟總量也實現了3倍的增長。高速增長背後的能源推動力正是量足價廉的石油—到1973年,石油產量占整個能源產量的43%左右,一個全面依賴石油的經濟體系與文明體系基本形成。
在《第三次工業革命》中,傑瑞米?裡夫金在開篇不久就給出了一個讓普通人相當震驚的論斷:2008年7月的世界金融危機可以看作是全球化的巔峰期,在一個依賴石油和其他化石燃料的經濟體系中,我們已經竭盡全力卻又無能為力。不管我們接受與否,我們正處於第二次工業革命和石油世紀的最後階段。
作為新能源的忠實信徒,我在讀到這一論斷時並沒有十分震驚,而有一種巧遇知音般的欣喜。在我看來,石油退出歷史舞臺的速度要比普通人想像中的快得多,如果中國能夠把握住第三次工業革命的機遇,美國主導的石油體系極有可能被中國主導的太陽能體系代替。
那麼,石油世紀還能維繫多少年的輝煌呢?
首先,我們從石油探明儲量角度討論。從每年國際能源署(IEA)發佈的石油探明儲量資料中可以發現,1991~2011年,全世界石油探明儲量不斷增加,特別是2001~2011年,平均每年增加50多億噸。目前,全世界已探明的石油儲藏量約有16520億桶。
接下來,我們再看一下石油產量。為荷蘭皇家殼牌石油公司工作的地球物理學家金?哈伯特曾在20世紀50年代預測,大約在2025~2035年,全球石油產量將達到峰值(日產7000萬桶)。國際能源署發佈的《2010年世界能源展望報告》顯示,這個峰值在2006年就已經達到,此後能源開採會日益困難、成本會不斷提高,全球經濟會出現震盪。事實上,世界石油產量在2008年已經實現日均8173萬桶。
再來看看石油的消費。目前,全世界每天消耗石油8000萬桶(每7桶合1噸),其實際消費量也在逐年增加。例如,1999年為34.62億噸,2006年為38.9億噸,年均遞增1.68%。約40%的石油用於機動車,全球機動車使用量在1999年為6.62億輛,2009年增加到8.47億輛,年均遞增2.49%。包括美國在內的絕大多數國家的石油自給率在快速下降,石油日益集中在占全球人口比例不到0.5%的海灣六國手中……
儘管隨著勘探技術的改進、勘探投入的增加以及統計方法的改變,石油探明儲量的增長速度實際上比開採速度的增長更快,但是無論如何,石油總歸是一種不可再生的資源,地球上的石油總量終究是一個定值,總有被耗盡的那一天。以目前的開採速度計算,地球上的石油儲量只能再支援41年。1
石油資源的日益枯竭、分佈的不平衡和利益集團的壟斷,極有可能在石油世紀的最後階段引發災難,比如某些國家為了爭奪石油資源而發動戰爭。
這在歷次的石油危機中可見一斑:
1973年10月,第四次中東戰爭爆發,中東產油國對支持以色列的美國等國家採取減產、禁運、提價等措施,由此引發了第一次石油危機。其直接結果是催生了以美國為主的國際能源機構,該機構由最初與石油輸出國組織對抗轉變為對話和合作。
伊朗伊斯蘭革命(1978年至1979年2月)及隨後的兩伊戰爭(1980年9月22日至1988年8月20日)造成國際油價暴漲,繼而引發了第二次石油危機。其直接結果是,卡特政府頒佈《能源法案》、《原油暴利稅法案》等,節能、開發可替代能源等被提上議程。各國開始重視戰略石油儲備。
海灣危機(20世紀80年代)與海灣戰爭(1990年)造成油價上漲,引發第三次石油危機。其直接結果是美國國會通過了《能源政策法案》。蘇聯解體後,裡海地區豐富的石油資源在國際上的地位日益凸顯,並成為美國能源多元化戰略的一個重要組成部分。
“中國世紀”大幕拉開
近年來,美國著名經濟學家、地緣政治學家威廉?恩道爾繼其暢銷書《石油戰爭》之後,又撰寫了一本《石油大棋局:下一個目標中國》,直指美國炮製石油枯竭謊言的目的在於控制石油,並利用手中的石油行使世界霸權。
至今,美國仍是世界上已探明石油儲量最多的國家之一。或許如威廉?恩道爾所說,在未來的一段時間內,美國會利用石油繼續行使世界霸權,但另一方面,大型能源企業左右著美國政府的能源發展決策,因此,美國也有可能受制于石油文明帶來的政治格局,進而喪失新一輪引領世界的機會。
