大家好,2020年10月4日星期日,感谢在国庆假期收看176期睡前消息。请静静介绍新闻。
9月22日,国家主席在第75届联合国大会上宣布,中国的环保目标是二氧化碳排放在2030年前达到峰值,
2060年前实现"碳中和",也就是吸收和排出的二氧化碳数量相等。
https://www.guancha.cn/politics/2020_09_24_566278_s.shtml
中国现在种了很多树,吸收了一些二氧化碳。但是中国是世界最大的能源消费国,绝大多数能源来自于烧煤,也就是把地层中的碳变成二氧化碳排进大气。去年中国烧掉了40多亿吨煤,比其他国家加起来还多,二氧化碳排放量占全世界的28%,也是世界第一。中国在经济快速增长的同时,能保证2060年实现"碳中和"吗?
目前看来,中国实现"碳中和"最可靠的工具,就是光伏发电。中国虽然烧掉了全世界一半的煤炭,但是光伏电池产量、光伏电池装机容量和太阳能发电量都已经冲到了世界第一位,而且是压倒性优势的第一位。
2019年,全球光伏组件产量是102G瓦(G
=10亿),其中中国光伏组件产量是98.6G瓦,上升的势头比当年中国煤炭产量抢到世界第一还快。
当然,这些光伏组件大多数是出口,但是也有几十亿G瓦留在国内。2019年,中国每年新增光伏装机容量占世界新增光伏的比例是26%。
占世界26%的装机比例,是国家补贴快速下降之后的一个小低谷。但是,在补贴即将结束的背景下,光伏产业继续扩张,说明它相对传统能源已经有了竞争力,即将靠市场规律取代传统能源。
去年12月,联合国马德里气候变化大会,发改委能源研究所发布了《中国2050年光伏发展展望》。预计到2050年光伏装机规模达到5000GW,成为中国第一大电源,提供当年全国用电量的40%。这意味着2050年的光伏发电量将相当于中国2018年的总发电量。2018年中国的热电厂烧掉了21亿吨煤,到时候都可以省下来。所以习主席预言,2060年中国的二氧化碳净排放可以压缩到0。
马斯克曾经说过,只要在美国地图上找出指甲盖那么大的一块地方,铺上太阳能电池板,就能让美国彻底摆脱对石油的依赖,从而解决能源与环境问题。我随手算了一下。太阳光给每平方米地球的正表面提供1千瓦多一点的热量,考虑到倾斜角和阴天,白天的实际功率是0.3千瓦左右。现在太阳能的效率保守估计是15%,每天就算工作六七个小时,也能保证每平方米地表提供1/3度电,每年就是100度电。一平方公里相当于100万平方米,每年生产1亿度电。
2019年中国总发电量是7.2万亿度,理论上7.2万平方公里面积的光伏电站就可以给全国供电,相当于1/3个若羌县,或者1/2个且末县。所以,只要能降低光伏发电的成本,太阳能发电的确可以解决全人类的用电需求。
督工,我看过你几年前的发言,嘲笑中国光伏电站是一个大号电池,没有发电能力,只能把生产消耗的电缓慢释放出来,既不经济也不环保。现在你怎么看当年的发言?
