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氢能的果子,眼看就要熟了

2022-08-17 15:50
锦缎
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03关于能源的例子

很多人不理解为什么能源是经济增长最重要的第三维,因为我们绝大部分人都不了解现代工业世界的运行逻辑。

事实就是,我们这个世界的根基,过去是,现在是,未来还是由碳氢两种元素搭起来的,这其中,骨架材料靠碳,燃料则用氢。

化工行业有油头、煤头和气头的划分,就是从碳氢来源的角度,划分化工的工艺和流程。石油、煤炭和天然气,除了作为我们能源的来源之外,还是构成现代社会的合成化工产品的基石。

石油、煤炭和天然气,归根结底都是碳氢化合物。这其中,煤炭是纯碳,所以煤化工需要水(H2O),石油近似一个碳两个氢,天然气则是一个碳四个氢。

能源对工业的影响之深远大家往往体会不到。举个例子,我们知道石油输出国组织OPEC。至于中国,富煤、缺油、少气,是我们常说的能源禀赋,让我们感觉我们国家貌似是一个资源匮乏的国家,实际上呢?

2022年5月,世界贸易出现了一个前所未有的现象,那就是全球前10大工业国除了中国,全都出现了贸易逆差。其中德国5月份贸易逆差10.4亿美元,这是德国1991年以来的30多年间,第一次出现月度贸易逆差。顺差方是那些资源出口国,包括中东产油国、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、巴西等。

同为工业国的中国5月份贸易却是顺差,并且顺差高达788亿美元。

中国真的是例外么?直接出口能源,跟能源以原材料和燃料形式生产出成品出口,中间的区别大么?

秦皇岛的动力煤与澳大利亚的FOB离岸港口价,在过去的很长一段时间内,虽说差值不大,每吨100美元以内,但都是负值,国外煤炭价格相对便宜,这也是中国煤炭进口的动力。

这个差值从2021年7月以后就转正了,海外动力煤价格一路看涨,国内价格在调控下则几乎一条直线。进入2022年之后,这个数值拉大到每吨200美元以上。

这个差价代表什么意义呢?2021年世界煤炭产量80亿吨,中国占一半40亿吨。我们假设2022年5月份中国煤炭消耗了3亿吨,这3亿吨如果出口,按照这个价差,就是600亿美元,基本上相当于6月份全部的顺差。这相当于国家人为压低了能源价格,为中游和下游产业让利。

尽管我们的计算方法过于简单粗暴,但掩盖不了这其中的事实,那就是建立在煤炭这种资源禀赋上的中国,本质上也是一个能源出口大国,这才是我们在最近能源价格大涨时保持巨额贸易顺差的根本原因。

04为什么是氢能

为什么氢能在未来能源规划中有着非常核心的地位?

因为氢能的存在,打破了新能源的不可能三角。为新能源彻底取代化学能源撑起了最重要的那根支柱。

资本市场上一直讲新能源这个名词,以至于我们都有些模糊和神化了新能源的本来面目。

无论新能源还是化石能源这些旧能源,本质上都是能源,都要经过市场的检验。

关于能源,有一个不可能三角理论,这个理论由中国人民大学的郑新业提出。

总结下来,就是一种能源,在一定的技术条件下,不可能满足环境友好、便宜和保证供给三个条件。引申到一次能源上,就是不存在既环保又便宜还能保证供给的能源。煤电便宜稳定但是实在不环保,水电便宜还算环保就是不稳定,冬季有枯水期,风电太阳能这些新能源环保但是既不便宜又不稳定。

本来吧,这个三角问题确实是无解的。但是没想到的是,中国光伏行业实在是太内卷了,新能源的发电成本以令人发指的速度下降,光伏发电做到了与煤电同价,首先甩掉了对政府补贴的依赖,便宜这个条件终于实现了。

摆在光伏等新能源面前的,还剩下一个条件需要满足,那就是稳定可靠。

光伏、风电之所以被称为垃圾电,就是因为电力发电侧实在太随心所欲,需求侧表示压力山大。

以风力发电为例,冬季、夜晚风大,发电量也大,但这个时刻都对应着电力需求的低谷期。至于光伏,不提白天夜晚的问题,一朵飘来的云就瞬间就可以让电站功率掉下来60%,这种大保健和ICU之间的无缝对接,电网要是不得心脏病就奇怪了。

摆在光伏风电这些新能源面前的,就是如何做到能源的平滑输出,也就是我们所说的储能

我们通常把光伏平价上网称为上半场,这个阶段光伏摆脱了对补贴的依赖。对应的还有一个下半场,那就是解决电网调度的问题,光伏发电价格需要进一步下降,当光伏+储能的成本低于煤电的时候,稳定可靠这个条件就通过增加一道储能,或者讲能源的载体,解决掉了。

换言之,稳定可靠这个条件,可以通过光伏风电等新能源不断的降本来解决。当光伏风电足够的便宜,为储能留出可劲造的空间的时候,我们就突破了能源问题的不可能三角。

那个时候,我们会迎来历史上增速最快、价格最便宜的能源供给,我们也将跳出化石能源的束缚,迎来历史上最快的经济增长和财富积累,这将惠及世界上现有的所有国家。

这个关键的储能工具,我们可以叫做能源的载体,也有人称作能源路由器,就是氢能。

氢能不是能源,但它是新能源在人间的代言人。

氢能之所以能够成为这个中间工具,是因为他是一个适用性最广的能量载体。氢元素的质量占到宇宙的75%,在地球上也不算稀缺。不稀缺,这是作为能量载体的基础要求。从这个意义上讲,锂电池的上限基本就是被锁定了,钠离子电池的空间倒是很大。

氢能最关键的是他的广谱适用性,可以作为燃料、化工原料和单纯的储能装置,就像原油时代的海上超级油轮和遍布世界的加油站,将廉价的新能源之光洒满全世界的每一个角落。

我们总结一下就是,光伏、风电这些新能源负责降本,氢能则负责让世界焕然一新。

如果这还不够形象的话,我们可以参考中国氢能联盟研究院的数据。上图是在零碳状态下,终极的能源来源。在化工原料、化工、钢铁、重型交通运输等行业,氢能都是绝对的第一主力。即使在那些电力绝对主导的行业,氢能可能也是其电力的重要来源。

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