一,能源新政成為美國變革成敗的命脈
1,綠色經濟將成為美國經濟的主力引擎中國和美國有一點是相似的,這就是都喜歡用紅色作為喜慶的主色調,但是,美國總統奧巴馬在就職典禮中卻反其道行之,為了突出自己節能減碳、降低污染的綠色能源環境氣候一體化的振興經濟計劃,奧巴馬團隊將以綠色作為這一盛會的主題色彩,總統就職委員會發出的觀禮邀請函,將可能取材于再生紙制品,一些慶祝活動的迎賓地毯將以綠色來取代一貫使用的紅色,奧巴馬就職演說的重頭部分,也將突出能源為主的美國復興和再投資計劃。為此,綠色是美元的代表色,綠色經濟也可能成為美國經濟的主力。
奧巴馬目前已公布的經濟振興計劃將主要集中在五個方面,即:大規模地改造聯邦政府辦公設施,提高其節能水平;大規模地投資公路、橋梁等基礎設施建設;大規模地升級學校硬件設施,安裝節能系統,創造21世紀的示范學校;在美國各地推廣普及先進的寬帶,提高少年兒童的網絡應用;改進美國醫院的設施。
在這個計劃中一半以上涉及到能源產業,每一項都與能源有關。因此,能源產業的轉型和發展是奧巴馬經濟復興計劃的核心,奧巴馬新政的目的就是要通過新能源產業革命的方式再造美國增長。為此,2008年1月16日奧巴馬再次強調了發展可再生能源的重要性,并認為如果美國現在就采取相關行動,將催生一個全新的產業,并為美國創造數百萬個就業崗位。能源改革已經成為奧巴馬經濟振興計劃的命脈之所在,改革成敗之鎖鑰。
2,奧巴馬能源戰略的先期框架和資本支撐奧巴馬已公布的能源政策,包括如下部分:關于能源戰略轉型:為美國家庭提供短期退稅,應對日益上漲的能源價格;未來十年投入1500億美元資助替代能源研究,并為相關公司提供稅務優惠,有助于增加五百萬就業崗位;風能、太陽能和其他替代能源公司將有可能獲得更多的政府資助。
關于電力方面:大幅減少對中東和委內瑞拉石油的依賴,計劃到2012年,美國發電量的10%將來自可再生能源等,這個額度2025年將達到25%。
關于汽車方面:奧巴馬已表示,他將促使政府和私營行業大舉投資于混合動力汽車、電動車等新能源技術,減少美國的石油消費量。以7000美元的抵稅額度鼓勵消費者購買節能型汽車,動用40億美元的聯邦政府資金來支持汽車制造商,力爭到2015年實現美國的混合動力汽車銷量達到100萬輛。支持強制性的“總量管制與排放交易”制度,力爭在2050年之前實現二氧化碳減排80%,低于1990年的水平。
關于新能源技術方面:政府將大量投資綠色能源——風能、有著廣闊前景的新型沙漠太陽能陣列和永遠有效的絕緣材料及核能等。混合動力汽車、動力電池、核電設備、風電設備、太陽能設備等。清潔能源已經成為美國能源的重中之重,美國積極發展風電、水電、核電、太陽能、地熱等可再生能源的戰略已不可逆轉。關于建筑方面:奧巴馬將大規模改造聯邦政府辦公樓,包括對白宮進行節能改造;將推動全國各地的學校設施升級,通過節能技術建設成21世紀的學校;要對全國公共建筑進行節能改造,更換原有的采暖系統,取代以節能和環保型新設備。
關于資金投入:充電式混合動力汽車、風能、太陽能、核能等,將獲得奧巴馬實際資本支持,對于鄉村的清潔能源產業也會有一定的信貸支持。而且,奧巴馬政府也有可能建立一個聯邦資金支持的全國清潔能源的貸款機構,向可再生能源項目投放低利率貸款或進行貸款擔保,以激勵普通投資者在可再生能源領域的發展。目前還有議員呼吁建立一個相關的基金會來為房屋業主改進能源使用效率提供資金。
目前有關初期投資資金已經明朗,根據美眾議院2009年1月15日公布的奧巴馬團隊的8250億美元經濟刺激計劃的細節方案,美國基礎設施改造方面獲得的投資資金份額達到900億美元,其中包括為使聯邦建筑變得更加節能而進行的修繕和更新的項目。該方案同時確定,政府還將向能源項目投入逾500億美元,其中用于改造老化的美國電網的投資金額為110億美元,國會也將為可再生能源發電和輸電項目提供80億美元的貸款擔保。
二,奧巴馬下一步能源戰略政策的破解
1,奧巴馬時代的美國能源管理的創新體制和決策結構2008年12月15日奧巴馬任命了美國新的能源、氣候和環境管理團隊,其中諾貝爾物理學獎得主朱棣文被正式提名為能源部長,新澤西州州長辦公室主任杰克遜(女)為新政府環境保護署署長,洛杉磯市負責環境的副市長薩特利(女)為白宮環境質量委員會主席,同時還任命了前環保署署長布朗內(女)為白宮能源和環境政策主席,現在這個白宮主管被稱為能源沙皇。
在這個體系內,布朗內將主要承擔美國能源產業政策制定以及協調能源企業和產業政策關系的使命,能源部將集中在新能源技術的開發和政策的執行,環保署負責監管空氣質量,交通部負責制定汽車燃油效率標準。這應該是一個實施能源變革的管理架構和團隊,與布什時期的政府的能源管理架構有了重大區別,也將是奧巴馬運轉美國能源改革的管理基礎。
因此,我判斷,美國的能源政策將劃分為三個階段:其一,是美國現有的能源政策向新能源政策的調整和過渡階段;其二,就是向新能源轉型階段;其三,就是實施新能源革命階段。
為此,朱棣文在出席參議院能源及自然資源委員會聽證會時慎重表達如下能源戰略安排,即:推動興建核電廠,開采本土石油及天然氣資源,發展清潔煤技術減少溫室氣體排放量,加強太陽能、風力發電發展,推動各種可再生能源的發展,改變美國目前過度依賴進口石油的能源政策。這是一個混合了各方利益的平衡能源政策,兼顧了共和民主兩黨需要,兼顧了不同能源利益集團的需要,也反映了奧巴馬政府初期必須立足現有的能源政策并向新能源政策的調整和過渡的戰略安排。
