事實(shí)上，美國(guó)不僅氣多，煤炭也多。

 

美國(guó)是世界上煤炭?jī)?chǔ)量最高的國(guó)家，中國(guó)只排第三。美國(guó)又是天然氣大國(guó)，儲(chǔ)備量在全球排第五。在煤又多，氣又多的稟賦下，美國(guó)選擇了天然氣。

 

近幾年，美國(guó)煤電的比重在不斷下降。從2018-2020年，煤炭占美國(guó)發(fā)電量的比例從27%下降至19%。同期，天然氣發(fā)電比重從34.9%提高至41%。

 

美國(guó)已經(jīng)完成了早期的工業(yè)化進(jìn)程，對(duì)煤炭的依賴性在逐步降低。此外，與煤炭相比，天然氣是更加清潔的能源。所以，美國(guó)逐步降低了對(duì)煤炭的使用量。也有人認(rèn)為，美國(guó)煤炭業(yè)的衰落是因?yàn)樵诟?jìng)爭(zhēng)中不敵其他行業(yè)的美國(guó)公司和工人。

 

中國(guó)多煤少氣，能源結(jié)構(gòu)較為單一。目前要維持經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，仍然依賴煤炭這一重要能源。今年全國(guó)的用電量激增，供電量出現(xiàn)缺口，緊急時(shí)刻，還是火力發(fā)電站了出來(lái)，穩(wěn)住了全國(guó)的電力供應(yīng)。

 

目前，中國(guó)已經(jīng)是碳排放量最高的國(guó)家。2019年，全球排放二氧化碳364億噸，中國(guó)排放了102億噸，占全球的27.9%。我國(guó)的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化還在深入推進(jìn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民生改善任務(wù)還很重，能源消費(fèi)還將保持剛性增長(zhǎng)。

 

針對(duì)中國(guó)當(dāng)前的高碳排放量，西方人提出了低碳經(jīng)濟(jì)概念。但西方在批評(píng)中國(guó)碳排放居世界前列時(shí)，卻“忘記”了一個(gè)基本事實(shí)：現(xiàn)在的氣候變暖是發(fā)達(dá)國(guó)家過(guò)去累積的碳排放所造成的。

 

從工業(yè)革命到1950年，發(fā)達(dá)國(guó)家排放的二氧化碳排放量，占全球累計(jì)排放量的95%。從1850年到2014年間，美國(guó)累計(jì)的碳排放量達(dá)到了3770億噸，歐盟為3261億噸，兩者約占全球的一半。中國(guó)在此期間累計(jì)排放量為1711億噸，占比為11.9%，只有美國(guó)的45.4%。

 

即便是在當(dāng)下，中國(guó)的人均碳排放，也低于全球主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體。2019年，中國(guó)人均碳排放約為7噸，沙特阿拉伯人均碳排放為18噸，澳大利亞為17噸，美國(guó)為15.5噸。

 

而西方國(guó)家才不管這些，他們只盯著我們現(xiàn)在的總排放說(shuō)事。在碳排放成為一個(gè)全球性問(wèn)題的今天，中國(guó)只要參與世界貿(mào)易、國(guó)際合作，也就不得不承擔(dān)起減碳的責(zé)任。

 

降碳，從發(fā)電入手

 

2020年9月，最高領(lǐng)導(dǎo)人在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布：中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

 

“碳達(dá)峰”和“碳中和”由此而來(lái)。“雙碳”目標(biāo)對(duì)于中國(guó)是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

 

據(jù)IEA統(tǒng)計(jì)，全球電力和熱力生產(chǎn)行業(yè)貢獻(xiàn)42%的二氧化碳排放，工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)分別貢獻(xiàn)為18.4%和24.6%。中國(guó)的情況是，電力和熱力生產(chǎn)行業(yè)貢獻(xiàn)51.4%，工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)分別貢獻(xiàn)27.9%、9.7%。

 

相比全球，中國(guó)的電力和熱力行業(yè)，“貢獻(xiàn)”了更高比例的碳排放。主要因?yàn)椋覈?guó)仍以火電為主要的發(fā)電方式。北方地區(qū)的供暖，也以燒煤為主。

 

控制碳排放，根本要從發(fā)電方式著手，不是僅僅發(fā)展新能源車之類的電動(dòng)設(shè)備就行了。

 

因?yàn)殡妱?dòng)車要充電，而發(fā)電依舊要靠燒煤。用電量越高，燒的煤也就越多，污染也越大。如果計(jì)算煤電的發(fā)電效率、輸電過(guò)程中的損耗、電機(jī)工作的效率后，電動(dòng)車的污染未必小于燃油車。

 

也就是說(shuō)，發(fā)電方式的低碳化，才能從根本上降低碳排放。只讓工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)電動(dòng)化，而不改變發(fā)電的方式，是治標(biāo)不治本的。有點(diǎn)類似開(kāi)空調(diào)降溫，只是把室內(nèi)的溫度降低了，而室外卻被空調(diào)外機(jī)搞熱了。

