“碳中和”背后的能源競(jìng)爭,會(huì)影響中國的產(chǎn)業(yè)布局,會(huì)影響中國的發(fā)展質(zhì)量,也一定影響我們民族未來的生存空間。
一個(gè)國家的命運(yùn),往往和“能源體系的創(chuàng)新革命”緊密相關(guān)。比如美國在19世紀(jì)下半葉的崛起,就離不開其打造的最具時(shí)代性的“原油體系”:
在生產(chǎn)端,洛克菲勒創(chuàng)辦了標(biāo)準(zhǔn)石油公司,通過改良設(shè)備、以及高效的冶煉技術(shù),提高了煉化效益,繼而控制了美國95%的市場(chǎng),又通過價(jià)格戰(zhàn)、雇文痞、收買黑幫等方式,一度控制了全球85%的市場(chǎng);
在運(yùn)輸端,洛克菲勒放棄了當(dāng)時(shí)廣泛流行的鐵路運(yùn)輸,開創(chuàng)性地建立了龐大的輸油管道,大幅降低了石油成本;
在消費(fèi)端,亨利·福特開創(chuàng)了流水線的生產(chǎn)方式,搞出了廉價(jià)的T型車,把洛克菲勒的石油消化的干干凈凈。
“高效煉化技術(shù)-全新輸油管道-創(chuàng)新汽車生產(chǎn)線”,最終形成了“生產(chǎn)-傳輸-利用”的循環(huán)體系,成功取代了由英國主導(dǎo)的“煤炭體系”,大大加速了美國工業(yè)的發(fā)展。在1929年時(shí),美國擁有全球78%的汽車,汽油和燃油料占石油總消費(fèi)量85%[1],工業(yè)文明遙遙領(lǐng)先。
所以等到二戰(zhàn)時(shí),在希特勒小心翼翼呵護(hù)著羅馬尼亞的油田、日本絞盡腦汁在印度尼西亞搜刮原油時(shí),美國可以毫無顧忌的揮霍燃油資源,驅(qū)動(dòng)著同盟國的坦克洪流和龐大艦隊(duì)淹沒法西斯。到1945年,其石油產(chǎn)量(2.35億噸)是軸心國產(chǎn)量總和的89倍。
“生產(chǎn)-傳輸-利用”的循環(huán)體系也成為了二戰(zhàn)后美國石油霸權(quán)的基石。即使到了21世紀(jì),美國在傳統(tǒng)能源界的實(shí)力依舊在不斷膨脹。在生產(chǎn)端,美國通過頁巖油在2019年重新登上了世界第一大石油生產(chǎn)國的寶座。中東即使打成焦土,對(duì)美國的影響也有限。
與之形成鮮明對(duì)比的是,雖然并非貧油國,但作為世界工廠的中國每年在進(jìn)口石油超過2000億美元,而如果算上與俄羅斯、伊朗簽下石油管道輸送合同,以及為了越過馬六甲海峽,在巴基斯坦和緬甸修建的港口等,我國在能源安全上的投資則是天文數(shù)字。
而要真正打破這個(gè)局面,中國需要的也是一次在能源領(lǐng)域的創(chuàng)新革命。這便是如今最熱的賽道:“硅能源”革命,即由光伏-特高壓-新能源車組成,對(duì)應(yīng)一個(gè)新的“生產(chǎn)-傳輸-利用”循環(huán)體系。
過去20年里,中國在多條戰(zhàn)線上同時(shí)規(guī)劃了空前規(guī)模的產(chǎn)業(yè)政策,在發(fā)電、傳電、用電各個(gè)環(huán)節(jié)的支出總計(jì)幾乎不下萬億。這些政策,在一些經(jīng)濟(jì)學(xué)家眼里,叫做“扭曲資源配置”,輿論也在“騙補(bǔ)、過熱”和“寒冬、遇冷”中搖擺。