2,奧巴馬下一步能源戰略計劃的框架分析奧巴馬政府的戰略意圖非常明確,未來的經濟復蘇,不可能擇選金融業為主體的危機產業,已經通過國際分工形成的消費品生產也難以由美國自己獨攬,這就需要造就一個超過二三十萬億美元價值的大產業才能拉動美國經濟的再次崛起,它不但要涉及所有美國人的利益,也要關乎美國的發展方向,為此,大體量的清潔能源產業集群就是最好的引擎。
這個選擇也是美國手上目前握有的兩張危機重建王牌決定的。
第一張王牌就是美國可以改造國際資源分配體制,將美國每年過萬億美元的資源產品的進口替代為內需解決,這將極大地支持美國經濟轉型的能力,增加美國國內的就業市場需求,扭轉美國經濟危機,其中以可再生能源為方向替代石油進口是最有價值的路徑。將一萬億美元進口的資源轉化為一萬億美元的投入,如果再能夠吸引國際上幾萬億美元的長期投資,它將推動美國經濟結構翻天覆地的轉型,也是美國式的全球分工大革命,它對維持美國目前的繁榮至關重要,也將使奧巴馬政府創新歷史。
第二張牌就是改造國際商品的分配機制,將美國每年過萬億美元的消費品進口通過貿易保護主義和內需替代解決,這就需要實現美國從消費社會向生產社會的轉變,從全球分工而言,部分產品是可能實現這個轉變的,大部分產品是難以實現這個轉移的。但是,美國卻可以通過創新技術革命制造出的新產品建立新市場,這樣創新技術就能夠滿足美國進口商品的價值對沖了。
而能源產業就是美國這個內需和創新結合的最佳結合部,是美國手上兩張王牌的結合點,它既可以解決內需置換,也可以促進創新出口。因此,創造一個超越互聯網革命的新能源產業革命,并以此拉動美國和全球經濟的轉型,就成為奧巴馬政府改革的力量來源和重大機遇。
我認為已公布的的美國能源政策只是奧巴馬能源戰略的表面文章和先遣改革,奧巴馬能源計劃的下一步戰略將包括如下部分:一,將著重集中對每年要耗費1200億美元的電路損耗和故障維修的電網系統進行升級換代,建立美國橫跨四個時區的統一電網,由于美國是聯邦制度,這個統一電網的營造在非危機時代很難進行,由此也將引發國際電網體系升級的革命。二,全面發展節能汽車和電動車。三,發展智能電網產業,最大限度發揮美國國家電網的價值和效率,將逐步實現美國太陽能、風能、地熱能的統一入網管理。四,全面推進分布式能源管理,創造世界上最高的能源使用效率。五,創造世界上最高的能源使用效率;建立美國獨特的新能源經濟。
奧巴馬政府的戰略目標應該是要用未來8-15年內將美國用于進口石油等的資本建造美國的太陽能電站,風力電站和地熱電站等可再生能源產業,再造美國富有競爭力的能源產業,增加的就業機會。它將促使美國不再依賴化石能源,不再依賴碳基燃料,而使用不昂貴、無污染,可以大量獲得而且就在美國國內的資源。美國也是目前世界上太陽能、風能地熱最豐富的國家之一。我估計:這個投資初期應該是1.5萬-3萬億美元,長遠可能超過5萬億美元,實現這個能源體系的置換必將使現代美國脫胎換骨。
三,超導電網和智能電網再造美國能源產業革命的透視1,今天可以將美國送達到世界經濟制高點的產業就是能源產業目前,能源流動至少有四個流程:開采、運輸、加工、銷售和使用;電力產業也包括四個流程,即:發電、輸電、供電、用電和服務,整合這個集合的過程就是改造人類能源體系的過程。我認為,從發電而言就是人類用技術將太陽能、風能、地熱能、石油、天然氣、核能、煤炭、氫能和生物質能等重新整合的問題;從輸電而言就是人類將用新材料和智能電網改進輸電損耗的問題,如果美國電網每年輸電損耗近千億美元,營造一個新電網需要一萬億美元,相當于用美國十年的損耗就解決了電網營建問題,那么美國肯定就會選擇營建這個新網絡;從供電、用電而言就是如何解決分布式能源管理和智能電網管理效益最大化的問題。這些問題奧巴馬政府解決了,美國將跨入新的歷史,解決了部分也將為美國創造新的發展機會,倘若不去解決美國就必須面對持久的危機。
我一直強調說,如果說IT是上下游產業鏈巨大的產業,那么比它產業鏈還大的產業就是能源;如果說IT產業昨天曾經將美國送達全球力量的頂峰,那么今天可以將美國送達到世界經濟制高點的產業就是能源產業;如果說美國要以全球化的手段制造當代世界價值最大化的產業,可以說昨天是IT產業,今天就是能源產業,或者更準確地說是智能能源產業。肩負危機重建的歷史使命,開闔美國百年來的創造夢想,奧巴馬政府能源變革的本質注定了是一場跨產業、跨越式的經濟、技術、環境和社會的總體革命。
美國能源革命的歷史突破口很多,但是需要使用一個基因或本體將世界能源和商品都聯結起來,希望使用這種天使,抑或魔鬼般的力量運轉世界,創新出奇跡。每天我們都可能碰到它,但是我們可能不認識它,對美國而言,這個通達周身經絡的就是統一電網的體系性改造、節能汽車和替代性能源的聯動轉型,替代性能源需要改造美國電網,統一電網又能夠為節能汽車提供新動力,這是一個珠聯璧合的整體,缺一不可。它將使人類過渡到新的物質世界,并與金融業和互聯網構造的虛擬世界相得益彰,定義這個體系的基因和本體也就成為對人類智慧的深刻挑戰。
解決這個問題目前有兩個途徑,其一就是智能電網,其二就是建立超導電網。
