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氫能的果子,眼看就要熟了
來源:錦緞/作者:愚老頭/ 日期:2022-08-17

2022年的當(dāng)下,光伏和新能源汽車已經(jīng)不再需要補貼,可以自我造血之后,未雨綢繆,政策還是需要找一個未來的經(jīng)濟增長點進(jìn)行培育。


在此之后,氫能可能成為各項政策支持的重點方向。


因為在新能源的降本過程中,氫能的果子,眼看就要熟了。 



01 為什么是能源? 


開門見山的說,人類文明或者說物質(zhì)財富最大的約束,是能源。


能源的總量,或者說能源利用水平的高低,決定了經(jīng)濟增長的上限。


當(dāng)今經(jīng)濟學(xué)課堂上講的經(jīng)濟增長理論,無論加上再多的數(shù)學(xué)公式,本質(zhì)上還是圍繞著資本、勞動力和技術(shù)三個要素打轉(zhuǎn)。


比如上面這個模型,經(jīng)濟增長f,是由K(資本)、L(勞動力)和T(技術(shù)進(jìn)步)三個要素決定的。


在這個簡版模型的基礎(chǔ)上,現(xiàn)有的經(jīng)濟學(xué)家基本把你能想到的因素,比如技術(shù)擴散、移民、生育率、教育、儲蓄等等,通過中間指標(biāo)包含了進(jìn)去。結(jié)果是,經(jīng)濟學(xué)家真的就是越來越象牙塔了。


我當(dāng)然不敢說經(jīng)濟增長理論是錯的,但考慮到從設(shè)立諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎的1968年到現(xiàn)在,既沒有一個中國經(jīng)濟學(xué)家獲獎,也沒有一個經(jīng)濟學(xué)家因為解釋中國經(jīng)濟獲獎。


中國的人均GDP從2000年的不到世界平均水平的18%,到2019年超過世界平均水平的90%,10多億人脫離絕對貧困,GDP總量也從2000的世界第六躍升至第二,離美國僅僅一步之遙。


你要說物理獎、化學(xué)獎這些,還好理解,沒什么可說的,努力的時間還不夠。而經(jīng)濟學(xué)這么一個解釋現(xiàn)實的社會科學(xué),居然對世界經(jīng)濟這么大的變革視而不見。


所以,這些經(jīng)濟學(xué)獎評委們,要么得去看看愛爾眼科,要么就是這個學(xué)科跟科學(xué)真的沒關(guān)系。 


傳統(tǒng)經(jīng)濟增長理論是二維空間里作畫,能源才是獨立的第三維。


升維思考才能更好理解當(dāng)前我們所處的變革大時代。


從第一性的角度,核心的能源利用形式?jīng)Q定了一個時代經(jīng)濟增長的上限。


在英國工業(yè)革命之前,人類主要利用的能源是生物質(zhì)能,說白了就是靠上山砍柴。


英國工業(yè)革命推動了煤炭的開采使用,人類突破自然桎梏開始進(jìn)入工業(yè)化。


煤炭之后是石油,液態(tài)的石油解決了運輸?shù)膯栴},內(nèi)燃機取代蒸汽機,讓技術(shù)進(jìn)步能夠更進(jìn)一步向全球擴散。


每一次核心能源的變革都會帶來社會面貌的巨大變化和物質(zhì)財富的極大增加。 



02 化石能源的局限性 


最近幾年,或者說進(jìn)入21世紀(jì)以來,我們觀察到下面的一些現(xiàn)象:


2008年全球GDP為63.72萬億美元,2020年為84.68萬億美元,增長了20.96萬億美元。同期中國GDP從4.59萬億美元增長到14.73萬億美元,增加了10.14萬億美元。即2008年以來,中國經(jīng)濟增長占全球GDP增長的48.38%,將近一半。同期美國GDP增長了6.24萬億美元,中美兩個國家占到了世界GDP增長的78%,這代表剩下一百九十多個國家,在這12年里,幾乎是沒有增長的。


如果我們再把時間拉長一點,單看美國的情況。羅伯特·J.巴羅的教材《經(jīng)濟增長》中有這么一組數(shù)據(jù):如果以1996年的美元計,美國實際人均國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)從1870年的3340美元增加到2000年的33330美元,增長了9倍,對應(yīng)著就是每年1.8%的增長率。美國算是除中國之外所有國家中表現(xiàn)非常好的,也只能保持每年1.8%的增速。


為什么會出現(xiàn)這種情況呢?


