# h% j+ c H. }; i分布式加热不仅加热均匀、避免热点,还可以精确控制温度分布,这是用单点温度控制做不到的。 2 S3 p, W; q; D1 w& W " k$ l) |1 H' v# U7 D' S电加热也容易实现高温。蒸汽事常用加热介质,含热量高,但饱和蒸汽的温度与压力关联,特高温蒸汽也意味着特高压,使用不便,安全性差。过热蒸汽温度更高,但显热的换热效率较低,压力也比饱和蒸汽还要高。油加热的温度更高,但有引燃和毒性的危险。电加热就没有这样的限制,低压、高温、惰性对工艺很友好。 1 ^; M" N* \8 L9 O0 K7 |" b! i1 z6 B8 a8 u ]" V5 X% P
电加热的高温特性对无碳排冶金的作用更是显而易见的。 & C6 Z8 h m0 ^4 f5 R3 w" K( S3 }1 U% j; d% o6 ?; o! \$ y
电加热还使得以前缺乏经济性的新质行业成为可能,这些新质行业还有利于与光伏、风电的“机会窗口”相结合。具有最大潜力的是海水淡化和电解水制氢。 ) P+ ~( D6 @0 b# G: a) \- e+ G8 P" p; p: K8 X) K4 s
光伏是天然昼行夜伏的。太阳落山后,光伏就收工了。即使在日间,光伏出力也受到云雨霜雪的影响。但在阳光高照的时候,光伏出力很大,又会有电网消耗跟不上的问题。风电没有昼夜问题,但有大风天、无风天的问题。) q( |1 L- ^) W6 \' [- x7 w) f
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储能是新能源最终是否能占主导的关键,海水淡化、电解水制氢这样便于间隙性运行的新质行业是另一个吸收峰谷波动的途径。& N% {0 b/ V: u
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氢是重要化工原料。量大管饱的话,氢也是理想的清洁燃料。大规模电解水制氢可以利用新能源的过剩电力大量制氢,以气态或者液态储存和分发,除了用于氢化工,或者用于氢动力车辆燃料,或者用于电网的低谷补电。0 T% b G; t0 N
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海水淡化则利用过剩电力大量制取淡水,但对低谷补电没有直接关系。中国是缺水的国家,北方和西北尤其缺水,南方也有季节性缺水的问题。海水淡化的原料取之不绝,只有电力瓶颈。一旦解决可持续廉价电力问题,大量的淡水把北方和西北变为新江南,吧南方变为常江南,对中国经济和社会发展的作用不言而喻。 + |9 J F% i. h$ q 2 z: P8 x. |6 {. O' t大量富集的浓盐水则是从海水中提取稀贵元素的上好原料,由此又发展出一个新的增长点。 ' B$ X3 [- A9 c) h + f+ @2 J+ t2 L, v' J现有工业也能从超低电价大量获益。曹德旺把玻璃厂开到美国,一个原因是贴近用户,另一个原因是天然气价格。电解铝也将是收益大户。从原则上说,工业上没有化石燃料加热能做到而电加热做不到的。 . E) m A) H/ Y( N; _; x# C4 n& x* Z 1 {/ g" |. ?( G! y$ {跳出加热,还有其他大量耗电的工业大户。比如说,芯片工业大量耗电,超低电价不解决先进芯片制造技术的问题,但对降低成本还是有显著作用的。( `5 @. s9 Y; F$ z" P. I* D. H7 ] \
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化肥工业不仅耗电,还耗氢。合成氨就是NH3。氮气容易就地取材,制备关键在于氢的制备。乙烷(C2H6)裂解制备乙烯(C2H4)时,释放出氢气,常与合成氨装置联合生产,“免费”的氢气极大降低合成氨的成本。低成本电解水制氢可以达到同样的效果,大量廉价化肥对解决世界粮食问题的作用不言而喻。/ t& r% h4 b! f! q% ]' c4 Q
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氢气还能与二氧化碳合成为甲醇。这不仅可用作燃料,还是合成纤维、塑料、医药、农药、染料、合成蛋白质的重要原料。合成蛋白质长期以来只是科学上可能性,但低成本氢使得合成蛋白质成为具有经济价值的选项,前途不可限量。 . H4 N7 h+ `9 F5 F# \# T, w' d 4 C# b& i2 X3 E: v; ~ F氢与二氧化碳和合成还可以发展成更大的氢化工,比碳中和更进一步,达到碳净减。% A# V+ I- E0 u' _, E