显然是我被现实打脸教育了。这首先是因为我低估了光伏电池技术的进步,也低估了中国光伏企业把握机会的能力。
光伏发电的原理,现在的中学物理应该会提到,就是1839年发现的光伏效应,现在一般用半导体PN结吸收光照,制造电势差。如果用硅做主体材料制造太阳能电池,PN结可以产生不到0.6V的开路电压。
为了生产光伏电站,首先需要制备纯度达到小数点后面至少6个9的硅原料,现在的很多光伏电池对原料纯度的要求已经达到电子级,也就是小数点后面11个9。生产光伏组件消耗的电力,主要就用于提纯硅原料,制造单晶硅片和封装。
在很长一段时间里,光伏发电机的光电转换效率只有10%多一点,从安装到报废,发电效益一度还不如制造电板消耗的电能和其他成本,所以我当时说这是一次性电池,不是发电机。
2010年之前,中国国内的光伏发电量微不足道,光伏产业主要针对欧美的清洁能源需求搞出口。2011-2012年,全世界主要国家联合起来,用"反倾销"、"反补贴"的借口,打击中国光伏行业,逼迫全行业大洗牌。
中国企业只能利用国内的补贴政策,从多晶硅向单晶硅升级,快速开发了一大批核心技术,比如单晶硅棒拉晶,单晶炉热屏、金刚线切割,碳硅分离。掌握这些核心技术的企业,比如隆基和中环,已经赶上了多晶硅时代领先的企业保利协鑫。
目前市场上的光伏电池,光电转换效率普遍在18%以上,
P型PERC单晶光伏电池,预计转换效率可以达到24%。
PERC电池光电效率突破24%的技术路线图
PERC电池的生产工艺流程
随着光伏产业的精度从电力工业水平上升到半导体电子工业水平,光伏的发电效率还有进一步提高的潜力。HBC电池的发电效率可能达到26%。
光电转换效率提高的关键技术节点
这导致某些光伏发电厂已经可以平价提供电力,不靠国家补贴,也能和传统的电厂竞争。格尔木就有一个电厂,每度电的售价只有三毛一分钱。
前面提到过,光伏产业既是发电行业,也是消耗电力的行业,光伏设备生产成本,差不多一半是提纯和生产硅元件的电力。一旦光伏发电成本普遍低于主流电价,就会带来循环下降的效果,低电价提供更廉价的光电,廉价光电生产更多的光伏电站,持续取代传统发电模式。
所以《中国2050年光伏发展展望》提出,2025年,中国光伏发电新增装机成本将普遍低于每度0.3元,到2035年,光伏电站投资可以再压缩37%。做到这一步,不用环保政策提供压力,社会也会自发选择光伏发电,淘汰传统的火力发电厂。
光伏电池的技术概念基本都来自发达国家,为什么我国的光伏产业能够追赶上西方国家呢?
中国有大片的中纬度干旱土地适合光伏电站,这个优势明显超过高纬度的欧洲。另外,中国人口密度大,人均资源长远看来无论如何不够用,所以国家政策倾向于新能源,能顶住传统能源集团的压力提供补贴,这一点又胜过美国。基于这两点优势,中国比较灵活地使用了政府补贴,给企业提供了足够支持,也提供了合适的市场竞争压力。
2007年,国家发改委发布《可再生能源中长期发展规划》,提出要大力发展光伏技术。2009年我国对光伏并网发电项目提供补助。从2007年至2010年,全国光伏装机容量每年都翻一番。加上欧美的需求,光伏产业进入了第一个黄金期。
2006年,美国对我国光伏产品发起反倾销反补贴调查,欧盟也在2012年跟进,打击了出口市场。但是,中国政府坚持补贴,企业坚持搞开发,中国一部分光伏企业保持了产业升级,几乎淘汰了全部欧洲光伏企业。2013年,2017年,中国两次把欧洲最大光伏企业逼破产,2018年8月,欧盟被迫放弃对中国光伏产业的反倾销制裁。
西方的压力减轻了,国内的补贴也逐渐退潮,保持一定的市场竞争压力。2018年,中国全面退出光伏补贴政策,到2021年,价格补贴将完全取消。但是部分领先光伏企业的成本已经低于煤电,山西很多效率比较低的小型煤电厂已经逐渐被光伏打垮了。市场压力和盈利前景要求企业继续产业升级,充分利用发达国家前一阶段的技术成果。
现代光伏电站要达到20%以上的发电效率,往往需要异质结半导体技术,简称HIT。这项技术最早是1991年的日本三洋公司实现的,后来三洋公司被松下收购,HIT技术得到进一步改进。2014年,松下公司开发了光电效率达到25.6%的HIT光伏电池。
不过到了2015年,松下HIT专利过期,国产厂商迅速跟进,2018年2月,天合光能宣布,自主研发的6英寸光伏电板达到25.04%的效率,是国内第一家能生产25%热效率设备的企业,现在已经有超过10家企业跟进。这种反应速度,就是过去十几年市场竞争出来的效率。