但不可否認(rèn)的是,“光伏、特高壓、新能源”這個(gè)循環(huán)體系,在2020年都相繼迎來了突破和發(fā)展,中國能源大三角正逐漸完備,也給了決策層2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”的信心。在“清潔能源”政治正確的外衣之下,“碳中和”的本質(zhì),是一場(chǎng)硅能源取代碳能源的能源革命。
對(duì)中國而言,這是一場(chǎng)比半導(dǎo)體更重要的軍備競(jìng)賽。
01. 光伏:無盡的能源
“大三角”的第一角是光伏。在講光伏之前,先說一個(gè)以前就很熱、近幾年特別熱的詞匯:卡脖子。
所謂的卡脖子,是指缺少國外供應(yīng)的某些部件或材料,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)就無法運(yùn)行難受狀況。便是某個(gè)產(chǎn)業(yè)的下游制造產(chǎn)能規(guī)模很大,但如果設(shè)備依賴進(jìn)口,材料也依賴進(jìn)口,一但海外斷供,產(chǎn)業(yè)就馬上停擺。被卡的渾身難受的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),便是一個(gè)典型案例。
但中國的光伏產(chǎn)業(yè)卻是一個(gè)特例。目前,中國是全球光伏行業(yè)中占比規(guī)模最大的國家,硅料、組件等四大環(huán)節(jié)中資企業(yè)占比全部超過50%[3],設(shè)備不但全部國產(chǎn)化,產(chǎn)量也占了全球7成,產(chǎn)品不僅毛利高,工藝技術(shù)也有多次打破世界記錄,已經(jīng)到了可以卡別人脖子的階段。
中國光伏在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置,華泰證券
光伏技術(shù)起源于美國的貝爾實(shí)驗(yàn)室,產(chǎn)業(yè)大力推廣則在歐洲。本世紀(jì)初,隨著德國政府開始大力扶持光伏產(chǎn)業(yè),光伏發(fā)電成為歐盟各國主流,需求出現(xiàn)井噴式爆發(fā),中國順勢(shì)進(jìn)入了這一行業(yè)。
不過彼時(shí)的中國光伏產(chǎn)業(yè),還處于搞來料加工的狀態(tài),即把別人的硅片買來貼在板子上,做成光伏組件,靠吃海外補(bǔ)貼就賺的盆滿缽滿,以至于先后誕生了施正榮和李河君兩位首富,但核心技術(shù)始終在別人手里。
這種天花板極低的模式很快就遭到了打擊:2012年,以美國、歐盟、印度為代表,西方接連發(fā)起對(duì)中國光伏產(chǎn)業(yè)反補(bǔ)貼、反傾銷的“雙反”調(diào)查。清潔能源這塊肥肉不僅中國想要,別人也看在眼里,提高關(guān)稅、限定價(jià)格,力求把新興的中國光伏行業(yè)按倒在襁褓之中。
行業(yè)大寒潮下,曾是世界第一光伏電池廠商的無錫尚德,在金融危機(jī)和雙反調(diào)查等多重打擊下,資不抵債于2013年宣布破產(chǎn)重組,7年前還是中國首富的施正榮黯然退場(chǎng)。據(jù)說當(dāng)時(shí)前往無錫的訪者中流傳著一句招呼詞兒,“你也是來討債的[4]?”