在新能源領域,這一可能正逐漸演變為事實。奧巴馬總統在第一個任期的上任之初,曾將新能源作為重點發展行業,給予一些能源企業以貸款擔保。位於美國加利福尼亞州的太陽能電池板製造商索林德拉(Solyndra)就在受益之列:2009年獲得5.35億美元的貸款。然而,該公司因經營不善於2011年8月底宣佈破產,1100名員工全部失業。
該案例成為支持石油能源的共和黨抨擊奧巴馬的論據—在2012年的新一屆總統大選中,共和黨指責奧巴馬政府是出於政治動機而給該公司提供貸款擔保,最終使納稅人蒙受巨大損失。這樣的攻擊使美國政府在支持清潔能源發展方面變得畏首畏尾。
在以往兩次工業革命中,中國是一個落伍者。在這場光伏革命中,“中國應該領先一把”。中國應該為世界清潔能源的發展做出貢獻,如果做到了,就相當於我們為中華民族的偉大復興以及世界的和平與發展貢獻了一份力量。
與美國不同的是,中國在促進清潔能源發展方面是急行軍。中國政府在2009年推出了“太陽能屋頂計畫”和“金太陽工程”,隨後,在光伏業一片哀嚎的2012年,毅然出臺了一系列扶持、補貼太陽能光伏產業的利好政策,扶持光伏產業的態度非常堅定。
2013年上半年,財政部發佈《關於分散式光伏發電實行按照電量補貼政策等有關問題的通知》,明確按照發電量給予補貼;此外,光伏電站專案增值稅即征即退50%的優惠政策也於9月份出臺。光伏電站運營企業的增值稅由17%下調至8.5%,這就相當於提高上網電價,電站回報率將因此上升,這對光伏電站運營企業來說絕對是利好消息。
我認為,中國政府的選擇是正確的。正如之前所論述的,將來可能是多種新能源並存的時代,但只有太陽能可以挑大樑,風能、水能的發展將是有益補充。
能源替代的關鍵時刻也是中國可持續發展的關鍵時刻。問題在於,中國將以何種姿態出現?是西方文明的追隨者、挑戰者、發展者,還是新能源革命中的領導者?
種種資料顯示,中國後來居上。比如,中國的國內生產總值30多年來一直以年均9%以上的速度增長,是歷史上增長速度最快的經濟體;2011年,中國國內生產總值為7.3萬億美元,出口總量占全球出口總量的10%,進口總量占全球進口總量的10%;中國是世界第三大科技強國,如今大約有92.6萬名研究人員……我國在許多領域已經接近或領先世界先進水準。
據中科院國情分析研究小組預測,2020~2030年,中國的經濟總量將位居世界第一;2040~2050年,人均國內生產總值將達到目前發達國家的水準;21世紀末,人均國內生產總值和人均社會發展水準兩項重要指標均可達到發達國家水準。
這意味著“中國世紀”的到來。那麼,在如此快的發展速度下,中國憑藉目前的能源、資源與環境容量能否支撐起一個中國的世紀?關於這個問題,我認為只有一條解決方案,即中國要做綠色崛起的代表,以最小的環境代價和最合理的資源消耗獲得最大的經濟效益和社會效益。
照此推理,“中國世紀”必須是“太陽能世紀”。
“終極替代”,誰領風騷?
在我們賴以生存的地球上,人類已經繁衍出了第70億名成員,她的名字叫丹妮卡?卡馬喬。如何使以卡馬喬為代表的人類後代過上綠色、和平、可持續的新能源生活?化石能源有三大死穴—“質、量、分佈”,使其無法支撐世界文明的可持續發展,而風能、核能、潮汐能等新能源也各有各的局限,唯一可靠的能源替代將是太陽能替代煤炭和石油。
這是一次“終極替代”,我已經越來越真切地感受到它的氣息。
化石能源三大“死穴”
2011年10月31日,菲律賓馬尼拉一個名叫丹妮卡?卡馬喬的女孩一出生就被載入史冊,因為她是這個地球上的第70億個居民。
丹妮卡?卡馬喬並不知道,她的誕生是人口數量的一個新的里程碑,同時也令遠在中國北京的我憂心忡忡:世界人口已經達到70億,人口的增長必然帶來能耗的增長,要滿足超出人口數量幾倍比例增長的人類能耗需要,作為一名致力於推動綠色能源的企業管理者,我該如何努力才能讓中國的光伏產業儘早惠及小女孩的生活?
