中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：高密度儲(chǔ)電電池技術(shù)突破之時(shí)就是下一輪能源革命成功之日。電動(dòng)汽車不會(huì)終結(jié)化石能源時(shí)代，高密度儲(chǔ)能電池的廣泛普遍的使用才會(huì)讓化石能源退出歷史舞臺(tái)。
陳衛(wèi)東 |文
2017年能源領(lǐng)域的頭號(hào)新聞是什么？我以為是多個(gè)國(guó)家先后宣布在2040年前后停止銷售內(nèi)燃機(jī)汽車。2017年7月法國(guó)政府宣布2040年后法國(guó)禁售汽油柴油汽車，一周之后，英國(guó)政府也做了類似的宣布。瑞典丹麥挪威等一直在可再生能源領(lǐng)域領(lǐng)先的國(guó)家更早宣布了更為激進(jìn)的汽柴油汽車禁售的計(jì)劃。讓世人矚目的是。隨后中國(guó)政府也宣布正在研究禁售汽柴油汽車的時(shí)間表。
只生產(chǎn)純電動(dòng)汽車的特斯拉在量產(chǎn)Model 3前的年產(chǎn)量不過(guò)8萬(wàn)輛左右，但在2017年7月其市值一度超過(guò)了百年汽車巨人通用汽車公司和福特公司，通用和福特的年產(chǎn)量都數(shù)十倍甚至百倍于特斯拉。但投資人相信電動(dòng)汽車代表著未來(lái)。沃爾沃汽車公司在此前不久宣布2019年之后公司發(fā)布的新車都將是純電的或是油電混合動(dòng)力的，在世界汽車巨頭中表現(xiàn)的最為“進(jìn)取”。2017年我們看到，世界上幾乎所有大的汽車生產(chǎn)商都在“觸電”，最強(qiáng)大的德國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)，也于2017年下半年在“觸電”的問(wèn)題上“進(jìn)取”了起來(lái)。
正是內(nèi)燃機(jī)汽車的出現(xiàn)把人類文明帶進(jìn)了“石油時(shí)代”，就像蒸汽機(jī)的出現(xiàn)造就了“煤炭時(shí)代”。電動(dòng)汽車、網(wǎng)絡(luò)和人工智能將會(huì)把人類帶入一個(gè)什么樣的新時(shí)代？也許今天的我還沒(méi)有能力來(lái)回答，但是我很清楚地知道能源轉(zhuǎn)型是不可避免的，因?yàn)槿藗円恢痹谧非笥斜Ｕ系摹⒏憷?、更潔凈的和用得起的能源?
高碳能源沒(méi)有未來(lái)
能源轉(zhuǎn)型從木柴生物質(zhì)到煤炭、從煤炭到石油再到天然氣，盡管可再生能源在過(guò)去十幾年增長(zhǎng)很快，世界能源結(jié)構(gòu)中化石能源還是主體，占比高達(dá)83％（煤炭28％、石油31％、天然氣24％），在中國(guó)化石能源的比例為86％（煤炭62％、石油18％、天然氣6％），在可再生能源發(fā)展的結(jié)構(gòu)和速度上中國(guó)大有后來(lái)居上之勢(shì)，目前風(fēng)電和光伏裝機(jī)的增量和總量居世界首位，新能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例也在快速增加。
在能源轉(zhuǎn)型的道路上，工業(yè)革命以來(lái)OECD國(guó)家有兩個(gè)明顯不同的發(fā)展階段：1.化石能源煤炭石油天然氣比例的改變，近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)最明顯的變化就是以氣代煤；2.可再生能源增長(zhǎng)快于化石能源，新增能源消費(fèi)需求更多用可再生能源滿足。