# E; L" H$ M( m: g# m7 }2 B如果技术领先还做不到碾压世界,低成本是中国制造最厉害的武器。什么阴谋论、路障最终都将不攻自破。正常商贸的大路走不通,还有走私的小路。这事不需要中国出手,美欧商家自会想办法。还有全球南方。还是那句老话:经济基础决定上层建筑。' u- k+ ^0 ?) A2 Q3 k+ M
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这一切,开始于超低电价,只有从“免费”的太阳、风(还有潮汐、波浪等)里捕捉的新能源时代才成为可能。 , z' Z3 M j: z1 F6 s$ c) C2 o) G4 A- z' Z/ s) a( K* |
根据国际能源署数据,2023年相比于2022年,光伏单元的价格几乎减半,全球光伏产能增加3倍,几乎全是由于中国独力所为。预计到2024年底,全球光伏产能将再增加40%,达到110亿千瓦,中国在光伏供应链里的份额依然保持在80-95%。在有些市场,光伏安装的成本已经由人工主导,光伏板差不多“白送”。" [4 _' _) r4 L' B- `% M) ^+ M7 C
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但新能源的供电稳定性依然是难题,现在还是需要火电、核电等不“看天吃饭”的发电能力作为基础供电和调峰供电,直到储能问题解决。 4 v" E ]+ A) `1 p4 H; E4 L3 o% ]. N6 h
储能分化学储能和物理储能。化学储能以电池为主。锂电池技术已经成熟,报废电车的锂电池用于动力电池的技术也在成熟化中。钠电池有可能成为成本更低、更加便于大规模生产和部署的新选项。 ^1 w& g6 p+ h2 ~% R
+ d. X$ B7 ~/ B1 A) x物理储能的种类就多了,比较主流的有抽水储能和重力储能。抽水储能就是水库发电。与常规水电有所不同,抽水储能对径流量的影响较小,主要在上下水库之间来回搬运水、循环使用。在必要的时候,下游水库可以作为额外的防洪容量,当然这时抽水储能的功能就要搁置了。* B8 L: q1 ~, _8 y
+ `; m+ \ Z- L* ]% m! [重力储能利用深井高差,在重物来回升降过程中实现蓄能和发电。 ' }( q0 |" c$ E* i4 j) E : z! {& I( Z( Y. d- N, x. a另一个很有潜力的方向是熔盐储能,利用熔融状态的盐的高蓄热能力,在电力过剩时制备高温熔盐,灌入地下洞穴储存;在需要补电的时候用泵抽上来,炽热熔盐作为热源,其余就是热电站的传统设备了。 8 x0 Q' L/ q7 t! N" g( H+ L Z( t! @1 X
熔盐储能特别适合与光热发电或热电站结合起来,为光热填平昼夜峰谷,在热电站则作为短周期调峰电力,季节性补电还是需要转入更加持续的传统热电模式,还需要核电。用氢燃料、合成甲醇、生物质燃料的话,热电依然是“碳友好”的。水电的发电量很大,但水电本身也受到季节性影响。4 U4 h+ g% \: q1 ^% k8 K
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储能成本降低到光伏级的时候,新能源就如虎添翼了。别忘了,中国还有特高压和智能电网大杀器。 6 p e& X/ `$ o' p; Z! b3 y, M7 Z8 d. y0 u& o8 U; |0 {/ ?8 x
据认为,50亿千瓦新能源与储能、先进电网相结合,中国有可能在2030年前取代现有的煤电,至少大大减少煤电的出力,更多的“多余”电力都是“白捡”的。也就是说,超低电价不是遥远的梦想,而是不远的将来。 ; C5 ~! Y: i) x' S- s 0 b4 X5 G; L" P在更加一般的层面上,能耗与经济发展是密切相关的。在据认为比GDP更加准确地反应经济的克强指数里,发电量占40%的比重。2000年以来,中国能耗翻了两番,现在比美国还高75%,居世界第一。但中国的人均能耗只有美国的40%,也只达到OECD的75%。中国不需要学美国人那样浪费,但该用的就得用,尤其是需要在节能增效的同时,依托绿色能源,开拓新的能源应用。 9 F3 d& d- n1 `4 c/ y0 H K$ J8 u& D- @! \' p