硬科技備受重視，新能源轉型面臨二選一

建造大規模核電廠(chǎng)生產(chǎn)氫迄今還是一種幻想，而發(fā)展可再生能源設施制造業(yè)，將注定推動(dòng)中國和印度新興大國進(jìn)一步工業(yè)化。

建造大規模核電廠(chǎng)生產(chǎn)氫迄今還是一種幻想，而發(fā)展可再生能源設施制造業(yè)，將注定推動(dòng)中國和印度新興大國進(jìn)一步工業(yè)化。

國際能源署署長(cháng)比羅爾上個(gè)月在巴黎召開(kāi)的“紐約時(shí)報明日能源大會(huì )”上宣稱(chēng)，目前可再生能源的發(fā)電能力已超過(guò)煤電，成為世界頭號電力來(lái)源?？稍偕茉醋兊迷絹?lái)越便宜，且具有較高的成本效率，但仍然需要政府的支持，尤其應像中國和美國那樣，若缺少政府支持，發(fā)展可再生能源會(huì )遇到困難。

國際能源署稱(chēng)，2015年是可再生能源的轉折點(diǎn)，全球新增清潔能源發(fā)電能力超過(guò)50%，達到1.53億千瓦，同比上年增加15%。2015年，全球每天安裝50萬(wàn)塊太陽(yáng)能板，每小時(shí)安裝兩臺渦輪風(fēng)機，而中國就占了新增可再生能源發(fā)電能力的40%。

據國際能源署對可再生能源的最新預測，未來(lái)5年，這一發(fā)展仍將繼續，每小時(shí)將安裝3萬(wàn)塊太陽(yáng)能板、2.5臺渦輪風(fēng)機?？稍偕茉丛诎l(fā)電能力中所占份額將從2015年的23%，增至2021年的28%?？梢?jiàn)，未來(lái)能源系統的問(wèn)題十分重要，將影響各國的政策和決策，那么未來(lái)全球能源系統將遵循什么樣的技術(shù)路線(xiàn)，可再生能源的發(fā)展前景究竟如何？

持續減碳的能源轉型為何停滯

澳大利亞麥考瑞大學(xué)教授馬修（John A. Mathew）在11月出版的《未來(lái)》雜志發(fā)表論文指出，未來(lái)能源的競爭原則，將是化石燃料脫碳與制造學(xué)習曲線(xiàn)的競爭。這兩條路線(xiàn)都是要逐漸淘汰化石燃料，一條是脫碳過(guò)程，即主要基于氫能的集中式能源系統，包括大規模的零排放電廠(chǎng)，這條路線(xiàn)將導致核電規模擴張。另一條是發(fā)展分散的可再生能源系統，如風(fēng)電、光伏發(fā)電，這些都是制造業(yè)產(chǎn)品，可以增加回報減少成本。其實(shí)主要驅動(dòng)力不在于“分散”，而在于對化石燃料“創(chuàng )造性破壞”的副效應。

第一條“集中”路線(xiàn)是由東西方研究中心下屬?lài)H應用系統分析研究所（IIASA）的學(xué)者創(chuàng )立，由該所具有遠見(jiàn)卓識的物理學(xué)家馬切蒂（Cesare Marchetti）在上世紀70年代最先提出，該路線(xiàn)技術(shù)傾向于10億級規模的核電和氫能經(jīng)濟，對太陽(yáng)能、風(fēng)能和可再生能源不屑一顧。

馬切蒂1986年提出的一個(gè)“主要概念”是以脫碳驅動(dòng)能源轉型，并勾畫(huà)出未來(lái)50年的能源技術(shù)、電力和運輸系統演變的圖景。馬切蒂認為，能源轉型就是從一種燃料向另一種燃料持續減碳的過(guò)程，薪柴的碳氫比為10︰1，煤炭為1︰1，石油為1︰2，天然氣為1︰4，最終為零碳氫能。

然而，這一趨勢現在發(fā)生逆轉或停滯，近20年全球碳強度走勢并未下降，沒(méi)有走向氫經(jīng)濟“不可阻擋”的化石燃料脫碳過(guò)程，更沒(méi)有高碳向低碳能源轉型的精確機制。馬切蒂描繪的是上世紀70年代看到的化石燃料脫碳情景，但此后的“石油沖擊”，新世紀以來(lái)快速工業(yè)化用煤造成的“中國沖擊”，接著(zhù)是當前的“印度沖擊”（可能要延續10年），更不必說(shuō)美國的“頁(yè)巖氣沖擊”，以及不太顯著(zhù)的能源效率提升和氣候變化激發(fā)的可再生能源熱潮，這一切都在破壞靜態(tài)系統。

馬修指出，馬切蒂曾經(jīng)提出“10億級規模核電能源島”，以及由數十個(gè)零排放電廠(chǎng)供電的“大陸超級電網(wǎng)”構想，這些聽(tīng)起來(lái)十分有趣，但與各國當今需要做出的能源選擇無(wú)關(guān)。相反，核電的發(fā)展趨勢是反應堆的小型化、模塊化，并且會(huì )比10億級規模的項目更廉價(jià)，可見(jiàn)“大的并不一定總是美的”。

IIASA學(xué)者看不上常規可再生能源，尤其是太陽(yáng)能和風(fēng)電，甚至無(wú)視水電的存在。他們說(shuō)風(fēng)電的功率密度低，不可能在陸上發(fā)展滿(mǎn)足需求。然而從中國的實(shí)例來(lái)看，2009年風(fēng)電能力已超過(guò)核電，2012年風(fēng)電發(fā)電量超過(guò)了核電。