上周,四川省印发了《2020年光伏发电项目竞争配置工作方案》。
方案的基本原则是,光伏企业申报的上网电价不得高于四川省燃煤发电基准价,也就是每度电4毛钱。另外四川作为水电大省,丰水期的市场化电价只有每度2毛钱多一点,这部分电力也会和光伏电力进行平等市场竞争,进一步压缩光伏利润。这个貌似苛刻的条件,说明中国光伏产业已经走到了脱离补贴的"断奶期"。
2019年各省区市光伏发电成本与燃煤标杆对比
十年前,光伏产业依赖国外市场、国外技术,是一个高耗能的的代工产业,所以我当年不看好光伏。但是,现在从整个国家来看,光伏居然是第一个由中国企业建立全产业链优势的高科技产业,这一点连华为代表的通信业也比不上。中国人终于可以说自己在引领世界。
过去200年的工业社会进步,背景条件都是开发地下的化石能源,消耗过去几亿年积累的动植物尸体,可以说到现在为止的整个工业社会都是广义上的"食腐动物"。19世纪,英国德国靠开发煤炭领先世界,20世纪最强的国家是美国苏联,正好是20世纪石油累计生产最多的两个国家。就算不考虑温室气体导致地球升温,烧尸体的工业发展路线也不可能一直走下去。过去3年,中国是太阳能电站增加最快的国家,而且也是第一个发电成本和传统能源打平的国家。这个进步不仅仅意味着一个赚钱的产业,也意味着向全人类提供了一个可持续的未来。2060年中国实现碳平衡,只是一个副产品而已。
接下来我们再分享几条能源方面的新消息。
在中国,光伏产业开始对传统能源产业产生冲击,美国也有类似的情况。就在两天前,美国新时代公司(NextEra)的市值一度达到1386亿美元,超过了传统上的美国最大石油公司埃克森-美孚。
https://finance.ifeng.com/c/80GQzT83IP3
这个新时代公司,主要的业务曾经是风力发电,现在太阳能发电的功率已经和风电打平,控制着中国之外装机容量最大的太阳能机组。其中包括光伏电站,也包括几个强大的光热电站。
最近几个月油价很低,过去几年,美国开发了全世界最强的页岩油,页岩气技术,变成了一个出口石油的国家。但新时代公司今年4月宣布,即便世界长期处于低油价状态,新型可再生能源也一定会超过传统能源。它的市值超过埃克森美孚,说明在全世界范围内,新能源都在取代传统能源。
另外,上周美国还有一个能源方面的重大新闻。麻省理工的研究人员宣布,2018年开始的十五年造出商业核聚变电站计划,现在还在按计划推进,而且有了重大突破。在原理上,这种核电站还是一个传统的托克马克设备,用电磁铁约束核反应物质。但是因为使用了新型的超导电磁铁,它有潜力成为世界上第一个输出能量大于输入能量的核聚变设备。上周,麻省理工宣布,初步的技术验证已经结束,这个装置输出的能量可以相当于2-10倍的输入能量。
https://tech.ifeng.com/c/80Ei7rolyLo
从这些案例看来,光伏发电和新型核聚变的进展都很快,无论哪一个先压倒传统能源,中东和中亚这些封建国家的好日子都没有多少了。接下来30年,阿拉伯王族最重要的议题,应该不再是如何享受超额石油财富,而是要考虑在外汇收入暴跌的情况下,怎么避免被内外敌人拖出来杀全家。
不过,毕竟核聚变发电,光伏发电都至少需要十几年时间发挥自己的作用,眼下大多数产油国还可以混日子。那些没有石油的阿拉伯国家,眼下就要担心怎么生存。
第23期,第103期,第143期节目,我们都介绍了埃塞俄比亚的青尼罗河复兴大坝项目,指出这个大坝蓄水,对高度依赖尼罗河水的埃及可能有致命打击。
9月份,埃塞俄比亚趁着北非动荡,强行蓄水。昨天,新华社报道了一篇新闻,中国石油公司为埃及挖出了最深的沙漠水井,开发1650米深的地下水。
http://photo.china.com.cn/2020-10/03/content_76775131.htm
图片显示,这个水井可以抽出非常清澈的地下淡水。考虑到埃及的干旱气候,这显然不是最近几年渗入地下的河水,而是来自于努比亚含水层的上古地下水,和我们现在消耗的石油煤炭一样,属于化石级的古代资源。
撒哈拉沙漠在几亿年前是浅海,沙子和软泥形成了多孔砂岩,藏在现在的沙漠下面,厚的地方几千米,薄的地方的也有几百米,可以容纳很多地下水。过去几十万年,撒哈拉沙漠大多数时间极度干旱,但在100万年前,撒哈拉沙漠经历过几十万年的湿润雨季,储存了十几万立方公里的淡水,相当于上千年的尼罗河总流量。
当然,这些淡水不是100%都在埃及境内,能开发的比例更低,真正能被埃及用上的淡水,也就是相当于尼罗河年流量的十几倍,是一笔绝对不可能再生的储备资产。之前埃及只在几百米的深度抽水种麦子,现在要中国人帮忙,到上千米的地下去抽努比亚含水层,看来是被一亿人口的压力逼急了。