一打就垮讓光伏一時(shí)間成了過街老鼠,但幾乎同一時(shí)間,“看得見的手”把行業(yè)從底部迅速撈了起來。2013年,政府啟動(dòng)了大規(guī)模的光伏補(bǔ)貼新政,大力刺激國內(nèi)需求,年初標(biāo)桿電價(jià)補(bǔ)貼政策出臺(tái),年底國內(nèi)行業(yè)增速就達(dá)到212.89%[14]
到2020年年底,中央財(cái)政對(duì)可再生能源的補(bǔ)貼累計(jì)砸了2100多億,由于高昂的成本,光伏發(fā)展前十年主要還是靠政府補(bǔ)貼。而只要是有補(bǔ)貼的行業(yè),就會(huì)有騙補(bǔ)的存在。不過,大規(guī)模補(bǔ)貼雖然補(bǔ)出了兩個(gè)聲名狼藉的首富,但也補(bǔ)出了一個(gè)爽文級(jí)的小公司逆襲。
這家公司便是前段時(shí)間火出圈的隆基股份。這家公司由蘭州大學(xué)畢業(yè)生李振國創(chuàng)立,名字源于蘭州大學(xué)老校長江隆基。在第一批國內(nèi)龍頭倒下后,隆基敏銳的抓住了一個(gè)名為金鋼線切割的工藝變化趨勢(shì),押注更適合金鋼線工藝的單晶硅材料,大獲成功。
之后,隆基又押注生產(chǎn)設(shè)備國產(chǎn)化,最終創(chuàng)造了一個(gè)股價(jià)8年40倍,市值4000億的財(cái)富神話,成為全球最大的太陽能單晶硅棒和硅片制造商。在這背后,除了政府堅(jiān)決的補(bǔ)貼塑造了一個(gè)龐大的國內(nèi)市場(chǎng)以外,還有一個(gè)重要因素,那就是這個(gè)光伏行業(yè)的明顯特征:
簡單來說,光伏本質(zhì)上還是一個(gè)成本驅(qū)動(dòng)的行業(yè),技術(shù)、工藝、規(guī)模抑或管理上引起的效率提升和成本降低,最后都將積累成綜合性優(yōu)勢(shì)。
這種情況下,背靠最大消費(fèi)市場(chǎng)的中國公司可以通過不斷試錯(cuò)各種工藝,再擴(kuò)大規(guī)模來穩(wěn)步降本、提高質(zhì)量逐步勝出。這一種螺旋式勝利模版,“量產(chǎn)-工藝/技術(shù)-利潤”這三個(gè)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了正向循環(huán)自我加強(qiáng)。
隆基并非個(gè)例,這幾年,中國已經(jīng)崛起了一個(gè)蔚為壯觀的“光伏軍團(tuán)”,橫掃了整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈。這其中,有全產(chǎn)業(yè)鏈的隆基,也有制霸硅料的通威股份、光伏玻璃大王福萊特玻璃、膠膜龍頭福斯特,甚至在光伏逆變器領(lǐng)域,華為也一直是世界第一[5]。
行業(yè)打了勝仗,也帶來了社會(huì)性的變革。過去十年,光伏發(fā)電的度電成本已經(jīng)下降了89%,這讓我國近80%的國土上,光伏發(fā)電成本都低于燃煤。青海省無補(bǔ)貼的平價(jià)光伏上網(wǎng)項(xiàng)目,上網(wǎng)電價(jià)每度電僅僅為0.227元,只有東部浙江省燃煤上網(wǎng)電價(jià)的6成。
光伏度電成本下降速度
可再生能源并非只有光電一種,大力發(fā)展光伏的同時(shí),中國在可再生能源上正在多頭下注,包括風(fēng)電、水電等。根據(jù)IRENA數(shù)據(jù),2019年中國陸上風(fēng)電、太陽能光伏、水電累計(jì)裝機(jī)規(guī)模分別占全球總量的34%、35%、27%,均居全球第一[13]。
2019年前后,跨越了臨界點(diǎn)的光伏,正在大邁步向前,直到新的問題橫亙出來。
光電資源“西北高,東南低”的地理分布,正好和我國用電需求“西北低,東南高”完美背離。這導(dǎo)致了一系列問題:西北光照資源最豐富的新疆和甘肅兩省,“棄光率”高達(dá)30%,也就是說,發(fā)出來的電有三成都被浪費(fèi)了。一個(gè)重要原因就是,發(fā)電距離電力消費(fèi)中心太遠(yuǎn)了。
新疆天山下辛辛苦苦發(fā)出來的電,如何運(yùn)到3000公里之外的上海弄堂?這成了擺在決策者面前的第二道考題。
02. 特高壓: 千里送鵝毛
光伏外送難題的解決,取決于中國的另一塊拼圖:特高壓。
要把電輸送出去,就要靠常見的高壓線,電壓越高,輸送電力就越遠(yuǎn),常見的高壓線一般是220千伏,而作為高壓線加強(qiáng)版的特高壓,則是800千伏,甚至1000千伏的高壓。如果普通高壓線是電力的鐵路,特高壓就是電力的高鐵。
2004年,剛上任的國家電網(wǎng)總經(jīng)理劉振亞主張直接上特高壓。但特高壓的上馬,也和當(dāng)年高鐵一樣,遭遇了激烈的反對(duì)。有專家“很有創(chuàng)意地”把特高壓稱作“克隆霸王龍”計(jì)劃:為了增加肉類供應(yīng),把現(xiàn)有的牛羊豬禽全拿出來喂霸王龍,得不償失[6]。
傳統(tǒng)的發(fā)電思路是:擴(kuò)建鐵路網(wǎng),把西部的煤運(yùn)到東部,各地自己建電站。小電站的調(diào)度也方便,技術(shù)難度低,還能解決當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)問題。而特高壓的思路則是,在西部煤礦建大型坑口電站,降低發(fā)電成本,然后通過延綿千里的大型高壓電塔,輸入到東部大城市。
反對(duì)派認(rèn)為,把本可以分散運(yùn)輸?shù)礁鞯匦‰娬镜拿,集中在一個(gè)地方加工,再用昂貴的高壓塔傳送出去,這不就是用牛羊豬禽全拿出來喂霸王龍來增加肉類供應(yīng)嗎?