風(fēng)電還經(jīng)常因“資源需求過(guò)多”遭到詬病。馬修說(shuō)，以美國總發(fā)電能力100億千瓦來(lái)說(shuō)，建設100億千瓦風(fēng)電設施需要2900萬(wàn)噸鐵、9000萬(wàn)噸鋼、3.5億噸混凝土。而僅中國2012年就生產(chǎn)了7.09億噸粗鋼和6.54億噸生鐵，所以材料供應不是問(wèn)題。

IIASA學(xué)者批評，光伏板效率還停留在10%，然而事實(shí)并非如此。以意大利已竣工的蒙塔爾托迪卡斯特羅光伏電場(chǎng)為例，這個(gè)項目光伏板面積1.7平方千米，額定功率8.4萬(wàn)千瓦，一年可發(fā)電1.4億千瓦時(shí)，真實(shí)的功率因數為19%。以此推算全美100億千瓦發(fā)電能力，光伏發(fā)電需要土地面積2萬(wàn)平方千米，僅為美國陸地面積（960萬(wàn)平方千米）0.2%。

可再生能源的真正優(yōu)勢在成本

那么，常規可再生能源在21世紀前半期有可能成為主要一次能源的真正原因是什么？根據中國和一些工業(yè)化國家如德國的實(shí)踐經(jīng)驗，在能源轉型過(guò)程中，常規可再生能源的基本優(yōu)越性表現在幾個(gè)方面：清潔（低排放以至零排放），無(wú)污染（這對燃煤造成顆粒污染物的中國和印度尤其重要），資源不枯竭；由于不需要燃料，運行接近零成本；“分散”也應視為一個(gè)優(yōu)越性，無(wú)論規模大小均可，因此十分具有實(shí)用性。

可再生能源的某些優(yōu)點(diǎn)并不明顯，需要進(jìn)一步解釋。從根本上說(shuō)，可再生能源能夠實(shí)現規?；?，模塊化結構可以是1塊太陽(yáng)能板，也可以是100塊、1000塊，由于模式可以復制，額定功率就能不斷增加，而不會(huì )因復雜性降低效率。在這方面，核電就不行了，核電有一個(gè)優(yōu)化運行規模，低于或高于這個(gè)水平，運行效果都不佳。而且，可再生能源是一種沒(méi)有重大風(fēng)險的相對安全的技術(shù)，不會(huì )因擴大規模而加劇危害。至于采用的危害性材料，解決辦法是循環(huán)利用，最大限度地減少用量和廢棄。

更重要的是，可再生能源優(yōu)越性在于節約成本趨勢，可再生能源本質(zhì)上是制造產(chǎn)品，大規模生產(chǎn)制造帶來(lái)規模經(jīng)濟效益。這意味著(zhù)真正的能源安全，因為制造業(yè)可以在任何地方開(kāi)展，不像化石能源在各地分布不均，因而沒(méi)有地緣政治壓力，所以，“制造可再生能源”是能源安全的關(guān)鍵。制造業(yè)的特點(diǎn)是隨著(zhù)經(jīng)驗的積累而提高效率，結果是減少成本、增加回報，成為增加收入和財富又不會(huì )給地球進(jìn)一步帶來(lái)壓力的資源?？稍偕茉催€有一個(gè)最重要的經(jīng)濟優(yōu)越性，即制造業(yè)可為農村和城市提供就業(yè)，是具有創(chuàng )新性和競爭力的能源部門(mén)，也是未來(lái)的出口平臺。

在列舉可再生能源的優(yōu)點(diǎn)時(shí)幾乎沒(méi)有提到低碳和減少碳排放，實(shí)際上，可再生能源是唯一真正解決能源系統清潔化問(wèn)題的途徑。這也是中國和印度大力建立可再生能源系統的原因，不是出于道德或審美目的，而是事關(guān)國家發(fā)展戰略的最高優(yōu)先安排。所以，可再生能源革命的真正驅動(dòng)力不是政府政策，不是商業(yè)風(fēng)險承擔，不是消費者需求，說(shuō)來(lái)簡(jiǎn)單，就是降低成本，可再生能源降低發(fā)電成本，并可匹敵傳統化石燃料，而且還有進(jìn)一步降成本的可能。

超級電網(wǎng)也在促進(jìn)可再生能源發(fā)展，但概念與以往完全不同，這是基于IT技術(shù)電網(wǎng)整合的很多波動(dòng)資源，也具有同樣的可規?；?、可復制特點(diǎn)。相對這些優(yōu)點(diǎn)，可再生能源常被提及的問(wèn)題實(shí)際并不大，波動(dòng)性可進(jìn)行各種形式的系統整合，如智能電網(wǎng)、需求響應，以及能源存儲。隨著(zhù)國家與商業(yè)儲能設施的快速發(fā)展，甚至可以消除發(fā)電波動(dòng)。

馬修最后說(shuō)，兩條競爭路線(xiàn)，基于脫碳的大規模核電廠(chǎng)生產(chǎn)氫迄今還是一種幻想，而基于可再生能源和可再生能源設施制造，將注定推動(dòng)中國和印度新興大國進(jìn)一步工業(yè)化。如果特朗普堅持親化石燃料路線(xiàn)，否定可再生能源，那么他遲早將會(huì )發(fā)現這是個(gè)錯誤。

最后，記得關(guān)注微信公眾號：鎂客網(wǎng)（im2maker），更多干貨在等你！