於是我想到,應該儘快讓大家理解可再生能源替代傳統化石能源的必然性和必要性,並通過自己的努力加快這一替代過程的實現。
所以,我要向全世界大聲呼籲:太陽能時代已經到來,化石能源正在加速退出歷史舞臺,這是一個不可抗拒的歷史潮流,也是一個不可逆轉的過程,太陽能才是人類未來的希望所在!
我之所以認定新能源革命的必然性,基本根據就是兩條:一是以化石能源為主體的傳統能源體系將難以為繼;二是依託可再生能源優越稟賦形成的新能源體系將逐漸成為替代者。一個難以為繼,一個可以替代,革命當然就要發生了。
那麼,為什麼說以化石能源為主體的傳統能源體系難以為繼?這是因為化石能源在數量、品質、分佈三個方面存在的硬制約和由此產生的不可克服的弊端。這是它的三個“死穴”。
第一,化石能源存在“數量”上的硬制約。全球化石能源的儲量是一個定數,探明儲量和開採量的增加只是利用層次的改變,並不是數量的增加。作為一種既定數量的資源,它只會越消耗越少。
儲量是固定的,而人口卻是不斷增加的,經濟也是不斷增長的。隨著工業化的普及和生活水準的提高,人類對於化石能源的消耗量迅速增加。更重要的是,能耗並不是與人口數量同比增長,而是超出其幾倍。
2007年,美國能源資訊署預測,2010年世界能源需求量為105.99億噸油當量,2020年將達到128.89億噸油當量,2025年將達到136.50億噸油當量。事實上,我們所消耗的能源遠遠超出原先的預測。而根據世界能源權威機構的分析,主要化石能源的可開採年限並不是很長。
第二,化石能源存在“品質”上的硬制約。化石能源主要是碳氫化合物或其衍生物,通過化學反應達到能源利用,在此過程中,可能導致嚴重的環境污染和生態破壞。相關研究表明,大氣中主要有五種污染物:氮氧化物(如一氧化氮與二氧化氮)、硫氧化物(如二氧化硫)、碳的氧化物(主要是一氧化碳)、碳氫化合物(如甲烷)以及各種懸浮顆粒物,它們基本上都來源於化石能源的使用。
使用化石能源的主要後果包括酸雨、臭氧層破壞等。近20年來,隨著經濟的快速發展,環境污染已經成為威脅人類生存與健康的重大因素,尤以空氣污染最為突出。地球將越來越不適宜人類和其他生物生存。
第三,化石能源存在“分佈”上的硬制約。化石能源深埋於地下,它的分佈是固定的,而且在世界各國的分佈是不均衡的。其不均衡體現在:第一,數量上的不均衡,有的國家多,有的國家少,有的基本沒有;第二,品種上的不均衡,有的國家石油多,有的國家煤炭多,有的國家天然氣多。
除儲量、品種分佈的不均衡外,供需狀態也不平衡。在一國範圍內看,能源儲量和能源消費不對稱。有的國家儲量多,而消費少;有的國家消費多,而儲量少。比如,中東地區石油儲量很大,約占世界總儲量的65%,但人口總數少,消耗量也少;歐美等工業發達地區石油消耗量很大,而儲量相對不足,這就需要從國外進口。
對任何一個國家而言,能源都是其生存和發展的最重要的資源,保證能源供應都是頭等大事。在能源分佈不均衡的情況下,解決供應和消費不平衡的問題必然會催生國與國之間的各種紛爭。可以說,化石能源左右著我們人類。
在全球經濟體系下,任何商業活動都與化石能源息息相關,整個人類文明都建立在碳資源上。石油緊缺必然會帶來石油價格的上漲,這將直接導致全球商品和服務價格的攀升。同時,石油價格上漲將引起糧食危機和社會秩序騷亂。為轉移國內矛盾,許多國家通常會選擇將問題國際化,尋求外界擴張,爭奪能源要地就成了戰爭的導火索。可見,能源危機可能引發一系列可怕的連鎖反應,會上升到國家的戰略問題高度,直接關乎人類的生存和人類文明的延續。
因此,不均衡的化石能源會直接影響人類文明的延續。當可替代的新能源出現時,化石能源逐漸退出歷史舞臺將成為必然。
該是哪一種?