從城市到國(guó)家到全球，隨著人類文明的不斷進(jìn)步，我們意識(shí)到了節(jié)能減排、能源轉(zhuǎn)型是全人類的事業(yè)，必須共同努力才能實(shí)現(xiàn)。能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)明顯軌跡是從高碳到低碳再到無(wú)碳。煤炭和石油是高碳的能源，這是煤炭和石油的物理化學(xué)性質(zhì)決定的。在化石能源中，天然氣化學(xué)分子結(jié)構(gòu)里碳的含量是最低的，理論和實(shí)測(cè)的結(jié)果都表明，作為能源燃料的天然氣，二氧化碳排放只有煤炭的一半和石油的70％。所以工業(yè)革命以來(lái)全球能源轉(zhuǎn)型的起點(diǎn)無(wú)一例外都是從減少煤炭消費(fèi)開(kāi)始的，英國(guó)如此、歐洲如此，美國(guó)亦如此，中國(guó)能源轉(zhuǎn)型也是從潔凈使用煤炭和減少煤炭使用開(kāi)始的。
工業(yè)革命以來(lái)，煤炭是最容易獲得的能源燃料，所有國(guó)家在工業(yè)化啟動(dòng)和發(fā)展上升階段，其主體能源幾乎無(wú)一例外都是煤炭。中國(guó)改革開(kāi)放40年，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展也是靠煤炭支撐，煤炭至今仍是中國(guó)的主體能源，煤炭工業(yè)對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)巨大功不可沒(méi)。印度已經(jīng)進(jìn)入了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的起飛期，煤炭在印度現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程中同樣是不可或缺的“主體能源”。中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了有意識(shí)地“以氣代煤以電代煤”的能源轉(zhuǎn)型的“初級(jí)階段”，而印度還在增加煤炭消費(fèi)的階段。
中國(guó)煤炭消費(fèi)于2013年到達(dá)峰值，中國(guó)煤炭消費(fèi)達(dá)峰是全球能源轉(zhuǎn)型的“大事件”，全球矚目。中國(guó)是世界能源消費(fèi)第一大國(guó)，中國(guó)生產(chǎn)和消費(fèi)了全球一半左右的煤炭，因此中國(guó)是世界第一排放大國(guó)，排放了全球近30％的二氧化碳。中國(guó)是巴黎協(xié)定的積極參與大國(guó)和堅(jiān)定執(zhí)行該協(xié)議的負(fù)責(zé)任大國(guó)，從中國(guó)政府近幾個(gè)月出臺(tái)的文件看，中國(guó)政府發(fā)展清潔能源可再生能源的決心堅(jiān)定，措施堅(jiān)決，盡管國(guó)內(nèi)有聲音質(zhì)疑減少煤炭消費(fèi)的合理性和可行性。
從英國(guó)、歐洲和美國(guó)等主要發(fā)達(dá)國(guó)家能源轉(zhuǎn)型的歷程來(lái)看，煤炭時(shí)代的終結(jié)還會(huì)有很長(zhǎng)的一段路程，甚至在某些國(guó)家會(huì)有些反復(fù)。上世紀(jì)70年代，英國(guó)撒切爾政府下了極大的決心、動(dòng)用了強(qiáng)大的強(qiáng)制手段關(guān)閉煤礦以減少煤炭消費(fèi)，直到40年后的今天，英國(guó)才完成了全部煤礦的關(guān)閉作業(yè)。美國(guó)奧巴馬政府的潔凈能源政策受到了特朗普總統(tǒng)的質(zhì)疑和挑戰(zhàn)，特朗普政府退出巴黎協(xié)定，并宣稱“他（特朗普）是站在匹茲堡而不是巴黎在講話”。特朗普對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)的態(tài)度受到了美國(guó)部分煤炭產(chǎn)區(qū)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員的歡迎，但就我接觸到的能源專家和市場(chǎng)分析人員來(lái)看，他們都不認(rèn)為煤炭工業(yè)能夠重振輝煌。美國(guó)頁(yè)巖氣革命使得美國(guó)成為世界第一大天然氣生產(chǎn)國(guó)，美國(guó)已經(jīng)由天然氣進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變成為了LNG出口大國(guó)，僅從經(jīng)濟(jì)的角度上看，煤炭已經(jīng)失去了與天然氣的競(jìng)爭(zhēng)力。