2,智能電網再造美國電網體系的戰略前瞻目前全球大約有15億臺電表,近20萬公里的電纜線路,其潛力開發無窮。智能電網的本質就是能源替代和兼容利用,它需要在創建開放的系統和建立共享的信息模式的基礎上,整合系統中的數據,優化電網的運行和管理。
它主要是通過終端傳感器將用戶之間、用戶和電網公司之間形成即時連接的網絡互動,從而實現數據讀取的實時(real-time)、高速(high-speed)、雙向(two-way)
的效果,整體性地提高電網的綜合效率。
它至少有如下功效:其一,智能電網能夠實現雙向互動的智能傳輸數據,實行動態的浮動電價制度。
其二,它可以利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控和數據整合,遇到電力供應的高峰期之時,能夠在不同區域間進行及時調度,平衡電力供應缺口,從而達到對整個電力系統運行的優化管理。
其三,智能電網能夠將新型可替代能源接入電網,比如太陽能、風能、地熱能等,實現分布式能源管理。
其四,智能電表也可以作為互聯網路由器,推動電力部門以其終端用戶為基礎,進行通信、運行寬帶業務或傳播電視信號,GE更安排了智能電網為終端用戶提供無線即時寬帶和視訊服務的計劃和實驗,IT產業的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟,智能電網改革將推動美國能源革命的深度裂變。
目前美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)已經成為了全美第一個智能電網城市,美國多個州已經開始設計智能電網系統,GE、IBM、西門子、Google、Intel等信息產業龍頭都已經投入智能電網業務,其中Google已宣布了一個與太平洋煤氣和電力公司(Pacific Gas & Electric(PG&E))的測試合作。目前美國大約有1.3億塊電表,倘若包括計算機、傳感器和網絡系統的投資在內,實現市場轉型,這項改革將拉動超過萬億美元以上的投資,這對美國的信息產業是一個巨大的機會。
根據美國能源部的統計,通過對美國電網的智能化改造,預計未來20年內可節省近千億美元的投資。智能電網技術革新打開了電信、電網、電視網等整合的通道,為全球電力、電信產業、通信產業、電視媒體等改革提供了獨特機遇。
但是,布什政府在對外進行反恐戰爭,對內進行大宗資源產品的炒作,這就為奧巴馬政府留下了重要的機會,奧巴馬政府幾乎只需要選擇是啟動智能電網的有利時機了。我判斷奧巴馬團隊經濟振興計劃中,特別提出進行大規模地改造聯邦政府辦公設施,提高其節能水平;大規模地投資公路、橋梁等基礎設施建設;以及在美國各地推廣普及先進的寬帶,這三項計劃都必然與智能電網相聯系,推進智能電網計劃應該是奧巴馬任內的重要改革舉措。
但是,與美國現在危機重建行動相比,奧巴馬團隊可能會感覺智能電網項目的經濟體量還不夠大,如只停留在對現有電網的技術改造其整合效益也還不夠高。因此,奧巴馬團隊應該會在通過對整個美國電網的改革計劃之后,才會最終確定智能電網的實施水平和推進強度,以求得這個改革的最大收益,并實現美國變革的要求。
3,超導電網再造美國能源體系的戰略透視荷蘭萊頓大學的卡茂林-昂尼斯教授1911年通過試驗發現汞冷-268.98°C時,汞和許多金屬和合金的都具有失去電阻的特性,根據這種特殊的導電性能,卡茂林將其定義為超導態,據此也使卡茂林獲得了1913年諾貝爾獎。
此后,人們開始將處于超導狀態的導體稱之為超導體。這是我們今天討論超導電網的基礎。
超導電纜就是采用高溫超導材料制作的電纜,與傳統電纜相比,它具有輸電過程中的能量損耗低,輸送容量大,體積小,電磁污染少的四大優點,在相同截面下,輸電能力是常規電纜的3-5倍。我認為它是目前人類能夠掌控的最具環保價值的纜線,也是提高電網安全性、可靠性、基本上杜絕火災隱患的擇優途徑,建設具有遠距離、大容量、低損耗輸電能力的超導電網是克服常規電纜遠距離輸電時對高壓電纜依賴的唯一途徑,是21世紀人類不可能不圓夢的電力生產方式,至少是21世紀前五十年解決一個國家或地區大容量、低損耗輸電的最佳途徑。尤其適應中國、美國、俄羅斯和歐盟等幅員廣大的區域,從內蒙到上海通過傳統輸電方式輸電至少需要500千伏的電壓,但是,通過超導電纜可使用220伏的電壓輸送。因此,將國家電網革新提升為超導電網,是全球生產力面臨的最偉大的變革之一。
世界上超導電力技術研究的帶頭國家就是美國,1999年美國就開始推進了世界上最大規模的SPI(Superconductivity Partnership Initiative)研究計劃,該計劃的研究內容包括超導電纜、超導變壓器、超導電機、超導磁懸浮飛輪儲能、超導限流器等項目的研究。美國在"美國電網2030"規劃中,也提出了采用超導技術建設其骨干電網的建議。美國的能源法中也率先世界其他國家肯定了超導電纜電網的作用。
1993年美國能源部即開始投入2000萬美元,以推動企業實現超導電纜的應用化,2001年小布什政府上任初始又向該計劃增資了3700萬美元。小布什總統也是以超導電纜革新美國電網的支持者,其內任美國多次投巨資開展超導電力技術的革新。在此基礎上,美國超導體公司、底特律愛迪生電力公司和意大利皮熱里電纜系統公司通力合作,2001年5月終于實現了在底特律福瑞斯比變電站地下鋪設長360多米的超導電纜,這是世界上第一條實用的超導輸電線路。當時令世界震撼的是這個線路使用了含有鉍、鍶、鈣、銅的氧化物超導陶瓷制造的123公斤重的超導導線取代了原有的9條8100公斤電纜中的的銅導線。