 

這里扯一句，當(dāng)前光伏產(chǎn)品的生產(chǎn)也是高污染、高能耗的，這樣一來(lái)，光伏的環(huán)保性也要打一個(gè)問(wèn)號(hào)。

 

說(shuō)回發(fā)電。大家可能以為，人類歷史上是先有發(fā)電機(jī)，后有電動(dòng)機(jī)。實(shí)則相反。

 

1821年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)明了第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，是第一臺(tái)使用電流移動(dòng)物體的裝置。十年后，法拉第在發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象后，才發(fā)明了第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。

 

當(dāng)人類明白了用電的原理后，產(chǎn)生了兩個(gè)問(wèn)題：1、用電能做什么？2、怎么發(fā)更多的電？

 

1879年，愛(ài)迪生發(fā)明了燈泡，電力終于有了廣闊的用武之地。三年后，世界上第一座燒煤的發(fā)電站開(kāi)業(yè)，人類才終于解決大規(guī)模發(fā)電的問(wèn)題。

 

從歷史的角度看，怎么用電，似乎比怎么發(fā)電更早被突破。100多年后，用電做什么早已不再是問(wèn)題，而怎么發(fā)電依舊是難題。

 

煤炭發(fā)電雖然有成本低、靈活、易控制的好處，但污染極大。燒煤會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳、二氧化硫和塵等大氣污染物質(zhì)。

 

20世紀(jì)中期的“霧都”倫敦，就是人類歷史上因?yàn)闊簩?dǎo)致嚴(yán)重污染的案例。當(dāng)時(shí)英國(guó)的供熱和生產(chǎn)，燃燒煤炭，直接排放了大量二氧化硫等污染物質(zhì)，在冷空氣層中不得排散，形成了強(qiáng)酸性、高濃度的硫酸霧。

 

如今，雖然煤電廠通過(guò)吸收塔、冷卻塔、脫硫塔、煙囪等，使得脫硫率達(dá)到90%以上。但從煙囪里冒出的白色濃煙，還是有大量二氧化碳。

 

二氧化碳的處理，至今沒(méi)有找到很有效的方式。今年9月，天津工業(yè)生物技術(shù)研究所發(fā)明出了一種把二氧化碳合成淀粉的方法，引起國(guó)際關(guān)注。這一項(xiàng)顛覆性的技術(shù)突破，如果將來(lái)能夠商業(yè)化，將一舉解決全球碳匯的難題，有望取得諾貝爾生物學(xué)獎(jiǎng)。

 

然而目前，植樹(shù)造林，仍是分解二氧化碳的主要辦法。

 

既然排放處理不了，那就得控制排放。在高層發(fā)布的“雙碳”工作意見(jiàn)里，把嚴(yán)格控制化石能源消費(fèi)作為減碳的一項(xiàng)重要舉措，對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)設(shè)定了許多要求：加快煤炭減量步伐，“十四五”時(shí)期嚴(yán)控煤炭消費(fèi)增長(zhǎng)，“十五五”時(shí)期逐步減少；嚴(yán)控煤電裝機(jī)規(guī)模，加快現(xiàn)役煤電機(jī)組節(jié)能升級(jí)和靈活性改造；逐步減少直至禁止煤炭散燒。

 

可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)煤炭的使用將減少，逐步由非化石能源替代。

 

風(fēng)電、光伏，綠色發(fā)電“雙子星”

 

若要守住綠水青山，非化石能源發(fā)電是必然趨勢(shì)。而用非化石能源的發(fā)電，主要包括：水電、核電、風(fēng)電和光伏。

 

水電受環(huán)境條件限制，只能因地制宜，目前增量已經(jīng)有限。核能發(fā)電有核泄漏的隱患，核電雖然是最經(jīng)濟(jì)高效的，但核廢料問(wèn)題至今難解。一旦出現(xiàn)核泄漏事故，后患無(wú)窮。所以中國(guó)的核能發(fā)電量雖然在世界排名第三，但也只占國(guó)內(nèi)發(fā)電總量的3.6%。

 

風(fēng)電、光伏成為了非化石能源發(fā)電的“雙子星”。

 

光伏是用電子技術(shù)，把光能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)電是用機(jī)械技術(shù)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。它們都可以通過(guò)技術(shù)的改進(jìn)，來(lái)提高發(fā)電效率，并且能夠大規(guī)模鋪設(shè)。

 

隨著技術(shù)進(jìn)步，近十年風(fēng)電、光伏的發(fā)電成本一降再降。

 

光伏的度電成本，從2010年的2.47元/度，降到2020年的0.37元/度，降幅為85%。

 

風(fēng)電分為陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電。陸上風(fēng)電的度電成本，從2010年的0.58元/度，降到2020年的0.25元/度，降幅為56%。海上風(fēng)電的度電成本，從2010年的1.05元/度，降到2020年的0.54元/度，降幅為48%。

