2022年的當下,光伏和新能源汽車已經不再需要補貼,可以自我造血之后,未雨綢繆,政策還是需要找一個未來的經濟增長點進行培育。
在此之后,氫能可能成為各項政策支持的重點方向。
因為在新能源的降本過程中,氫能的果子,眼看就要熟了。
01 為什么是能源?
開門見山的說,人類文明或者說物質財富最大的約束,是能源。
能源的總量,或者說能源利用水平的高低,決定了經濟增長的上限。
當今經濟學課堂上講的經濟增長理論,無論加上再多的數學公式,本質上還是圍繞著資本、勞動力和技術三個要素打轉。
比如上面這個模型,經濟增長f,是由K(資本)、L(勞動力)和T(技術進步)三個要素決定的。
在這個簡版模型的基礎上,現有的經濟學家基本把你能想到的因素,比如技術擴散、移民、生育率、教育、儲蓄等等,通過中間指標包含了進去。結果是,經濟學家真的就是越來越象牙塔了。
我當然不敢說經濟增長理論是錯的,但考慮到從設立諾貝爾經濟學獎的1968年到現在,既沒有一個中國經濟學家獲獎,也沒有一個經濟學家因為解釋中國經濟獲獎。
中國的人均GDP從2000年的不到世界平均水平的18%,到2019年超過世界平均水平的90%,10多億人脫離絕對貧困,GDP總量也從2000的世界第六躍升至第二,離美國僅僅一步之遙。
你要說物理獎、化學獎這些,還好理解,沒什么可說的,努力的時間還不夠。而經濟學這么一個解釋現實的社會科學,居然對世界經濟這么大的變革視而不見。
所以,這些經濟學獎評委們,要么得去看看愛爾眼科,要么就是這個學科跟科學真的沒關系。
傳統經濟增長理論是二維空間里作畫,能源才是獨立的第三維。
升維思考才能更好理解當前我們所處的變革大時代。
從第一性的角度,核心的能源利用形式決定了一個時代經濟增長的上限。
在英國工業革命之前,人類主要利用的能源是生物質能,說白了就是靠上山砍柴。
英國工業革命推動了煤炭的開采使用,人類突破自然桎梏開始進入工業化。
煤炭之后是石油,液態的石油解決了運輸的問題,內燃機取代蒸汽機,讓技術進步能夠更進一步向全球擴散。
每一次核心能源的變革都會帶來社會面貌的巨大變化和物質財富的極大增加。
02 化石能源的局限性
最近幾年,或者說進入21世紀以來,我們觀察到下面的一些現象:
2008年全球GDP為63.72萬億美元,2020年為84.68萬億美元,增長了20.96萬億美元。同期中國GDP從4.59萬億美元增長到14.73萬億美元,增加了10.14萬億美元。即2008年以來,中國經濟增長占全球GDP增長的48.38%,將近一半。同期美國GDP增長了6.24萬億美元,中美兩個國家占到了世界GDP增長的78%,這代表剩下一百九十多個國家,在這12年里,幾乎是沒有增長的。
如果我們再把時間拉長一點,單看美國的情況。羅伯特·J.巴羅的教材《經濟增長》中有這么一組數據:如果以1996年的美元計,美國實際人均國內生產總值(GDP)從1870年的3340美元增加到2000年的33330美元,增長了9倍,對應著就是每年1.8%的增長率。美國算是除中國之外所有國家中表現非常好的,也只能保持每年1.8%的增速。
為什么會出現這種情況呢?
這是由化石能源的局限性所造成的。
煤炭和石油,包括天然氣,本質上都是化石能源。既然是化石能源,就有繞不過去的資源約束,化石能源不可再生,利用的邊際成本很高,這個邊際成本鎖死了生產力的上限。美國費了好大勁研發了頁巖氣,可架不住中東國家們沙漠里直接插根管子石油就向外噴。化石能源本質上還是受制于自然稟賦,地里沒有就沒有,而開發就需要成本,需要的量越大,邊際成本就越高,因為邊際成本低的會優先開發,后期的開發條件會越來越惡劣,成本也越來越高。
簡單的說,就是能源供給靠挖礦太費勁了,財富增長的速度不夠給力。
這也能解釋我們常說的康波周期的問題。大家公認新周期也就是第五次康波從1991年開始,到現在為止30多年過去了大家還找不出來這個康波周期的代表性產業,只能說明一點,這次康波周期在技術進步上真的是乏善可陳。
化石能源作為一次能源的主力來源極大的約束了整個社會創造財富的能力。哪怕是新能源發展迅速的中國,2021年非化石能源在全部一次能源中也占不到17%。
03 關于能源的例子
很多人不理解為什么能源是經濟增長最重要的第三維,因為我們絕大部分人都不了解現代工業世界的運行邏輯。
事實就是,我們這個世界的根基,過去是,現在是,未來還是由碳氫兩種元素搭起來的,這其中,骨架材料靠碳,燃料則用氫。
化工行業有油頭、煤頭和氣頭的劃分,就是從碳氫來源的角度,劃分化工的工藝和流程。石油、煤炭和天然氣,除了作為我們能源的來源之外,還是構成現代社會的合成化工產品的基石。
石油、煤炭和天然氣,歸根結底都是碳氫化合物。這其中,煤炭是純碳,所以煤化工需要水(H2O),石油近似一個碳兩個氫,天然氣則是一個碳四個氫。
能源對工業的影響之深遠大家往往體會不到。舉個例子,我們知道石油輸出國組織OPEC。至于中國,富煤、缺油、少氣,是我們常說的能源稟賦,讓我們感覺我們國家貌似是一個資源匱乏的國家,實際上呢?