中國(guó)國(guó)家能源局發(fā)布的“十三五”能源發(fā)展規(guī)劃中，天然氣被定位為“轉(zhuǎn)型過(guò)程中的主體能源”，基于資源稟賦和發(fā)展階段的原因，中國(guó)天然氣的價(jià)格是等值熱值煤炭?jī)r(jià)格的3倍到4倍，增加中國(guó)天然氣消費(fèi)受到了經(jīng)濟(jì)性的約束。中國(guó)特色社會(huì)主義強(qiáng)大的政府調(diào)控能力是中國(guó)能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的一個(gè)有利因素，人民減輕霧霾追求良好生活環(huán)境的強(qiáng)烈愿望是加快中國(guó)能源轉(zhuǎn)型根本的和最強(qiáng)大的動(dòng)力。中國(guó)目前第二大經(jīng)濟(jì)實(shí)體的體量、技術(shù)的巨大進(jìn)步和潛力、全球化和“一帶一路”倡議的大格局都是中國(guó)能源轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行和不可逆轉(zhuǎn)的重要驅(qū)動(dòng)力。高碳能源向低碳和無(wú)碳能源轉(zhuǎn)型是不可逆轉(zhuǎn)的世界潮流，也是中國(guó)能源行業(yè)發(fā)展的必由之路，企業(yè)家們?cè)谝?guī)劃自己企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)應(yīng)該記住一句說(shuō)了百年的名言：“世界潮流，浩浩殤殤，順之者昌，逆之者亡”，高碳能源沒(méi)有未來(lái)。
從低密度能源到高密度能源
能源轉(zhuǎn)型的另一個(gè)軌跡是“低密度能源向高密度能源”的轉(zhuǎn)型。從木柴生物質(zhì)到煤炭到石油天然氣再到核能，能源燃料密度漸次增加的進(jìn)程很容易了解，這就是同等重量或者體積的能源燃料可以釋放更高的熱值。低密度向高密度轉(zhuǎn)型的主要驅(qū)動(dòng)力是技術(shù)進(jìn)步。由于技術(shù)進(jìn)步的不確定性和不完備性，低密度能源向高密度能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程有明顯的中斷和轉(zhuǎn)折，不像高碳向低碳向無(wú)碳轉(zhuǎn)型那么連續(xù)和明顯。
裂變式核電站發(fā)展的最大障礙我以為主要是重大事故發(fā)生后的處置成本太高，對(duì)事故區(qū)域影響的時(shí)間非常長(zhǎng)。三里島、切爾諾貝利和福島核電事故對(duì)裂變式核電的發(fā)展負(fù)面影響是巨大的，而且越是后發(fā)的事故對(duì)行業(yè)的影響也越大。德國(guó)堅(jiān)定去核化國(guó)家戰(zhàn)略的形成其中一個(gè)重要原因就是：萬(wàn)一事故發(fā)生后的處置成本可能高于核電本身帶來(lái)的利益，現(xiàn)在的核電技術(shù)尚無(wú)法杜絕萬(wàn)一的事故，能源發(fā)展戰(zhàn)略不能置于不發(fā)生核電事故的前提之上，這是符合邏輯的選擇，即使發(fā)生事故的概率是萬(wàn)分之一。
為了杜絕這萬(wàn)分之一的風(fēng)險(xiǎn)，裂變式核電的建設(shè)成本變得越來(lái)越高，經(jīng)濟(jì)性又成為了選擇核電的另一個(gè)負(fù)面因素。在核能技術(shù)方面人們還在努力，還在追求可實(shí)現(xiàn)更高能源密度的技術(shù)突破，可控?zé)岷司圩兗夹g(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行之時(shí)，也許就是人類獲得能源解放之日。