我們可以用什麼來替代化石能源?我認為,對中國來說,太陽能是最好的選擇。
我們先討論風能。風能除蘊藏量豐富外,還具有可再生、永不枯竭、清潔無污染等諸多優點。風是一種自然現象,由太陽輻射熱引起。太陽光照射到地球表面,地球表面各處受熱不均,產生溫差,從而引起大氣的對流運動,風由此形成。雖然到達地球的太陽能中只有2%能夠轉化為風能,但其總量仍十分可觀。據估算,地球上的風能資源是水能資源的10倍,高達53萬億度/年。即使2020年全球的電力需求增長至25萬億~30萬億度,從純技術的角度講,只需利用地球上50%的風能就能夠滿足全球的電力需求。
風力發電成本逐年下降,目前達到每度0.5~0.6元,是眼下最具成本優勢的可再生能源。風能資源豐富地區的風力發電成本與燃油發電或燃氣發電的成本相比,已經具備成本競爭力。
中國初步探明的風能資源在陸地上約為2.53億千瓦,沿海約為7.5億千瓦,總計約為10億千瓦,但這一風能資源只是10米低空範圍內的風能,如果擴展到50~60米以上的高空,這一數字將至少再增加一倍,即20億~25億千瓦的風能資源。如果其中的2/3被開發,將可達到水能資源的4倍以上,開發前景十分廣闊。
但從我國風能資源的分佈看,分佈不均衡的問題比較突出。資源豐富的地區集中在東北、內蒙古、新疆、西藏和沿海地區,西南地區和中部的風能資源相對貧乏。由於地形的影響,風力的地區差異非常明顯。在鄰近的區域,有利地形處的風力往往是不利地形處的幾倍甚至幾十倍。
風能也具有密度低、風力不穩定等缺點。此外,其發電能力僅相當於傳統化石能源的1/3左右,其遠距離輸送成本也頗高(理論上是煤電的3倍),若將此成本計算在內,則其成本優勢並不明顯。
雖然海上風能資源更豐富,但海上風能的建設、開發和運行遠比陸地上複雜得多。比如,中國海洋功能區域劃分不是很明晰,海上風電開發牽涉到海洋局、海事、軍事、交通、漁業等多個部門的利益。風電場專案距離海岸較近時,較易和漁業、生態保護等發生衝突;距離海岸較遠時,又會影響航道。
在風機運營過程中,維護成本高企也成為制約其發展的重要因素。由於遠離海岸,維護工作需要特殊的設備和運輸工具,並網均需要進行額外投入,而且配套零部件以進口為主。目前,無論是建設成本還是運行成本,海上風電場都要高於陸上風電場。
接下來,我們再來討論水能。中國能源探明總儲量的構成為原煤85.1%、水能11.9%、原油12.7%、天然氣0.3%,能源剩餘可采總儲量的構成為原煤51.4%、水能44.6%、原油2.9%、天然氣1.1%。我國傳統能源以煤炭和水能為主,水能僅次於煤炭,居於十分重要的地位。
然而,中國水資源雖然豐富但分佈不均—西多東少,主要集中在西部和中部地區。根據漢能2006年的研究資料,在全國可開發水能資源中,東部的華東、東北、華北三大區域僅占6.8%,中南五大區域占15.5%,西北地方占9.9%,西南地區占67.8%。在西南地區,除西藏外,四川、雲南、貴州三省占全國的50.7%。
此外,大型電站比重大且分佈集中。各省(區)單站裝機10萬千瓦以上的大型水電站有203座,其裝機容量和年發電量占總數的80%左右;而且,70%以上的大型電站集中分佈在西南四省。
更不均衡的是,中國氣候受季風影響,降水和徑流分配不均,夏秋季4~5個月的徑流量占年徑流量的60%~70%,而冬季的徑流量卻很少,因而水電站的季節性電能較多。
水能開發同樣面臨挑戰。一方面,中國地少人多,修建水庫往往受到淹沒損失的限制,而在深山峽谷或河流中修建水庫雖可減少淹沒損失,但必須建高壩,工程比較艱巨。另一方面,中國大部分河流,特別是中下游,往往有防洪、灌溉、航運、供水、水產、旅遊等綜合利用要求。在水能開發時往往需要統籌規劃,牽一髮而動全身,需要綜合考慮整個國民經濟的最大經濟效益和社會效益。
可再生能源團隊中的其他成員,比如生物質能、潮汐能和地熱能等,尚未得到規模化運用,且在“品質”與“數量”上各有各的缺憾(下文會詳細論述)。至於葉岩氣,在我看來,它並不屬於可再生能源(下文會詳細論述)。