那個時侯美國超導體公司銷售的超導導線每米價格為200美元,彼時銅導線每米價格僅為25美元,超導纜線的價格高過銅導線,很難推廣。但是,隨后日本著名電纜企業古河電工等機構很快開發出了超過銅質電纜輸電能力100倍的高溫超導電纜,這個超導材料不在以銀為主要原材料,降低了成本,新材料當時每米成本只有5日元,成本與銅質電纜已經相差無幾。目前古河電氣正聯合住友電氣在美國和橫濱市進一步實驗。美國超導體公司最新開發的超導纜線的成本,若大規模地使用目前也可以降低到銅導線之下了。
2008年4月22日美國紐約長島電力局(LIPA)和美國超導公司聯合宣布世界上第1條高溫超導(HTS)電纜已于同日在商業電網中投入運行。該系統運行電壓為138kV,由并行排列的3條獨立單相HTS電纜組成,安裝在LIPA的地下輸電走廊內,由6個終端裝置與LIPA電網相連。該條HTS電纜長610米,用液氮冷卻系統進行低溫冷卻,能為30萬戶家庭供電,其裝機容量為600兆瓦,屬于長島電力局電網的一部分。
在這個項目2006年8月2日的奠基典禮上,時任美國能源部輸電和能源可靠性辦公室主任凱文·考勒瓦(KevinKolevar)指出: "當今在全國電網嚴重超負荷的情況下,超導技術正在被美國公用體系考查,并被其視為一種能增加系統容量和加強可靠性的新工具。這是美國能源部協同投資的三個用以展示不同容量低端位超導設計和應用的項目之一。LLPA將成為第一個把超導體用在電網傳輸電壓水平上的工程。我們將把超導視為下一代能源傳輸系統的強勁動力。"伴隨著美國紐約州長島在商業電網中安裝了第一條超導輸電纜,飽受災難事故和或恐怖分子襲擊的紐約市已經宣布啟動名稱為Project Hydra的計劃,即九頭蛇計劃,其主要框架就是2010年啟動的曼哈頓電網升級改造,它也將使用美國超導體公司開發的液氮冷卻系統和超導電纜,以實現紐約電力體系更加可靠的運轉。就美國而言,示范的商業化項目,其帶頭作用也是巨大的,它可能導致內爆效應,也可能成為改革時尚,九頭蛇計劃的啟動為美國啟動國家統一電網的超導技術改造打開了陽光大道。
與長島計劃大約同步,2007年4月7日美國超導公司還成功演示了世界上第一根同比例的高溫超導消磁電纜,該線纜總長度142英尺,能夠輸送4100安培電流,電壓可以小于0.5伏,或比銅導線低1000倍,達到了艦艇用常規銅消磁導線的一般水平,其重量僅為普通銅導線消磁電纜的20%,由此,它不僅減輕了電力系統的重量,也減少了安裝成本。這種消磁電纜系統將可能被今后世界上的海軍艦艇全面使用,其市場廣闊無比,這個專向需求可以刺激美國超導產業的資本積累和實現進一步發展。尤為值得重視的是超導電纜還能利用現有各種線路,例如管道線、鐵路線、公路線等進行安裝,這又可能大幅降低美國電網的升級成本。因此,超導電纜正在進入美國電網改造的主要市場,我認為一場營建美國能源高速公路的革命行將展開。
基于此,奧巴馬將在美國能源改革的下一步戰略中關注超導電網改造的運轉。目前公開推進能源體系轉型計劃的主要世界經濟體系只有美國,而且目前執行這個計劃的也只有美國。如果美國借此發展智能電網產業,8-10年內這個產業規模將超過5萬億美元;如果美國借此全力發展超導電網產業,8-10年內這個產業規模將超過30萬億美元,這不可能不使奧巴馬行動起來。
四,奧巴馬能源新政的歷史作用金融危機為奧巴馬團隊提供了創造歷史并達到歷史頂端的機會,在美國歷史上最強大的能源行政力量的主導下,美國還將在節能汽車、可再生能源、分布式能源供應、氫能、天然氣水合物、清潔煤等諸多領域探索利益最大化的創新戰略,這種探索既源于美國已經擁有的世界第一流的研究力量,也出自美國再造國際分工、占領全球經濟制高點的迫切愿望。其中2008年科學界又發現了錮磷催化劑,它可以利用電能把水中的氫分離,它可以利用電能把水中的氫分離,然后再將分解的氫氣經過合理的工藝流程制造為燃料電池,這同樣為人類開辟了大規模使用氫能的可能性,也是尤為可貴的能源新發現。
我們也可以形象地說,油氣為主的經濟相當于從北峰登頂珠峰,綠色能源計劃意味著從南坡登頂珠峰,這是比布什直接攻打兩伊更偉大的計劃,它將使從西亞到俄羅斯和南美的石油國家利益聯合體遭遇釜底抽薪式的打擊,被迫放棄高油價的利益,自動轉換到比美國低得多的全球經濟的等級結構之中,從而完成世界力量重組。
奧巴馬團隊沒有仿若布什政府制定攻打伊朗、委內瑞拉等國的計劃,但是,如果成功地打擊了石油輸出國利益集團,其戰略功效更高,伊朗等國將以做山車的方式淪為低階層的國家,這種政治上讓伊朗等國的失落、跌落比布什的直接進攻的方式更加殘酷。在這個能源體系的變革中,伊朗等國將可能不在是美國的直接對手,而他的最大的敵人將是它自己的不發達,俄羅斯的油氣資源也可能成為紙老虎。
從這個意義而言,美國能源產業的重組也將是美國全球戰略力量的重組,它也將把美國從現在的經濟、環境和國家安全危機中解脫出來。
因此,這個能源改革將使奧巴馬成功地以綠色經濟為主推動一場新的經濟革命,美國將再次主導全球經濟的制高點。而且,通過建立清潔的能源結構將徹底改造美國的生產方式和生活方式,這個革命將比十年前的IT革命更為重大、更為深遠,應該是農業文明以來最偉大的革命。也正是基于此,奧巴馬經濟改革計劃也被稱為美國復興和再投資計劃,其中的能源體系變革就將是21世紀人類最大規模的經濟、社會和環境的總體革命。
