为什么美国要页岩油,我们中国选择新能源?孰优孰劣一目了然

翻开新基建项目,有个“新能源汽车充电桩”让不少网友很意外,新能源汽车充电桩为何能入选“新基建”,成为七大板块之一?要回答这个问题,先要梳理一下我们面临的能源难题。

今年7月南亚某国叫嚣封锁马六甲海峡,大洋彼岸的打压也到了歇斯底里的地步,其海军如狗皮膏药一样在我周边海域游荡,能源安全问题再次摆在我们面前。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

马六甲海峡

尽管这些年在提高化石能源多元化上下足功夫,比如相继投入使用的中哈原油管道、中亚天然气管道、中俄原油管道、中缅油气管道等,确实缓解了对马六甲海峡的依赖程度,增强了石油供应的安全性,但这终究是治标不治本的办法。

众所周知,化石能源是当今世界消耗的最主要能源。2019年全球消耗的能源中化石能源占比高达87.9%,其中我国的比例更是高达93.8%。但随着人类的不断开采,化石能源的枯竭是不可避免的。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

中哈原油管道

另外化石能源的使用过程中会新增大量温室气体,同时产生一些有污染的烟气,威胁全球生态。比如备受关注的雾霾问题,其中主要原因之一就是大量以煤炭为主的火力发电和以石油为主的汽车尾气。

与此同时,某些发达国家打着“碳排放”名义,要求发展中国家减排,公然不顾发达国家排放基数是发展中国家的4.8倍这个事实。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

丁仲礼院士在碳排放问题上仗义执言

要知道西方发达国家经过300多年的发展,在完成了工业化改革的基础上开始制定低碳减排的规则,而这些发达国家才是世界上最主要的高碳产品消费者现在这些消费者要求生产者以低碳的方式生产出高碳产品供他们使用,设置以高额碳排放税来要挟,这本质上是一种变相的新型绿色贸易壁垒和贸易保护主义。

我们的碳排放需求也是有增无减,消费的化石能源相当一部分用于发电,目前中国的电力产销量逐年升高,而电力是新基建的共同上游,不管是5G、大数据中心、工业互联网还是新能源汽车充电桩,这些技术的建设和运行都离不开电力网络。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

5G基站

以5G为例,它的基站数量将是4G的4-5倍,每台基站的耗电量是4G基站的3倍以上,也就是说5G耗电量将会是4G时代的12~15倍以上,这对电力的消耗是空前的!

在这种巨大的压力下。 我们秉承“人类命运共同体”的宏伟价值观,在国际场合多次重申关于环境问题的重要性,并承诺增加对《巴黎协定》的义务,即到2030年使二氧化碳排放量达到峰值,到2060年实现碳中和。

要想实现这种承诺难度可想而知,既要满足人民改善生活水平的巨大能源需求,又要兼顾环保低碳排的目标。这种极其矛盾的能源难题有没有什么解决方法?为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

火力发电

有,而且在能源战略上,我们不但要解决能源封锁,更要实现能源独立。对于极力想要摆脱化石能源束缚的中国来说,以电力替化石能源是最好的选择,这里新型清洁能源是我国最大的依仗。

据联合国环境规划署(UNEP)发布的《2019可再生能源投资全球趋势》中显示的信息,过去10年间,全球在可再生能源上的投资总额达到了2.6万亿美元,我国投资高达7580亿美元,在全球各国中排第1名(全球占比29%)。

清洁能源其实不是新话题,之前发达国家也在大力开发,但因为种种利益纠葛掣肘其发展一直不温不火。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

页岩油开采

比如奥巴马2015年宣布了”清洁能源计划”降低能源碳排放,但后来又被“美国优先能源计划”取代,目标是最大化地利用美国本土能源,摆脱对进口能源的依赖,同时增加国内就业机会,促进国内实体经济发展。

该计划在实践过程中的核心理念之一便是对传统的化石能源,如石油、天然气、煤炭等进行大力扶植,尤其是“页岩油”项目。

当然除了各国家政策反复横跳外,清洁能源本身也面临如何开发,如何运送,如储存和利用的三大难题,都已经一一被中国人攻克。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

水轮机组装机

近十年来,我国发电装机保持增长趋势。2010~2019年,我国发电装机累计容量从9.66亿千瓦增长到20.11亿千瓦,已连续七年稳居全球第一装机大国地位。全国非化石能源发电量23938.9亿千瓦时,比上年增长10.7%,占全国发电量的比重为32.6%,比上年提高1.7个百分点,非化石能源电力供应能力持续增强。

2019年火电装机比重较2010年下降了14.24个百分点,风电、光电、水电、核电发电装机比重共上升了14.24个百分点,发电装机结构进一步优化。在这其中以太阳能和风电发展势头最突出,10年间分别增加了3倍和5倍。2019年风电、太阳能累计发电量6295亿千瓦时,占总发电量比重8.6%,同比提升0.8个百分点,如此惊人的成绩值得我们一一盘点。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

光伏电站

以最受瞩目的光伏为例,早在1998年我国生态组重点关注太阳能发电,2010年初又颁布了可再生能源法,正式开始布局壮大光伏产业。从2016年后我们成为光伏建设以及利用容量最大的国家。最直接的体现就是在航天装备上:

天宫空间站的太阳能电池翼改用光电转换效率超过30%的砷化镓柔性太阳能电池翼,单位供电效率远远超越了400吨级的国际空间站,同时优化舱内结构设计,搭载了23个科研机柜,与国际空间站不相上下。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