能源轉(zhuǎn)型的大趨勢(shì)是清晰的，而且有明顯的階段性。就每個(gè)國(guó)家而言，能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程與國(guó)家資源稟賦、工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段、社會(huì)文明的發(fā)展階段密切相關(guān)。就能源結(jié)構(gòu)而言，中國(guó)還處于能源的煤炭時(shí)代，但可喜的是已經(jīng)到達(dá)了“峰值期”。美國(guó)能源還處于石油時(shí)代，其石油消費(fèi)也進(jìn)入了“峰值期”。歐洲在能源轉(zhuǎn)型方面走在了世界的前面，可再生能源對(duì)化石能源的替代進(jìn)入了加速發(fā)展期，其天然氣消費(fèi)似乎也進(jìn)入了“峰值期”。
風(fēng)能太陽(yáng)能為主的可再生能源進(jìn)入了加速發(fā)展期，它們的明顯特征是不連續(xù)和低密度。風(fēng)能太陽(yáng)能的發(fā)展似乎并不符合此前“低密度向高密度”能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展規(guī)律，為什么能源轉(zhuǎn)型的規(guī)律在這里發(fā)生了“斷裂”和“折返”？或者是“低密度向高密度轉(zhuǎn)型”的規(guī)律根本就不存在，是我對(duì)能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)的“誤讀”？經(jīng)過(guò)再三思考，我仍然認(rèn)為，低密度向高密度轉(zhuǎn)型的規(guī)律是存在的，出現(xiàn)“斷裂”和“折返”原因在于“技術(shù)突破滯后”了。
自然界的核燃料礦藏的品位是非常低的，經(jīng)過(guò)勘探開(kāi)采篩選的極高技術(shù)的濃縮加工之后，核燃料才成為了能源密度最高的能源燃料。柴油是目前內(nèi)燃機(jī)使用的最高密度的能源燃料，也是經(jīng)過(guò)復(fù)雜的勘探開(kāi)采和冶煉過(guò)程的石油產(chǎn)品，是人為的高技術(shù)的“加工”賦予了柴油“高能量”。
風(fēng)能太陽(yáng)能現(xiàn)在被認(rèn)為是“不連續(xù)的低密度”的能源，我以為最重要的原因?qū)ζ洹叭藶榧庸ぬ釤挕钡某潭炔粔?，也就是說(shuō)儲(chǔ)能技術(shù)突破嚴(yán)重“滯后”了。如果電池儲(chǔ)能技術(shù)有了重大的突破，當(dāng)電池儲(chǔ)能可以大規(guī)模使用時(shí)，風(fēng)能太陽(yáng)能將會(huì)成為“穩(wěn)定的連續(xù)的”電力來(lái)源。單位重量的電池儲(chǔ)存的電量越多其能源密度就越高，電力的使用也就越廣泛越便利。
設(shè)想一下，當(dāng)儲(chǔ)能電池單位重量的儲(chǔ)電能力提高4倍，現(xiàn)在1噸重的車載電池就可以減輕到250公斤左右，加上電機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置，電動(dòng)汽車的整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)重量就會(huì)和現(xiàn)實(shí)的內(nèi)燃機(jī)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的重量大體相當(dāng)。電池體積重量大規(guī)模縮小降低，其充放電效能和效率也必將成倍提高，電動(dòng)汽車對(duì)內(nèi)燃機(jī)汽車的替代速度必將迅速提升。我相信高密度儲(chǔ)電電池技術(shù)突破之時(shí)就是下一輪能源革命成功之日。電動(dòng)汽車不會(huì)終結(jié)化石能源時(shí)代，高密度儲(chǔ)能電池的廣泛普遍的使用才會(huì)讓化石能源退出歷史舞臺(tái)。