五、如何以能源革命將中國帶到全球經濟頂端我們是在一個沉疴嚴重的傳統機制上建立當代中國的能源生存方式和生產方式的,模仿、滯后和引進成為發展的主要策略,這個機制使我們失去了在能源方面的開創力。維持一個巨大的出口能力,本可以成為中國建立創新能源結構的千載難逢的歷史機會,中國的需求大,發展的機會就應該大,機會大就應該使我們能夠實施大規模的技術創新,但是能源發展卻往往成為我們的負擔。
機會成為負擔這是改革中最大的浪費,為此,我們需要研究跨產業的中國能源大戰略。
1. 2009年中國能源發展的戰略框架存在的主要問題從國家能源局公開的資料來看,中國能源戰略制定的基點就是要“善于從國際國內條件的相互轉化中用好發展機遇,從國際國內資源的優勢互補中創造發展條件,更好利用國際國內兩個市場、兩種資源,扎扎實實辦好自己的事情”。
這個基點注重了國內外兩個市場、兩種資源的平衡作用,卻忽視了以能源產業帶動整個國民經濟改革的先鋒作用,忽視了以中國能源產業為基礎實施大規模技術革命以應對危機的創新轉型,這是目前中國能源改革基點的不足,也說明到目前為止,中國還沒有一個應對危機轉型完整的能源戰略。風電行,核電行,中國能源轉型的戰略必須先行。
根據上述資料,目前中國確定的能源轉型的戰略框架可概括如下:一 積極拉動內需,加強能源基礎設施建設。
主要包括加強優化能源結構,發展帶動效應明顯的核電項目、風電項目和大型煤炭基地建設,關系全局和戰略安全的煤、電、油、氣跨區域輸送通道建設,石油、天然鈾等戰略物資儲備設施建設,以及農村電網、城市電網和城市油氣配套管網,下達中央安排的能源領域財政資金等六個方面。具體開工的有投資1200億元的福建福清、浙江方家山、廣東陽江三個核電站10臺百萬千瓦級機組,投資930億元的西氣東輸二線東段干支線全長5300公里,新建一條1335公里的寧東至山東的±660千伏直流輸電工程等等。
筆者認為,這基本上是一個工程拓展計劃,也是任何一屆政府都必須制定的常規能源投資規劃,這種安排沒有解決中國發電、輸電、供電、用電的戰略轉型問題。
從發電體系而言,中國迫切需要確定石油、天然氣、核能、煤炭、太陽能、風能、地熱能、氫能和生物質能等重新整合的具體結構調整問題。上述計劃沒有確定可再生能源對傳統能源的可控制的替代轉型戰略問題,它說明中國在新能源的發展目標方面是模糊的,這是改革之大忌,發展之所戒。
從輸電體系而言,上述計劃仍確定以高壓、特高壓輸電運行體系為主,沒有涉及到營建超導示范工程,它說明了中國在新能源的戰略管理方面存在著盲區,這個戰略缺憾必須立即修補。
我們確定的電網體系仍然是發展高壓、特高壓輸電運行體系,沒有確定以超導和納米材料以及智能電網改進輸電損耗問題。筆者估計2008年全國社會用電總量總量近35000億千瓦時,同比增長7%左右,根據中國輸電損耗率約為8-9%計算,這就意味中國每年電量線路損耗高達2000億度,相當于幾個今年開工的、投資1200億元的福建福清、浙江方家山、廣東陽江三個核電站10臺百萬千瓦級機組。相當于用中國十年的電網損耗就解決了電網營建問題。
從供電、用電而言,這個計劃也缺乏建立分布式能源和智能電網管理的戰略轉型安排,在供電、用電的體制改革方面存在著嚴重不足。
二 轉變發展方式,加快能源結構調整。
主要包括2009年將繼續推進“上大壓小”,計劃關停小火電機組1500萬千瓦,同時加快大型、高效、清潔燃煤機組的建設。采取措施解決小煤礦小、散、亂、差等突出問題,促進煤炭企業兼并重組。要繼續加強國家規劃的13個大型煤炭基地建設。2009年新開工建設浙江三門、山東海陽、廣東腰古和山東榮成等核電站。大力發展可再生能源。制定鼓勵加快風電發展的政策,加快我國西南水電開發,加快太陽能等新能源的發展。力爭用10多年時間在甘肅、內蒙古、河北、江蘇等地形成幾個上千萬千瓦級的風電基地,爭取實現2020年風電裝機規模1億千瓦左右。
這個計劃初步勾勒了我國以風電為主的可再生能源的轉型問題,但是,對于現有能源結構中煤炭的清潔使用缺乏戰略前瞻性和改造計劃,倘若不能有效地解決煤炭的清潔使用問題,就不能說中國能源結構實現了重大調整。
三 加強國際合作,擴大利用海外能源資源。
主要包括加強國際能源對話交流,擴大海外油氣資源合作開發,加強能源資源戰略儲備。具體而言,利用國際市場價格大幅回落的時機,增加油氣資源的進口。抓好中國-中亞天然氣管道建設,中哈二期石油管線建設,積極推動中緬油氣管道項目建設工作,提高我國能源安全的保障程度。國家石油儲備基地二期基地規劃已經完成,庫容將達到2680萬立方米。推進商業石油儲備,鼓勵企業利用閑置的商業庫容,增加石油儲備。還要建立其他戰略能源物資的政府儲備和企業儲備。
能源外交方面,筆者認為可以通過投資和市場兩個途徑進行,其中市場性的國際合作的核心就是建立全球能源定價機制中的中國定價體系,我們需要一個以中國為基礎、由國際投資者廣泛參與的能源現貨和期貨運轉體系,金融海嘯為我們建立這個定價體系提供了機遇,我們不應該對這個機會視而不見。
四 增強自主創新,推進能源科技裝備進步。
主要大力推進煙氣脫硫、脫氮、等離子點火、60萬千瓦循環流化床鍋爐、百萬千瓦空冷機組、特高壓輸電、非糧生物質能源、生物柴油、深海勘探、煤清潔燃燒利用、煤層氣開發、瓦斯綜合利用等能源技術。組織好大型壓水堆和高溫氣冷堆、大型油氣田和煤層氣勘探開發兩個重大科技專項的實施。