最后分享几条其他方面的消息。昨天,印度宣布,喜马拉雅山区阿塔尔隧道贯通,这条隧道全程都在海拔3000米以上,长度9公里,是印度的国家级工程。印占克什米尔的拉达克地区唯一的城市是列城,列城通往后方有一个4000米高的罗唐(Rohtang)山口。现在阿塔尔隧道把翻山公路的高度降低了800米,长度减少了30公里,是一个很重要的战略设施。
http://k.sina.com.cn/article_1738099550_67994b5e00100vfs9.html
不过,反过来说,隧道口也为精确打击提供了一个非常容易破坏的目标。中印双方都依赖非常脆弱的基础设施在高原上对峙,尤其是印度一方在山口外面堆了一大批吃补给的士兵,一旦后勤通道被破坏,生存就是大问题,我认为中印边境西段还会长期保持低烈度摩擦状态,爆发大规模冲突的概率很小。
10月1日,载人航天工程办公室宣布,第三批预备航天员选拔完毕,17个男性,1个女性,准备执行空间站任务。
之前我们的航天员基本上都是资深飞行员出身,正式职务是航天驾驶员。这次18个航天员,只有7个驾驶员,另外11个人是航天工程师和载荷专家,不要求必须是飞行员出身,普通中国人也有可能去太空了,这是我30年前的梦想。不过考虑到年龄和专业,最近几波航天员肯定选不到我,也许再过20年,他们需要一个人到空间站或者月球当自媒体,到时候我可以找个重力小的地方播报睡前消息。
https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_9436370
最近几天,很多观众可能都选择了自驾旅游,堵在路上的时候一定很讨厌那些违规插队的人。去年公安部给道路交通安全违法行为处理程序规定增加了第22条:个人提供的违法照片和视频可作为处理证据。昨天有媒体报道,一位司机回家的路上拍了361张车辆违章照片发给交警,交警根据这些证据处罚了36辆车,一律罚200记6分,大家可以向他学习。如果举报系统不支持照片举报,大家可以根据公安部的条例,打警务督查的电话举报交警不作为。
http://n.miaopai.com/media/Hcp810dOSc8Fj3nJPTnuOsNMupu2eoQr
另外,目前某些城市随手拍照举报交通违法,不仅可以处罚违章,举报者还有奖金,希望能尽快出台全国通用的举报奖励系统。前面那位成功举报36次的司机,应该理直气壮拿上几千块奖金。
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1667287278582571811&wfr=spider&for=pc
9月30日,北京城管委公布《商业街区店铺招牌设置规范》的试行版,面向社会公开征求意见,里面有很关键的一句话:"同一街区内的店铺招牌,不宜采取统一样式、统一色彩、统一字体等同质化方式设置。"
https://finance.sina.com.cn/china/gncj/2020-09-30/doc-iivhuipp7440016.shtml
之前2017年北京曾出台一个《牌匾标识设置管理规范》,执行上层层加码,导致同一条街上的广告牌使用标准型号,相似字体,同样的颜色。
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1606349078759389220&wfr=spider&for=pc
http://beijing.qianlong.com/2018/0701/2667899.shtml
紧接着,全国各地都把北京的城市管理模式当成先进经验学习,纷纷跟进。整条街甚至整个城市都只有一种商业招牌,仿佛被一家公司吞并了。
现在北京市政府公开反悔,不知道各地政府会不会再次跟进,要求各家店铺换回个性化招牌。毕竟首都的示范作用不可忽视。
但无论是换还是不换,现在的政策替代了过去的政策,如果简单地一句话就揭过去,商铺肯定还是没有安全感,因为他们不知道什么时候天上再掉下一个神奇的政策。所以,北京市换了新的管理规范,最好公开解释一下修改原因,说说过去的政策错在哪里,为什么会出台一个错的政策,是领导出了问题还是制度出了问题,还应该说说接下来打算怎么调整制定政策的流程,怎么补偿利益受损的店铺。这些问题说清楚,新的政策才是一个能安定人心的好政策。
好,感谢各位收看176期睡前消息,我们周二再见!