天宫空间站发供电技术世界领先

我国新飞船太阳能电池翼采用的是光电转化效率全球最高达34%的高效三结砷化镓刚性太阳电池阵,发供电能力为世界各类载人飞船之首。

天问一号火星巡视器上的太阳能供热集热器,更是在太阳能利用上有重大技术创新。其通过火星车车身中部一个像双筒望远镜一样的集热窗吸收太阳能,然后将吸收到的太阳能储存在一种叫正十一烷的物质中。白天,火星表面温度升高,正十一烷吸热融化,到了晚上温度下降,正十一烷在凝固过程中释放能量,供火星车使用。相比于使用同位素热源的美国巡视器,对于火星的环境污染更低。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

天问一号火星车地面测试

目前根据《中国2050年光伏发展展望》预测,随着光伏成本的快速下降,新增装机规模将快速增长,同时凭借成熟的商业模式和很强竞争力的成本,预计到2050年光伏发电总装机规模达到5000GW,占全国总装机的59%。

光热发电也是太阳能利用的一种,集发电与储能为一体,出力稳定、可靠,调节性能优异,是可以提供可靠电力并具有灵活调节特性的可再生能源发电方式,是实现我国能源转型目标不可或缺的重要技术手段。鉴于对土地和光资源等自然条件的要求,中国光热电站主要建在西北大部分地区以及华北的少数地区。

经过10余年的技术开发,我国已掌握光热发电的核心技术,在国家第一批光热发电示范项目中,设备、材料国产化率超过90%,形成了完整的产业链,开发了一系列具有自主知识产权的技术和专用设备。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

光热电站

位于敦煌的中国首座“超级镜子电站”,这是一座通过12000面定日镜操控太阳光束进行发电作业的光热电站,相当于100兆瓦装机容量,造价30亿人民币,目前已经建成投产并实现满负荷发电。这颗“人造太阳”建成投产至今,不光拿下了亚洲装机容量最大光热电站的称号,更是全球单机聚光面积最大、吸热塔最高的光热电站。光热电站不同于传统光伏发电,它能实现24小时连续不间断发电。

十三五期间,我国光热发电设备已成功走向国际市场,为实施“一带一路”倡议开拓了新的领域,有力地推动了国际光热发电成本的下降。尤其是在希腊MINOS 50兆瓦熔盐塔式光热发电项目中,成功以“技术+设备+工程”模式走向国际市场为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

希腊MINOS 50MW光热发电项目效果图

截至2020年我国光热发电将实现5000兆瓦装机规模,相当于再复制50座敦煌大漠中的光热发电站。

风电:风力发电是指把风的动能转为电能。目前我国风力发电行业主要集中在山东、内蒙、江苏、广东、四川等地。其中,2019年山东省风力发电量排名第一为5586.4亿千瓦时;排名第二的为内蒙古,风力发电量为5327.3亿千瓦时;江苏省第三,风力发电量为5015.4亿千瓦时,上述三地风力发电规模超5000亿千瓦时。

2020年上半年我国风电装机容量达到了21675万千瓦。尤其是中国陆上风电新增装机已经连续10年保持世界第一,仅仅风能的发电总量每年相当于18座三峡大坝的发电总量,而这些能源的有效开发是我国长达20多年的坚持。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

风力发电

风电领域中国也已经走出去,11月3号中国风机制造商金风科技签署了在巴西的新合同,在阿根廷还有其中四个风电项目正在建设中存在。其在27个国家和六大洲已经安装在世界各地的风力发电机60多万千瓦。目前海外市场已经是中国风电制造商新战场。

然而我国的风电、太阳能主要集中在西北部,水电主要集中在西南部,而中国的用电大省是在中东部,存在电能超长距离输送问题,从而造成弃光弃风的现象。单单2016年我国弃风总量就达到了496亿千瓦,相当于三座葛洲坝的发电量。同样类似的还有弃水弃光等都面临同样一个问题,那如何有效运输这些电力?为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

特高压输电线路

这就是今年发布的新基建项目-——特高压。电力就像是人体的血液,没有电,再宏伟的未来计划也无法实现,而特高压就像是电能大血管,承载着高效能源运输的重大责任,其具有远距离大容量,低损耗,少占地等综合优势。中国要想在新科技领域占据一席之地,发展特高压是大势所趋,因为它是基建中的基建,是未来科技产业的底层保障。

根据国家电网公司提供的数据显示,±1000级千伏特高压直流电网可以输送600万千瓦的电量,最远距离长达5000公里,损耗却只有1.5%。截止至2019年6月,我国特高压已经建成“九交十直”,在建“三交一直”工程以及“五交二直”,预计将建成30多条特高压,届时我国就可以完全克服北电南送、西电东送的难题!为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

特高压换流站

一旦完成特高压网络,我国输电量将成为突飞猛进,预计2025年将会达到3.6万,2030年将达到6.3万,清洁能源这个以往长达20多年的备胎终于可以彻底转正,能源独立自己的未来已经触手可及。

能源独立后如何高效规模化利用就成了关键,没有市场化的技术再好也将陷入无底洞,恰恰今年是我国新基建元年,不管是5G技术、大数据中心、人工智能等高科技领域,还是城际高铁,充电桩等传统机械,都需要用到大量的电力。清洁能源迎来最好的时代。为什么大洋彼岸要页岩油,我们选择新能源?孰优孰劣一目了然

充电桩的背后是能源革命新征程

然后我们回到开头,我国为什么要把充电桩接入新建项目?为什么要大力推广新能源汽车?

都是为了减少化石能源的使用,在终端汽车上实现以电替油,在城际能源供应上实现以电替煤,我们不仅要实现能源独立,还要实现能源市场化,形成良性能源体系。当然在未来可能我们还是要石油,但它不再是主力而是备胎!

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