報(bào)告|擁抱能源新格局:智慧電網(wǎng)是傳統(tǒng)電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)變革的代表
本篇是安信策略新經(jīng)濟(jì)研究系列的第八篇,在對(duì)新經(jīng)濟(jì)的研究中,我們?cè)絹?lái)越明顯的體會(huì)到革命性的技術(shù)突破給經(jīng)濟(jì)和社會(huì)帶來(lái)的巨大改變。本篇是新經(jīng)濟(jì)研究系列中的產(chǎn)業(yè)篇,我們將聚焦新一代能源技術(shù)革命在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代蓬勃發(fā)展帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)。
1. 危機(jī)與希望:人類能源利用新探索
“現(xiàn)代文明是能源浪潮的產(chǎn)物,但是人類對(duì)能源的胃口總是欲壑難填,這使得解決能源短缺的辦法總是暫時(shí)的,人類面臨的挑戰(zhàn)卻是永久的。”
——阿爾弗雷德•克勞士比:《人類能源史》(Children of the Sun)
1.1. 三次能源浪潮,支撐起現(xiàn)代文明
人類何以超越眾生,成為陸地的王者?何以創(chuàng)造文明,積累財(cái)富?縱觀人類文明史,文明的誕生和現(xiàn)代文明的到來(lái),都與能源革命息息相關(guān)。人類利用能源手段和效率的每一次升級(jí),都將對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)帶來(lái)不可估量的改變。

火:堪比語(yǔ)言的偉大發(fā)明火是人類文明在能源利用上的第一次突破,開(kāi)啟了人類主動(dòng)利用能源的時(shí)代。查爾斯•達(dá)爾文曾說(shuō):火是人類發(fā)明的一種便捷、可靠的新方法來(lái)獲取在有機(jī)物中累積的太陽(yáng)能,是一個(gè)巨大進(jìn)步,在人類發(fā)展史中,它的重要性僅次于語(yǔ)言的形成。
火的使用,使得烹飪食物和加工金屬成為可能,薪柴、秸稈中的生物質(zhì)能和人力、畜力一起成為了古代最為主要的能量來(lái)源。隨著科技的發(fā)展,水力和風(fēng)車/風(fēng)帆的應(yīng)用也越來(lái)越普遍,在第一次工業(yè)革命之前發(fā)揮了重要作用。

煤:開(kāi)啟工業(yè)文明黃金時(shí)代幾千年來(lái),人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平一直未能獲得真正的增長(zhǎng),能源的利用未獲突破是其中重要的原因之一(人力勞動(dòng)的功率很難持續(xù)的超過(guò)100W)。煤炭的利用和蒸汽機(jī)的發(fā)明從空間和時(shí)間上極大的延伸了人類獲取和利用能源的手段。從空間上,人類第一次將能源的利用從地表延伸至地下;從時(shí)間上,遠(yuǎn)古時(shí)期的生物質(zhì)能孕育成為化石能源,億萬(wàn)年前的太陽(yáng)能通過(guò)這種方式饋贈(zèng)給人類。工業(yè)革命之后,人類迎來(lái)了第一個(gè)發(fā)展黃金時(shí)代。
電:電氣化時(shí)代創(chuàng)造無(wú)限可能
人類對(duì)能源的利用從熱力轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)力,開(kāi)啟了工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的新篇章。石油的應(yīng)用和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明意味著蒸汽這一轉(zhuǎn)化擺脫了蒸汽這一媒介,能源利用的效率大大提升。電力技術(shù)的出現(xiàn)使得機(jī)械動(dòng)能得以通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能。電氣化時(shí)代開(kāi)啟,方便靈活、即停即起的電力能源創(chuàng)造出無(wú)限可能。