2022年5月,世界貿易出現了一個前所未有的現象,那就是全球前10大工業國除了中國,全都出現了貿易逆差。其中德國5月份貿易逆差10.4億美元,這是德國1991年以來的30多年間,第一次出現月度貿易逆差。順差方是那些資源出口國,包括中東產油國、俄羅斯、澳大利亞、加拿大、巴西等。
同為工業國的中國5月份貿易卻是順差,并且順差高達788億美元。
中國真的是例外么?直接出口能源,跟能源以原材料和燃料形式生產出成品出口,中間的區別大么?
秦皇島的動力煤與澳大利亞的FOB離岸港口價,在過去的很長一段時間內,雖說差值不大,每噸100美元以內,但都是負值,國外煤炭價格相對便宜,這也是中國煤炭進口的動力。
這個差值從2021年7月以后就轉正了,海外動力煤價格一路看漲,國內價格在調控下則幾乎一條直線。進入2022年之后,這個數值拉大到每噸200美元以上。
這個差價代表什么意義呢?2021年世界煤炭產量80億噸,中國占一半40億噸。我們假設2022年5月份中國煤炭消耗了3億噸,這3億噸如果出口,按照這個價差,就是600億美元,基本上相當于6月份全部的順差。這相當于國家人為壓低了能源價格,為中游和下游產業讓利。
盡管我們的計算方法過于簡單粗暴,但掩蓋不了這其中的事實,那就是建立在煤炭這種資源稟賦上的中國,本質上也是一個能源出口大國,這才是我們在最近能源價格大漲時保持巨額貿易順差的根本原因。
04 為什么是氫能?
為什么氫能在未來能源規劃中有著非常核心的地位?
因為氫能的存在,打破了新能源的不可能三角。為新能源徹底取代化學能源撐起了最重要的那根支柱。
資本市場上一直講新能源這個名詞,以至于我們都有些模糊和神化了新能源的本來面目。
無論新能源還是化石能源這些舊能源,本質上都是能源,都要經過市場的檢驗。
關于能源,有一個不可能三角理論,這個理論由中國人民大學的鄭新業提出。
總結下來,就是一種能源,在一定的技術條件下,不可能滿足環境友好、便宜和保證供給三個條件。引申到一次能源上,就是不存在既環保又便宜還能保證供給的能源。煤電便宜穩定但是實在不環保,水電便宜還算環保就是不穩定,冬季有枯水期,風電太陽能這些新能源環保但是既不便宜又不穩定。
本來吧,這個三角問題確實是無解的。但是沒想到的是,中國光伏行業實在是太內卷了,新能源的發電成本以令人發指的速度下降,光伏發電做到了與煤電同價,首先甩掉了對政府補貼的依賴,便宜這個條件終于實現了。
擺在光伏等新能源面前的,還剩下一個條件需要滿足,那就是穩定可靠。
光伏、風電之所以被稱為垃圾電,就是因為電力發電側實在太隨心所欲,需求側表示壓力山大。
以風力發電為例,冬季、夜晚風大,發電量也大,但這個時刻都對應著電力需求的低谷期。至于光伏,不提白天夜晚的問題,一朵飄來的云就瞬間就可以讓電站功率掉下來60%,這種大保健和ICU之間的無縫對接,電網要是不得心臟病就奇怪了。
擺在光伏風電這些新能源面前的,就是如何做到能源的平滑輸出,也就是我們所說的儲能。
我們通常把光伏平價上網稱為上半場,這個階段光伏擺脫了對補貼的依賴。對應的還有一個下半場,那就是解決電網調度的問題,光伏發電價格需要進一步下降,當光伏+儲能的成本低于煤電的時候,穩定可靠這個條件就通過增加一道儲能,或者講能源的載體,解決掉了。
換言之,穩定可靠這個條件,可以通過光伏風電等新能源不斷的降本來解決。當光伏風電足夠的便宜,為儲能留出可勁造的空間的時候,我們就突破了能源問題的不可能三角。
那個時候,我們會迎來歷史上增速最快、價格最便宜的能源供給,我們也將跳出化石能源的束縛,迎來歷史上最快的經濟增長和財富積累,這將惠及世界上現有的所有國家。
這個關鍵的儲能工具,我們可以叫做能源的載體,也有人稱作能源路由器,就是氫能。
氫能不是能源,但它是新能源在人間的代言人。
氫能之所以能夠成為這個中間工具,是因為他是一個適用性最廣的能量載體。
氫元素的質量占到宇宙的75%,在地球上也不算稀缺。不稀缺,這是作為能量載體的基礎要求。從這個意義上講,鋰電池的上限基本就是被鎖定了,鈉離子電池的空間倒是很大。
氫能最關鍵的是他的廣譜適用性,可以作為燃料、化工原料和單純的儲能裝置,就像原油時代的海上超級油輪和遍布世界的加油站,將廉價的新能源之光灑滿全世界的每一個角落。