事實(shí)也確實(shí)是這樣:十幾年來,中國的特高壓投資相當(dāng)于5條大秦鐵路,但傳輸?shù)碾娭幌喈?dāng)于大秦鐵路運(yùn)煤發(fā)電量的一半。即便再把大秦鐵路延長一倍,鐵路運(yùn)煤的投資也遠(yuǎn)小于特高壓建設(shè)投資。
經(jīng)濟(jì)賬固然沒算錯(cuò),但局限也很明顯,一句話總結(jié)就是:格局小了。
采用鐵路運(yùn)煤路線,雖然眼下成本更低,但是也意味著中國能源將被鎖死在煤電路線上。假以時(shí)日,清潔能源的傳輸將是日后不得不面對(duì)的一個(gè)問題。在眼前的茍且和詩與遠(yuǎn)方之間,決策層做出了抉擇:小國才做選擇,大國我全都要,特高壓和鐵路一起上馬。
特高壓驚險(xiǎn)的技術(shù)攻關(guān)且按下不表,我們先看看投資金額:從2006年開始大手筆投資特高壓開始,中國的特高壓建設(shè)經(jīng)歷了三次大的投資高峰,14年下來,投資總額高達(dá)6091億[8]。要知道,三峽大壩和京滬高鐵,單個(gè)項(xiàng)目的投資額也“只有”2000億。
通過這張貫通全國的電網(wǎng),有超過5000億度電從西部運(yùn)往中國各地,更為關(guān)鍵的是,在2016年后,特高壓忽然幫助光伏打開了成本的大門。新疆“棄光率”從30%下降到5%,曾經(jīng)棄光同樣嚴(yán)重的甘肅更是只有2.4%,其中一個(gè)重要原因就是特高壓的大規(guī)模接入。
比如2017年建成的從甘肅酒泉到湖南的特高壓,將相當(dāng)于6個(gè)長沙電廠的年發(fā)電量的400億千瓦時(shí)清潔能源,跨越2383公里輸入到了湖南[9]。
另一條作用于新疆的哈密南-鄭州工程外送電力達(dá)到了312.58億度,其中一半以上為新能源發(fā)電。而對(duì)于棄光率仍然很高的青海,特高壓也安排上了。比如,青豫特高壓直流工程是世界首條高海拔地區(qū)的100%輸送可再生能源的特高壓輸電大通道,工程起于青海,止于河南駐馬店。
就這樣,本是平行線發(fā)展的兩大賽道,光伏-特高壓完美出現(xiàn)了結(jié)合點(diǎn),中國集齊了新能源競(jìng)賽的第二塊拼圖。
但特高壓也不是光伏能源的終極靈丹妙藥,光伏畢竟只有白天能發(fā)電,晚上就熄火,如果要穩(wěn)定的上網(wǎng),更好的辦法是把能源儲(chǔ)存起來,另外,多發(fā)出的電如何能得到更好的應(yīng)用呢?
第三塊拼圖帶著爭議,正在呼嘯而來。
作者:陳帥 張假假 來源:遠(yuǎn)川研究所
責(zé)任編輯:jianping