1.2. 高能文明的未來(lái):基本規(guī)律與發(fā)展趨勢(shì)
正如地理學(xué)家斯密爾所說(shuō):“現(xiàn)代社會(huì)最根本的特征是:我們擁有依賴大規(guī)模燃燒化石燃料的高能文明。”目前人類的初級(jí)能源使用量,約是1850年的20倍、1950年的5倍。如此龐大的能源消耗引發(fā)了人們對(duì)其可持續(xù)性的深深擔(dān)憂。高能文明的未來(lái)走向何方?人類能源利用發(fā)展的三條基本規(guī)律或許能夠幫助我們看清未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
能源類型由高碳向低碳發(fā)展:無(wú)論是傳統(tǒng)的薪柴還是現(xiàn)代的煤炭、石油等化石能源,污染和碳排放過(guò)高的問(wèn)題一直困擾著整個(gè)社會(huì)。從長(zhǎng)期看,能源類型由高碳向低碳發(fā)展,有化石能源轉(zhuǎn)向清潔能源是大勢(shì)所趨。煤炭單位熱值的碳含量為26.37t/TJ,原油為20.1 t/TJ,天然氣為15.3 t/TJ,而水電,風(fēng)電,太陽(yáng)能、核能等幾乎沒(méi)有碳排放。
資源生產(chǎn)由簡(jiǎn)單生產(chǎn)向技術(shù)生產(chǎn)發(fā)展:蒸汽機(jī)的發(fā)明讓從礦井中抽水非常高效,其普及推廣使得英國(guó)煤炭礦井的平均深度提升了一倍,煤炭的開(kāi)采得以從地表深入地下。從那時(shí)起,資源生產(chǎn)的技術(shù)含量越來(lái)越高。電力、核能、風(fēng)電、光伏的誕生無(wú)不是時(shí)代最高端的科技運(yùn)用。近年來(lái)水平井分段壓裂技術(shù)的應(yīng)用更是掀起了一場(chǎng)能源領(lǐng)域的“頁(yè)巖油氣革命”,美國(guó)在這次變革中獨(dú)占鰲頭。
能源利用形式由直接一次轉(zhuǎn)換向多次轉(zhuǎn)化發(fā)展:工業(yè)革命前能源的利用多局限于熱能,隨著工業(yè)革命中蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明,能源的利用更多是轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)能。而進(jìn)入電氣化時(shí)代后,能源又經(jīng)歷了動(dòng)能向電能的轉(zhuǎn)換。能源的運(yùn)輸和使用更為便捷,效率更高。
人類社會(huì)未來(lái)能源的發(fā)展趨勢(shì),我們認(rèn)為從能源類型上將回歸太陽(yáng)能本源,并追求核能的終極目標(biāo)。從能源利用上將節(jié)能和效率提升并舉。
能源類型:回歸太陽(yáng)能本源。無(wú)論是生物質(zhì)能還是儲(chǔ)存在地底的化石能源,亦或是水力,風(fēng)力蘊(yùn)含的能量,本源都是來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行的核聚變產(chǎn)生的能量。而地?zé)崮芎秃四軐?shí)際的能量來(lái)源也是來(lái)自原子核。對(duì)于人類來(lái)說(shuō),太陽(yáng)能才是取之不盡的能量寶庫(kù),生物、化石能源等只是通過(guò)化學(xué)能儲(chǔ)存與釋放能量的一種方式。人類能源利用未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),必將回歸太陽(yáng)能本源,中長(zhǎng)期將迎來(lái)以風(fēng)電、光伏為代表的清潔能源革命,而突破核聚變獲得“人造太陽(yáng)”則是人類探尋新能源的終極目標(biāo)。
能源利用:節(jié)能和效率提升并舉。在人類獲得取之不盡的核聚變能源之前,經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的消耗卻急劇增加,能源的可持續(xù)與高效利用的重要性日益突顯。新一輪的能源變革除了是清潔能源革命,也是節(jié)能技術(shù)和電網(wǎng)技術(shù)的革命。智能電網(wǎng),能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)突破與應(yīng)用普及將成為這場(chǎng)變革中的一大亮點(diǎn)。
1.3. 青萍之末,微瀾之間:世界能源格局新變化
美國(guó)頁(yè)巖油氣革命,攪動(dòng)世界能源格局
近十年間蓬勃興起的頁(yè)巖油氣革命是油氣工業(yè)的第三次革命(淺部集中易勘探易開(kāi)發(fā)的構(gòu)造油氣藏→地層巖性油氣藏(隱蔽油氣藏)→非常規(guī)油氣藏(連續(xù)型油氣聚集)→頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣)。水平井多段水力壓裂的出現(xiàn)與成功應(yīng)用,催生了美國(guó)的頁(yè)巖油氣革命,重復(fù)壓裂技術(shù)、新型壓裂液技術(shù)、新型支撐劑等技術(shù)的成熟進(jìn)一步促進(jìn)了美國(guó)頁(yè)巖油氣產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)。一個(gè)最明顯的改變是,美國(guó)原油產(chǎn)量已經(jīng)從2011年初的約540萬(wàn)桶/天上升到如今超過(guò)1000萬(wàn)桶/天。有望在今年突破1100萬(wàn)桶/天并超越俄羅斯成為世界第一大產(chǎn)油國(guó)。原油凈進(jìn)口量已經(jīng)從2011年時(shí)的900萬(wàn)桶/天降至600萬(wàn)桶/天。頁(yè)巖氣的泛濫影響同樣不可小覷,天然氣如今已經(jīng)成為美國(guó)能源的中流砥柱,LNG也已成功出口中國(guó),并可能在2020年使美國(guó)成為世界第三大LNG出口國(guó)(美國(guó)能源署預(yù)計(jì))。

美國(guó)頁(yè)巖油氣產(chǎn)量的增長(zhǎng)和出口的放開(kāi)抵消了OPEC減產(chǎn)的努力,損害了沙特、俄羅斯、伊朗等國(guó)的利益。長(zhǎng)期看可能導(dǎo)致美國(guó)和中東原油逐步脫鉤,削弱沙特等中東產(chǎn)油國(guó)對(duì)美國(guó)的戰(zhàn)略地位,動(dòng)搖石油-美元的基礎(chǔ)。
美國(guó)退出巴黎協(xié)定,中國(guó)扛起清潔能源革命旗幟
美國(guó)大力開(kāi)發(fā)頁(yè)巖油氣,并退出巴黎協(xié)定之時(shí),中國(guó)扛起了清潔能源革命的旗幟(一個(gè)重要的原因是:煤炭污染太嚴(yán)重,石油天然氣對(duì)外依賴程度過(guò)高,而我國(guó)也沒(méi)有美國(guó)豐富的頁(yè)巖油氣資源)。我們?cè)谌ツ?1月的主題周報(bào)《邁向新時(shí)代,中國(guó)的清潔能源革命》中分析了當(dāng)月15日國(guó)家能源局新能源和可再生能源司黨支部書(shū)記、司長(zhǎng)朱明在《中國(guó)電力報(bào)》上發(fā)表署名文章:堅(jiān)持綠色發(fā)展推進(jìn)新能源再上新臺(tái)階。文章中指出,力爭(zhēng)到2035年,我國(guó)能源需求的增量全部可由清潔能源提供,可再生能源發(fā)展進(jìn)入增量替代階段。2035~本世紀(jì)中葉,全面構(gòu)建以可再生能源為主體的現(xiàn)代能源體系,可再生能源對(duì)化石能源進(jìn)入全面存量替代的階段。

責(zé)任編輯:電朵云
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