幸運的是,我們還有太陽能。太陽是地球的主要能源供應者。太陽在其核反應過程中釋放的能量是巨大無比的,其中只有二十二億分之一的能量經過1.5億公里的長途跋涉來到地球,30%的能量被大氣層反射回宇宙,23%的能量被大氣層吸收,最終,每秒到達地球表面的功率仍然高達80萬~85萬千瓦,相當於每秒燃燒500萬噸煤釋放的能量。這些能量形成了水能、風能、潮汐能、地熱能等。事實上,化石能源也是太陽能的轉化物。因此,在新能源的替代中,太陽能理應成為最佳選擇。
終極替代
經過對比我們得出結論:太陽能是最符合21世紀發展需求的新能源。那麼,在適當的條件下,當我們實現太陽能發電的低成本、實現平價上網(太陽能發電成本與傳統能源發電成本相當)時,分散式發電站就能夠得到普遍認可與普及。屆時,新能源將實現對化石能源的“終極替代”。
從目前的形勢看,“終極替代”離我們越來越近。在我國,光伏電站項目越來越多,超過70%的光伏裝機容量都來自大型光伏電站。在世界範圍內,分散式占光伏累計總裝機容量的68.9%,在美國超過83%,德國超過85%,日本更是高達90%以上。從2012年開始,歐美主流的“分散式”光伏發電也在中國悄然興起。分散式光伏設備主要安裝在家庭、工廠的屋頂上,自發自用,多餘的電量再上傳至電網。
2012年,在國家能源局的多份檔中,“分散式”取代光伏電站成為政策關注的重點。在提法上,對光伏電站的要求是“有序推進”,而對“分散式”的要求則是“大力推廣”。
2012年10月26日上午,國家電網召開了一場新聞發佈會,這標誌著並網政策出現了轉機。國家電網宣佈,接受6MW以下的分散式光伏發電並網,並承諾為此類項目的接入提供便利,受理、制定接入電網方案,並網調試全過程均不收取任何費用。不僅如此,2012年12月19日召開的國務院常務會議更是明確提出,“積極開拓國內光伏應用市場,著力推進分散式光伏發電”。
對於剛剛經歷過2012年歐美“雙反”的光伏企業來說,如果國內的“分散式”市場能夠順利開啟,無疑將成為消化光伏產能的一個新出口。
不僅是個人,企業也在紛紛回應。2013年7月30日,中國航空工業集團公司(簡稱“中航工業集團”)400MW分散式光伏發電示範項目首批20MW項目在石家莊中航通飛華北飛機工業有限公司開工建設。這是在7月15日國務院出臺《關於促進光伏產業健康發展若干意見》後,我國首個啟動的大型分散式光伏發電專案,中航工業集團也成為我國第一家利用自身的廠房屋頂建設分散式光伏項目的大型中央企業。
至於成本與普及問題,從目前來看,應該很快就能攻克。就成本而言,國內外的太陽能電池生產商都在努力,目前太陽能電池的發電成本越來越低。從2011年6月10日國家能源局與亞洲開發銀行聯合召開的太陽能發電規模化發展研討會上傳來的消息顯示,光伏發電的成本比3年前降低了50%;在不考慮土地成本的情況下,中國的太陽能發電價格已降至1元/度以下。按照這樣的速度,也許在3~5年內,太陽能電池的發電成本已經可以接近火電。
事實上,已有研究表明:火電等化石能源如果加上其對環境影響的成本,其綜合成本已在0.7元/度以上。
關於普及問題,中國一直在努力解決商業模式問題,比如賣給電網的上網電價是多少;政府怎麼補貼,又怎麼退出補貼。畢竟,政府補貼的目的是將來不用補貼。這些政策性的問題是各國政府都在努力解決的。
2013年7月31日,國家財政部發佈通知,確定了分散式光伏發電專案按電量補貼的實施辦法:國家對分散式光伏發電項目按電量給予補貼,補貼資金通過電網企業轉付給分散式光伏發電專案所在的單位。
清潔能源將占50%
根據多年的從業經驗,我得出一個判斷:到2035年,清潔能源將占全球一次能源利用總量的50%。
有人可能會問,50%是不是太樂觀了?我的回答是,占比低於50%只能算作補充,不足以證明清潔能源是對化石能源的一種“替代”。我認為,很多人往往高估1~2年的變化,而低估5~10年的變化,更何況是20年以後!歷史已經證明,能源結構上發生“替代”的時間間隔一次比一次短。