首先,上述安排沒有解決中國能源科研的戰略管理體制問題,比如,我們的國有能源科研機構,是集中在國家能源主管部門好,還是目前的分散好?而且沒有確定這個“國家隊”如何與大學、內外資企業的能源科研機構形成多層次的創新體系。其次,上述安排沒有將煤氣化、超導電力技術、天然氣水合物、氫能電池等作為戰略重點,暴露了中國在重大能源技術上的管理不足。
五 抓住有利時機,深化能源體制機制改革。
主要包括完善成品油價格形成機制,國內成品油價格實行與國際市場原油價格有控制的間接接軌。改革目前電煤價格實際存在著“動力煤市場價格與電煤合同價異步并存”的雙軌制。
解決能源價格的商品化管理問題的本質,是理順國家、能源企業和消費者利益的收入分配,應該在明確商品化改革的戰略的基礎上建立這個國民收入再分配的成熟機制。
綜上所述,由于目前我們的能源戰略規劃仍處于起步狀態,根據國家能源局這個資料我們也只能對中國的能源戰略目標窺見百面之一斑,筆者認為上述這個戰略最多也只能是一個2009年的能源工作重點,尚不可以構成為中國的能源大戰略,具有靈活調整的巨大余地,應該集思廣益,合多重創新而大成。
根據國家能源主管部門目前這個發展規劃,我們可以初步判斷中國能源戰略存在著主要問題:一,我們缺乏一個從全球分工角度認識的的能源轉型戰略,危機為我們提供了一個以全球投資大革命擇優建立中國國際分工的千載難逢的機會,中國迫切需要構建一個以中國為中心的全球資源市場、商品市場和金融市場的整合分工,以使中國的跨國公司的海外投資衡平全球跨國公司對華投資,并可以推進中國的上市公司構建全球的市場鏈以維持中國的適度資產價格水平,為此,能源產業的轉型就是中國全球分工的重組的關鍵。
二,能源轉型應該成為中國最核心的技術創新,應該成為IT產業、能源產業、新材料﹙超導、納米﹚產業和社會發展合成的革命,這個革命的主導者應該是中央政府,這個改革的參與者應該是整個中華民族,這個改革的使命應該是建立21世紀的中國基本的生產方式和生活方式。
三,我們對中國的優化的能源主體結構還沒有一個成熟的認識。
四,沒有確立中國解決以煤為主的清潔能源戰略轉型安排和戰略發展計劃。
2. 科學借鑒美國能源轉型的戰略經驗和創新設計從奧巴馬領導的美國能源轉型的戰略來看,美國能源產業改革的核心目標就是再造國際分工,力爭以美國自身能源的整合生產置換未來幾年2-3萬億美元美國進口的能源。在這個乾坤大挪移的過程中,進口能源的資本將劃轉為美國的國內投資,化石能源為主的消費將轉化為化石能源和可再生能源兼舉的消費方式,美國將逐步走上不再依賴化石能源、不再依賴碳基燃料的創新之路,而以不昂貴、無污染,可以大量獲得的美國國內資源改組美國的生產方式。這意味著未來幾年美國用于進口的3萬億美元將轉化為美國國內的能源投資,全球為美國能源服務的國際職位將演變為美國內部的需求,這個巨大投資將直接逆轉國際資本的運轉方式,吸引萬億美元以上的長期投資者追隨,最終實現美國占領全球能源產業的制高點,并極可能帶動美國在能源產業的巨大出口,成功修補金融海嘯造就的美國經濟損傷。
為此,奧巴馬已將能源改革重點置于能源戰略轉型,發展可再生能源、全面發展節能汽車和電動車、改造電網、提高建筑節能設施、創新能源技術等重點領域。根據奧巴馬已做的戰略安排,2012年美國發電量的10%將來自可再生能源,這個額度2025年還將達到25%,這意味著將大幅度增加百萬以上的就業崗位。根據GE等電力企業已推廣的技術改革,倘若將現有的1.3億電表大部分改裝為互動終端,美國的電網將演化為世界上最大的集合了通訊、電視、輸電和寬帶多功能的纜網。
筆者估計,倘若參考2008年4月已開通的世界第一條紐約長島超導商業化電網的運行經驗,橫跨四個時區的分散電網將可以改造為同一電網,而且這個電網可以超導電纜代替現有的大部分金屬纜線,這將使美國成為集IT產業革命、能源革命和新材料﹙超導、納米﹚革命的大成者,嗣后,美國企業將以全球20萬公里電纜的整體改造為開拓目標,獲得歷史最大規模的市場利益。
3.全球一體化分工中,中、美能源戰略轉型的鏈接性危機的重建中,奧巴馬將能源產業擇選為美國經濟復興的核心,明確希望這個產業煥發超越百多年的歷史爆發力量成為再造美國的龍頭產業,于是,能源改革成為了美國經濟革命的主力;危機的沖擊中,中國也選擇了以能源產業的升級改造作為拉動內需的重要領域,國家能源主管部門主要是希望這個產業抓住有利時機,轉變發展方式,但到目前為止,此次中國經濟轉型還沒有將能源產業作為主力。
也就是說,中美兩個大國就在這次危機的轉型戰略中采取了不同的異步戰略,這種不同戰略的本質就是中美在未來的全球分工中采取了不同的國家競爭戰略、不同的增長道路。
中國與美國的國情不同,中國不一定走美國能源改革的道路,但是,美國是當代國際能源分工的核心力量,全球每年用于石油貿易的原油不到20億噸,其中每年美國就需要進口大約5億噸,美國的能源消費方式實際上左右著全球能源體系的運轉。倘若再加上歐盟、日本、韓國等國的石油進口量的改變,美國能源戰略的革命必將修正世界的能源生產方式,這種新的生產力必將改變世界,也將影響中國。
因此,當代全球能源分工大廈的重建,我們不可能成為旁觀的路人,對于美國主導的能源改革,中國也不可能置身度外,對于全球能源產業的變革,我們也應該做出快速反應。