這是由化石能源的局限性所造成的。


煤炭和石油,包括天然氣,本質(zhì)上都是化石能源。既然是化石能源,就有繞不過去的資源約束,化石能源不可再生,利用的邊際成本很高,這個邊際成本鎖死了生產(chǎn)力的上限。美國費了好大勁研發(fā)了頁巖氣,可架不住中東國家們沙漠里直接插根管子石油就向外噴?;茉幢举|(zhì)上還是受制于自然稟賦,地里沒有就沒有,而開發(fā)就需要成本,需要的量越大,邊際成本就越高,因為邊際成本低的會優(yōu)先開發(fā),后期的開發(fā)條件會越來越惡劣,成本也越來越高。


簡單的說,就是能源供給靠挖礦太費勁了,財富增長的速度不夠給力。


這也能解釋我們常說的康波周期的問題。大家公認(rèn)新周期也就是第五次康波從1991年開始,到現(xiàn)在為止30多年過去了大家還找不出來這個康波周期的代表性產(chǎn)業(yè),只能說明一點,這次康波周期在技術(shù)進(jìn)步上真的是乏善可陳。

 


化石能源作為一次能源的主力來源極大的約束了整個社會創(chuàng)造財富的能力。哪怕是新能源發(fā)展迅速的中國,2021年非化石能源在全部一次能源中也占不到17%。 



03 關(guān)于能源的例子 


很多人不理解為什么能源是經(jīng)濟增長最重要的第三維,因為我們絕大部分人都不了解現(xiàn)代工業(yè)世界的運行邏輯。


事實就是,我們這個世界的根基,過去是,現(xiàn)在是,未來還是由碳?xì)鋬煞N元素搭起來的,這其中,骨架材料靠碳,燃料則用氫。


化工行業(yè)有油頭、煤頭和氣頭的劃分,就是從碳?xì)鋪碓吹慕嵌?,劃分化工的工藝和流程。石油、煤炭和天然氣,除了作為我們能源的來源之外,還是構(gòu)成現(xiàn)代社會的合成化工產(chǎn)品的基石。


石油、煤炭和天然氣,歸根結(jié)底都是碳?xì)浠衔?。這其中,煤炭是純碳,所以煤化工需要水(H2O),石油近似一個碳兩個氫,天然氣則是一個碳四個氫。


能源對工業(yè)的影響之深遠(yuǎn)大家往往體會不到。舉個例子,我們知道石油輸出國組織OPEC。至于中國,富煤、缺油、少氣,是我們常說的能源稟賦,讓我們感覺我們國家貌似是一個資源匱乏的國家,實際上呢?


2022年5月,世界貿(mào)易出現(xiàn)了一個前所未有的現(xiàn)象,那就是全球前10大工業(yè)國除了中國,全都出現(xiàn)了貿(mào)易逆差。其中德國5月份貿(mào)易逆差10.4億美元,這是德國1991年以來的30多年間,第一次出現(xiàn)月度貿(mào)易逆差。順差方是那些資源出口國,包括中東產(chǎn)油國、俄羅斯、澳大利亞、加拿大、巴西等。


同為工業(yè)國的中國5月份貿(mào)易卻是順差,并且順差高達(dá)788億美元。


中國真的是例外么?直接出口能源,跟能源以原材料和燃料形式生產(chǎn)出成品出口,中間的區(qū)別大么?


 

秦皇島的動力煤與澳大利亞的FOB離岸港口價,在過去的很長一段時間內(nèi),雖說差值不大,每噸100美元以內(nèi),但都是負(fù)值,國外煤炭價格相對便宜,這也是中國煤炭進(jìn)口的動力。


這個差值從2021年7月以后就轉(zhuǎn)正了,海外動力煤價格一路看漲,國內(nèi)價格在調(diào)控下則幾乎一條直線。進(jìn)入2022年之后,這個數(shù)值拉大到每噸200美元以上。


這個差價代表什么意義呢?2021年世界煤炭產(chǎn)量80億噸,中國占一半40億噸。我們假設(shè)2022年5月份中國煤炭消耗了3億噸,這3億噸如果出口,按照這個價差,就是600億美元,基本上相當(dāng)于6月份全部的順差。這相當(dāng)于國家人為壓低了能源價格,為中游和下游產(chǎn)業(yè)讓利。


盡管我們的計算方法過于簡單粗暴,但掩蓋不了這其中的事實,那就是建立在煤炭這種資源稟賦上的中國,本質(zhì)上也是一個能源出口大國,這才是我們在最近能源價格大漲時保持巨額貿(mào)易順差的根本原因。



04 為什么是氫能? 