目前,包括太陽能在內的清潔能源在能源消費結構中僅占13%的份額,而化石能源占87%,但新能源的開發與研究是大勢所趨。美國總統奧巴馬曾經預測,到2025年,可再生能源將占全球能源利用總量的25%;聯合國秘書長潘基文也曾預測,到2030年,可再生能源將占全球能源利用總量的30%。
從世界能源結構演變歷史看,煤炭代替木柴成為主要能源的第一次能源消費結構變革用了100多年;石油替代煤炭成為主要能源的第二次能源消費結構變革用了 60年左右;目前,能源結構正朝著高效、清潔、低碳甚至無碳的方向發展。專家們預計,可再生能源有望在2050年全面替代化石能源。但我認為,替代有可能不需要那麼長的時間,因為光伏產業技術更新換代的速度、光伏發電成本降低的速度超乎我們的想像。
或許很多人認為我說的事情虛無縹緲,認為清潔能源替代化石能源遙不可及,而作為身處一線的企業管理者,我有最直接的感悟和體會,我天天都能看見市場的硝煙,聽見市場的炮聲,而一線的實踐表明,這一替代並不遙遠。裡夫金是清潔能源的積極宣導者,但在企業實踐中,技術的發展速度之快仍然超乎他的想像。
從2000年開始,太陽能的發展在5年內實現了超過40%的世界年均增長速度。20世紀90年代初,全球太陽能電池的產量不足100MW;到20世紀90年代末,全球太陽能電池的產量已經飆升至287.7MW,年均增長20%。2000~2006年,這個數字增至2.5GW。
2011年,全球太陽能光伏電池產量為37.2GW,相比2010年的27.4GW提升了36%;2012年第一季度,全球太陽能光伏電池產量同比增長率高達120%。即便是受到歐盟“雙反”的影響,中國2012年上半年的太陽能電池產量仍高達11.3GW,占全球總產量的63%左右。
除了產量的提升,太陽能技術的進步更是重中之重。漢能選擇的方向是薄膜技術。我們依據電池材料,可以將薄膜電池分為三類:矽基薄膜電池、化合物薄膜電池和染料敏化太陽能電池。其中,只有非晶矽薄膜、碲化鎘薄膜和銅銦鎵硒薄膜實現了商業化。
資訊傳媒OFweek行業研究中心出版的《2013~2015年全球與中國薄膜電池行業市場研究及預測分析報告》顯示,全球薄膜電池行業興起於2005年,在短短5年內,薄膜電池產量就從100MW增長到2009年的1981MW。
該報告還預測,2013年全球薄膜電池產量將比2012年增長30%,而2014~2016年全球薄膜電池產量的年均增長率在25%左右。預計到2016年,全球薄膜電池產量將達到12.5GW,行業產值將達到70億美元。而且,薄膜電池的發電成本也在持續下降,MiaSole公司擁有世界上最先進的薄膜技術,其生產的銅銦鎵硒薄膜光伏組件量產轉化率已達15.5%,預計到2014年,生產成本將降至0.5美元/瓦。
光伏企業通過多種管道,快速把太陽能引入人們的生活。第一,各國紛紛出臺“屋頂計畫”,將太陽能發電系統安裝在屋頂或住宅、辦公室和公共建築的外牆,與電網連接並向電網輸電。
第二,在新建築模式下,光伏企業與房屋開發商合作,以太陽能發電為設計特點,請建築師將電池整合在建築物中,取代傳統的建築材料。這類建築同樣可以接入公共電網,比如中國無錫機場屋頂的太陽能離網專案。
第三,將電池模組安裝在系統上,太陽能發電系統通過充電控制器與蓄電池連接,生產的電力可以儲存起來供日後使用。
第四,挖掘各種新市場,比如太陽能照明、太陽能汽車等。
第五,薄膜電池具有便攜、可捲曲等特性,可以用來製造消費類電子產品和小型電器。
在這些利好因素的綜合作用下,光伏產業的春天即將來臨。
就我國而言,光伏應用市場已經打開,我國將由以前的光伏製造大國轉變為應用方面的領先者。通過大規模的結構調整,廣泛應用新的更好的產品,比如薄膜、轉化率高的晶矽等,從而大幅降低整個市場成本,這樣老百姓就能買到便宜的太陽能電力並最終實現平價上網。這一天並不遙遠:2012年下半年,義大利已經實現平價上網,中國在兩三年內也將實現。
一旦太陽能的發電成本等於或低於傳統化石能源的發電成本,替代還會遠嗎?

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