中國對此可以有三個選擇:一 以美國能源改革的思路為先導,實施追隨或跟隨戰略;二 以美國能源改革的思路為借鑒,實施超越戰略;三 以美國的能源改革思路為試錯,實施混合應對戰略。
從中國改革戰略價值最大化而言,能源現代化的最理想道路就是實施自主開放的超越戰略,其實質就是促使世界上傳統落后的最大能源體系一步轉型為全球最先進的能源構型,然而這對于我們戰略實施的能力有巨大要求,由此,這個戰略就有可能可求不可行;從能源改革的實際運轉能力而言,中國下一步能源最可能實施的就是混合戰略,其實質就是兼容國際和國內不同的發展要求,不同的利益需求,集合高中低的能源生產方式同時運轉以均衡增長,由此,這個戰略可改可行;從中國與世界能源革命的聯系而言,我們對美國創新的能源產業必須適應,這又將導致我們必須在推行混合戰略的同時,實施局部產業的跟隨戰略。
筆者認為,中國作為一個大國獲取能源的方式很多,但選擇清潔能源為第一能源的跨越式發展應該成為中國能源體系改造的重要方向;實施陸海并重,抓緊經略海洋能源開采就應該成為中國能源獨立的基本依托;以高度創新的技術革命再造中國能源結構改革的基本保障;靈活的人民幣政策應對美元本位制的國際經濟體系應該推動中國能源結構轉型的綜合力量。
2007年中國能源消費總量26.5億噸標準煤,煤炭消費量占一次能源消費總量的69.5%,改造這種以燃煤為主的生產方式是中國實現現代化的根本標準,使用清潔能源轉型也就成為中國能源改革必須面對的前提性、基礎性主題條件。其中,實施以氣體能源為第一能源的結構轉變,發展海洋油氣開采,推進核能建設,全面推進可再生能源建設,建設智能超導電網也就成為中國能源體系調整新的支柱領域。
認識、把握并實施以上領域的拓展戰略并與已有的煤炭、陸地油氣相結合,將構造中國經濟發展的創新基礎。
為此,中國應該建立以氣體能源為第一能源的氣、油、煤并舉的能源體系,并將目前以煤為主的能源結構分期轉型為煤的氣化使用,以實現世界上最大的煤能源體系的跨越式發展。對于中國而言這是中國能源現代化最小的改革代價,其實質就是促使世界上傳統落后的最大能源體系一步轉型為全球最先進的清潔能源結構。
原煤的氣化使用方法有三個:
一:先氣化,再銷售。也即在產煤區將煤炭氣化,通過全國輸配管網銷售合成氣,它也將節省輸電過程中的大量能耗。
二:先氣化,再液化銷售。
三:強制煤炭的終端大用戶分期實現氣化使用。這對我們來說都是可以實施的。其中應該重點發展IGCC技術:整體煤氣化--蒸汽聯合循環電站工程。
4. 應大力推進以智能超導電網取代國家特高壓輸電網工程我們應該加快論證,調整特高壓輸電網的工程計劃,已有的特高壓工程完善運行,未開建的應延緩或暫停推進。對于2008年營業收入達到11556億元,正常贏利可以達到近千億元的國家電網公司而言,建議其創新主戰場應轉移到智能超導電網上來。
特高壓電網是解決中國電網升級改造的重要戰略路徑,但不是唯一出路。
自工業革命幾百年以來滄海很少變成良田,但是,自1986年開始立項研究交流特高壓輸電技術,1994年在武漢高壓研究所建成了第一條百萬伏級特高壓輸電研究線段,中國用了不到23年的時間實現了電力行業的滄海變良田的轉折,這就是中國首個特高壓輸變電示范工程晉東南-南陽-荊門工程歷經兩年多建設。該線路全長640公里、總投資約58億元,2009年1月6日正式建成投入運行,系統的最高運行電壓達到1100千伏,輸送能力和運行工況滿足設計要求;線路的電磁環境的工頻電場、工頻磁場、可聽噪聲和無線電干擾等四項主要指標的實測值,符合了國家現有的標準,相當于現有500千伏輸電系統的水平。可以說,該項特高壓交流試驗示范工程是目前世界上運行電壓最高、輸送能力最大、技術水平最高的輸變電工程,進行電力史上開創性的重大工程實驗,它是世界上第一條投入商業運行的特高壓輸電線路。這項特高壓輸變電工程創造了中國電力的歷史,然而,也需要我們比照全球新的能源革命的浪潮進行嚴肅的科學評價。
特高壓輸電是指由1000千伏交流電壓和正負800千伏直流電壓輸電工程和電力技術構成的高壓電網。利用特高壓輸電技術特別是直流技術,可以實現遠距離、大容量輸電效率,提升電網設備運行水平,減少輸電回路數,損耗低,有利于節約土地資源,保護環境,優化能源資源配置。因此,特高壓電網有時也被稱為“電力高速公路”。
與此同時,研發特高壓輸電技術,也有利于提高輸變電設備的制造水平,推進輸變電技術的進步。晉東南-南陽-荊門工程的設備由國內100多家電工企業研制和供貨,設備的國產化率達到90%以上,具有100%的自主知識產權,其中只有斷路器一項由中外廠家聯合研制,而且還是雙方共享產權,開展特高壓輸電大型工程對提高中國輸變電設備具有重要拉動作用。
根據國家電網公司已公布的資料,目前還有總投資逾400多億元的兩條特高壓直流輸電工程正在抓緊建設,其一是計劃2010年建成的四川向家壩-上海奉賢的直流示范工程,其二是計劃2012年建成的四川錦屏-江蘇蘇南的直流工程。在晉東南-南陽-荊門示范工程成功運營的鼓舞下,2009年國家電網還計劃開工建設淮南-上海、錫盟-上海、陜北-長沙三大特高壓交流輸變電工程。根據國家電網公司的有關規劃,預計2009-2010兩年,中國特高壓電網投資將達到830億元左右,其中特高壓交流工程投資570億元,特高壓直流工程投資260億元。據此,可以預計到“十二五”初期,我國將初步建成“兩縱兩橫”特高壓骨干電網,它將包括聯接華北、華中、華東地區的交流特高壓同步電網,由此晉東南、錫盟、寧夏、蒙西、陜北、關中等煤電基地將以交流特高壓分散接入南北方向多條能源通道上,四川水電的部分電力容量也將通過東西方向的交流特高壓電網輸送向華中和華東,與此同時,東部地區建設的核電也可以進入特高壓電網并網運行。這個電網體系應該是解決我國經濟發展和能源分布不均衡的一條道路,但不是唯一出路。