石油巨頭大轉(zhuǎn)身
在能源轉(zhuǎn)型不可逆轉(zhuǎn)的大背景下，傳統(tǒng)的石油公司都在尋求突破之法和生存之道，殼牌石油公司過(guò)去幾年的轉(zhuǎn)型之路是非?？扇牲c(diǎn)的，今年其完成了對(duì)英國(guó)BG公司的并購(gòu)，使其完成了從上下游一體化的石油公司向上下游一體化天然氣公司的轉(zhuǎn)型。盡管包括?？松梨诠驹趦?nèi)的五大跨國(guó)石油公司十年前就開(kāi)始調(diào)整油氣資產(chǎn)和油氣業(yè)務(wù)的比例，估計(jì)到2017年底，五大跨國(guó)石油公司天然氣的當(dāng)量產(chǎn)量都將超過(guò)其原油的產(chǎn)量，但唯有殼牌石油公司轉(zhuǎn)型天然氣上下游一體化公司的戰(zhàn)略執(zhí)行得最為堅(jiān)決、行動(dòng)最為迅速。
10月13日，殼牌公司宣布收購(gòu)歐洲最大電動(dòng)車充電公司NewMotion，該公司在荷蘭、德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)運(yùn)營(yíng)3萬(wàn)多個(gè)私人充電樁，為家庭和企業(yè)提供電動(dòng)汽車充電服務(wù)，還在歐洲25國(guó)為超過(guò)10萬(wàn)張注冊(cè)充電卡提供接入公共充電樁網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。通過(guò)這次并購(gòu)，殼牌公司一舉成為了歐洲最大的電動(dòng)汽車充電服務(wù)公司。
殼牌公司英國(guó)區(qū)主席Sinead Lynch女士在一篇文章中解釋了殼牌公司進(jìn)入汽車充電服務(wù)的戰(zhàn)略考量：交通運(yùn)輸燃料“馬賽克化”是走向低碳社會(huì)的必然選擇，汽油、柴油、LNG、純電、油電混動(dòng)、氫燃料電池等等，交通運(yùn)輸領(lǐng)域燃料多元化的背后原因是低碳減排的能源轉(zhuǎn)型大趨勢(shì)。汽車排放了英國(guó)總排放的四分之一，汽車減排，電動(dòng)汽車將扮演重要的角色。
2016年4月，殼牌集團(tuán)成立新能源事業(yè)部。下一步，殼牌是否會(huì)通過(guò)其遍布全球的加油站網(wǎng)絡(luò)拓展汽車充電業(yè)務(wù)，是值得密切關(guān)注的戰(zhàn)略動(dòng)態(tài)。
過(guò)去我們常講，石油具有資源、金融和政治三重屬性，煤炭和天然氣或多或少也具備這三重屬性，而巴黎協(xié)定拯救地球的目標(biāo)又賦予了能源“道德”屬性。節(jié)能減排、能源轉(zhuǎn)型超越了資源稟賦和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的傳統(tǒng)范疇，今天的中國(guó)，在全球能源轉(zhuǎn)型中的重要性人們?cè)趺磸?qiáng)調(diào)都不過(guò)分，習(xí)近平主席提出我國(guó)能源發(fā)展的“四個(gè)革命一個(gè)合作”的戰(zhàn)略思想，正在引導(dǎo)中國(guó)在世界能源轉(zhuǎn)型中承擔(dān)起歷史賦予的責(zé)任。
中國(guó)石油央企在能源轉(zhuǎn)型中也是極其重要的角色，過(guò)去幾年殼牌石油公司的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略和實(shí)踐值得我們認(rèn)真學(xué)習(xí)借鑒。能源轉(zhuǎn)型留給傳統(tǒng)石油公司的時(shí)間已經(jīng)不多了，它們過(guò)去競(jìng)爭(zhēng)的是做強(qiáng)做大，而它們今天要為自己的轉(zhuǎn)型和生存而競(jìng)爭(zhēng)。