為什么氫能在未來能源規(guī)劃中有著非常核心的地位?


因為氫能的存在,打破了新能源的不可能三角。為新能源徹底取代化學(xué)能源撐起了最重要的那根支柱。 


資本市場上一直講新能源這個名詞,以至于我們都有些模糊和神化了新能源的本來面目。 


無論新能源還是化石能源這些舊能源,本質(zhì)上都是能源,都要經(jīng)過市場的檢驗。 


關(guān)于能源,有一個不可能三角理論,這個理論由中國人民大學(xué)的鄭新業(yè)提出。

 



總結(jié)下來,就是一種能源,在一定的技術(shù)條件下,不可能滿足環(huán)境友好、便宜和保證供給三個條件。引申到一次能源上,就是不存在既環(huán)保又便宜還能保證供給的能源。煤電便宜穩(wěn)定但是實在不環(huán)保,水電便宜還算環(huán)保就是不穩(wěn)定,冬季有枯水期,風(fēng)電太陽能這些新能源環(huán)保但是既不便宜又不穩(wěn)定。 


本來吧,這個三角問題確實是無解的。但是沒想到的是,中國光伏行業(yè)實在是太內(nèi)卷了,新能源的發(fā)電成本以令人發(fā)指的速度下降,光伏發(fā)電做到了與煤電同價,首先甩掉了對政府補貼的依賴,便宜這個條件終于實現(xiàn)了。 


擺在光伏等新能源面前的,還剩下一個條件需要滿足,那就是穩(wěn)定可靠。 


光伏、風(fēng)電之所以被稱為垃圾電,就是因為電力發(fā)電側(cè)實在太隨心所欲,需求側(cè)表示壓力山大。


以風(fēng)力發(fā)電為例,冬季、夜晚風(fēng)大,發(fā)電量也大,但這個時刻都對應(yīng)著電力需求的低谷期。至于光伏,不提白天夜晚的問題,一朵飄來的云就瞬間就可以讓電站功率掉下來60%,這種大保健和ICU之間的無縫對接,電網(wǎng)要是不得心臟病就奇怪了。


擺在光伏風(fēng)電這些新能源面前的,就是如何做到能源的平滑輸出,也就是我們所說的儲能。 


我們通常把光伏平價上網(wǎng)稱為上半場,這個階段光伏擺脫了對補貼的依賴。對應(yīng)的還有一個下半場,那就是解決電網(wǎng)調(diào)度的問題,光伏發(fā)電價格需要進(jìn)一步下降,當(dāng)光伏+儲能的成本低于煤電的時候,穩(wěn)定可靠這個條件就通過增加一道儲能,或者講能源的載體,解決掉了。


換言之,穩(wěn)定可靠這個條件,可以通過光伏風(fēng)電等新能源不斷的降本來解決。當(dāng)光伏風(fēng)電足夠的便宜,為儲能留出可勁造的空間的時候,我們就突破了能源問題的不可能三角。 


那個時候,我們會迎來歷史上增速最快、價格最便宜的能源供給,我們也將跳出化石能源的束縛,迎來歷史上最快的經(jīng)濟增長和財富積累,這將惠及世界上現(xiàn)有的所有國家。


這個關(guān)鍵的儲能工具,我們可以叫做能源的載體,也有人稱作能源路由器,就是氫能。


氫能不是能源,但它是新能源在人間的代言人。 


氫能之所以能夠成為這個中間工具,是因為他是一個適用性最廣的能量載體。

氫元素的質(zhì)量占到宇宙的75%,在地球上也不算稀缺。不稀缺,這是作為能量載體的基礎(chǔ)要求。從這個意義上講,鋰電池的上限基本就是被鎖定了,鈉離子電池的空間倒是很大。


氫能最關(guān)鍵的是他的廣譜適用性,可以作為燃料、化工原料和單純的儲能裝置,就像原油時代的海上超級油輪和遍布世界的加油站,將廉價的新能源之光灑滿全世界的每一個角落。