智能超導電網是21世紀解決大型經濟體系大容量、低損耗輸電的最佳途徑特高壓電網是20世紀六七十年代伴隨著美國、蘇聯等國用電負荷的快速增長而開始研制的,但是,沒有一個國家、一條線路特高壓電網有好運氣的。1985年蘇聯開始建設的890千米的1150KV特高壓線路投入運行,因蘇聯解體長期降壓至500KV運行。東京電力公司于1988年開始建設的190千米的柏崎-西群馬-東山梨南北向特高壓輸電線路,1992年開始建設的240千米南磐城-東群馬-西群馬東西向特高壓輸電線路,從投入運行至今,一直都以500千伏降壓運行,沒有實現其升壓到1000千伏的設計運行目標。這里除經濟需求調整的原因外,特高壓電網不是解決電網升級改造的最理想途徑是重要原因,與其爭鋒的除傳統電網外,就是超導電網,所謂的超導電纜就是采用高溫超導材料制作的電纜,與傳統電纜相比,它具有輸電過程中的能量損耗低,輸送容量大,體積小,電磁污染少的四大優點,在相同截面下,輸電能力是常規電纜的3-5倍。
筆者將其好處主要歸納為十項:
一 就是可以開展智能電網管理,為人類實現電力、寬帶、電視和其它網絡整合奠定全新標準和基礎。
二 可以營建超大規模電網。
三 可以降低電網的占地面積和電網升級改造成本。
四 可以改善可再生能源的電能質量,實現與大電網有效地聯結。
五 可以全面提高單機容量。
六 可以提高電網的輸送容量。
七 可以大幅降低電網損耗。
八 可以改善電能的質量和提高電力系統運行的穩定性。
九 可以降低電壓等級和提高電網的安全性。
十 可以推動電力產業的經濟、環境和社會的協調發展。
因此,在主要經濟體完成對特高壓電網的試錯檢驗之后,20世紀90年代以來,美國、日本、丹麥和韓國等相繼開展了超導輸電電纜的研究。2000年2月,美國Southwire公司研制了長30m、12.5kV/1.25kA三相高溫超導電纜,并安裝在公司總部供電運行;2001年5月,底特律福瑞斯比變電站地下鋪設長360多米的超導電纜,這實際上是世界上第一條實用的超導輸電線路;2001年日本東京電力公司與住友電工合作也研制出了100m、1kA/66kV三相高溫超導交流電纜并進行系統試驗;2006年,美國超導公司(AM-SC)、SuperPower公司研制出200m(13.5kV/3kA)、350m(34.5kV/0.8kA)和660m(138kV/2.4kA)三相高溫超導交流電纜,分別安裝在俄亥俄州哥倫布的Bixby變電站、紐約州的Albany和長島等地,2008年4月長島超導電網投入商業運行。2004年7月10日,由北京云電英納超導電纜有限公司等研制的高溫超導電纜在云南電力公司正式并網運行,2004年l2月中國科學院電工研究所與甘肅長通電纜公司等合作研制成功75m、10.5kV/1.5kA交流高溫超導電纜,并接入到甘肅長通電纜公司6kV配電網中向車間供電運行。應該說,加快中國超導電網的商業化運行已經沒有任何障礙。
同時我們應該發展智能電網,其本質就是能源替代和兼容利用,它需要在創建開放的系統和建立共享的信息模式的基礎上,整合系統中的數據,優化電網的運行和管理。主要是通過終端傳感器可以將用戶之間、用戶和電網公司之間形成網絡互動的即時連接,實現了數據讀取的實時(re-al-time)、高速(high-speed)、雙向(twoway)的效果,提高整個電網的可靠性、可用性和實現綜合效率。
它能夠利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控和數據整合,遇到電力供應的高峰期之時,能夠在不同區域間進行及時調度,平衡電力供應缺口,從而達到對整個電力系統運行的優化管理。
智能電表也可以作為互聯網路由器,能夠讓電力部門以及終端用戶進行通信、運行寬帶業務或傳播電視信號。
目前美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)已經成為了全美第一個智能電網城市,美國多個州已經開始設計智能電網系統,GE、IBM、西門子、Google、Intel等信息產業龍頭都已經投入智能電網業務。2007年10月中國的華東電網等也正式啟動了智能電網可行性研究項目,“十一五”期間,中國電力信息化每年約有超過100億元的投資,如果從現在開始就著眼于智能電網的建設,其效益也是非常巨大的。由于缺乏智能電網,導致中國出現了區域性、季節性電力的短缺及局部地區電力過剩與局部地區電力短缺的情況。發展智能電網技術,將為我們打開電信、電網、電視網等整合的通道,為中國電力、電信產業,通信產業、電視媒體等整合提供了獨特機遇。倘若我們全力發展智能電網和超導電網整合改造工程,將使我們國家達到世界經濟最頂端的位置。筆者認為,目前沒有其他更理想的產業能夠為中國帶來如此偉大、如此適應世界潮流的歷史突破了。
責任編輯: 中國能源網