 

當(dāng)煤價(jià)處在600元/噸的正常價(jià)位時(shí)，煤炭的發(fā)電成本大約是0.25元/度。可見(jiàn)，當(dāng)前光伏和風(fēng)電已進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代。

 

風(fēng)電、光伏得以平價(jià)上網(wǎng)，離不開(kāi)國(guó)家政策的推動(dòng)。

 

2012年，美國(guó)、歐洲針對(duì)中國(guó)啟動(dòng)雙反，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的落后悉數(shù)暴露。2013年，高層宣布將對(duì)光伏電價(jià)進(jìn)行補(bǔ)貼，期限原則上為20年，正式拉開(kāi)了光伏產(chǎn)業(yè)重新崛起的大幕。光伏進(jìn)入了度電補(bǔ)貼時(shí)代，每度電補(bǔ)貼0.42元。

 

直到2018年，光伏度電補(bǔ)貼開(kāi)始下調(diào)。2019年，光伏開(kāi)始競(jìng)價(jià)補(bǔ)貼，補(bǔ)貼繼續(xù)下調(diào)。2020年，補(bǔ)貼進(jìn)一步下調(diào)。2021年，光伏進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代。

 

風(fēng)電發(fā)展地更早。

 

1986年，我國(guó)第一座風(fēng)電場(chǎng)——馬蘭風(fēng)力發(fā)電廠在山東榮成并網(wǎng)發(fā)電，是我國(guó)風(fēng)電歷史上的里程碑，標(biāo)志著中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電的開(kāi)端。隨后，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了漫長(zhǎng)的技術(shù)儲(chǔ)備階段。直到2008年，風(fēng)電才進(jìn)入大規(guī)模上網(wǎng)時(shí)代。

 

2009年，隨著《關(guān)于完善風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》出臺(tái)，風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)確立，行業(yè)加大補(bǔ)貼，風(fēng)電進(jìn)入快速發(fā)展期。2019年，風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)進(jìn)一步下調(diào)，確定了平價(jià)上網(wǎng)的節(jié)奏和日程。2021年起，新核準(zhǔn)的陸上風(fēng)電項(xiàng)目全面實(shí)行平價(jià)，不再補(bǔ)貼。

 

在國(guó)家的補(bǔ)貼政策下，光伏曾一度產(chǎn)能過(guò)剩，行業(yè)中存在大量為了騙補(bǔ)而誕生的企業(yè)。風(fēng)電在搶裝潮下，由于電網(wǎng)適配能力不足及風(fēng)電出力不穩(wěn)定，棄風(fēng)限電問(wèn)題顯現(xiàn)（2012年、2016年棄風(fēng)率達(dá)到17%，2021年降至4%以下）。

 

隨著補(bǔ)貼退坡，行業(yè)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勝劣汰。最后留下了諸如隆基股份、天順風(fēng)能等優(yōu)秀的新能源企業(yè)。從這個(gè)角度看，政策的目的已經(jīng)達(dá)成了。目前，我國(guó)風(fēng)電與光伏的實(shí)力已躍居全球前列。

 

2020年，我國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量已達(dá)2.81億千瓦，多年位居世界首位；2021上半年，中國(guó)在海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)這一指標(biāo)上超越英國(guó)，拿下新能源領(lǐng)域又一個(gè)“世界第一”。

 

2020年，中國(guó)光伏累計(jì)裝機(jī)量達(dá)到2.53億千瓦，位列全球第一。歐盟27國(guó)以1.51億千瓦的規(guī)模位列第二。

 

值得注意的是，風(fēng)電、光伏的裝機(jī)量雖然已世界第一，但發(fā)電的占比仍然較低。在2020年的發(fā)電量中，火力發(fā)電量占71.2%，風(fēng)力發(fā)電量占比5.6%，太陽(yáng)能發(fā)電量占比1.9%。

 

這是因?yàn)椋L(fēng)電、光伏具有發(fā)電和用電時(shí)段不匹配的特征，需要儲(chǔ)能和電網(wǎng)設(shè)備伴隨著發(fā)展起來(lái)。

 

待相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施完備了，發(fā)電的擔(dān)子，便會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)讓風(fēng)電與光伏扛起。

 

國(guó)家提出的碳中和遠(yuǎn)景目標(biāo)，給風(fēng)電、光伏在內(nèi)的新能源行業(yè)帶來(lái)了前所未有的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)。“雙碳”工作意見(jiàn)中要求，到2030年風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上。

 

而至2020年底，風(fēng)電、光伏總裝機(jī)量為5.34億千瓦。這就意味著，未來(lái)十年，中國(guó)風(fēng)電和光伏總裝機(jī)量的復(fù)合增速，要達(dá)到8.4%。行業(yè)依舊將維持較高的增速，部分企業(yè)將擁有高于行業(yè)平均增速的成長(zhǎng)性。