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用力挖好这座能源大矿,中国富“甲”一方

日期: 来源:酷玩实验室收集编辑:酷玩实验室

2022年2月24日,乌俄战争爆发。


2023年2月20日,乌俄战争一周年之际,明确表示参加2024年美国总统大选的拜登,高调到访乌克兰,与泽连斯基会面。


拜登此行,并非为了和平,而是为了进一步“掏空”欧洲,为了选票。


就在拜登访乌当天,俄罗斯卫星通讯社发布一则报道:


德国经济研究所所长马塞尔·弗拉茨舍尔表示,由于乌俄战争“能源成本暴涨导致德国在2022年损失1000亿欧元,几乎相当于年生产总值的2.5%。”


马塞尔·弗拉茨舍尔预计,如果战争持续,德国受到的损失还会继续增加。


德国,作为欧洲制造业的领头羊、欧洲最大经济体,也是继中国之后世界第二大出口国。尤其是在汽车出口方面,一直是德国的骄傲。


然而,德国能源进口依赖度却高达63.6%。


由于能源危机,不只是德国,整个欧洲制造和运输成本提升、产业链阻滞、投资转移,这也就导致2022年中国汽车出口量大幅超过德国,跃居世界第二。


而只要能源危机不消除,除了要继续购买美国高价能源,过去一年发生在德国乃至整个欧洲的制造业和投资外流到中、美的情况,还会进一步加剧。


然而,美国只愿意看到德国制造业转移到美国。不能接受德国汽车企业加注投资中国,也不能接受巴斯夫这样的德国工业巨头迁往中国。


并且,当下的美国连巧取的“雅量”都没有了,“只剩下豪夺”。


美国最明显的“豪夺”行为就是,今年1月正式生效的《通胀消减法案》,尽管欧洲27个国家表示反对,美国依然我行我素:欧洲企业只有在美国建厂、雇佣美国工人,才能享受补贴。除非,不想跟美国做生意。


拜登的目的很明确,加速欧洲制造企业转移到美国,为自己创造政绩、提升支持率。


为了让欧洲制造业“安心”外流,拜登政府不断用实际行动表明美国会继续维持乌俄战争:


2月初,美国刚宣布给乌克兰追加22亿美元军事援助;拜登此行会见泽连斯基再次提出数十亿美元的直接援助……


这其实就是告诉欧洲制造业,不要心存侥幸,不要以为能源危机会在短时间内结束。美国,自会将战争维持到自己满意的那一天。


美国舞剑,意在欧洲制造。而欧洲制造之所以被盯上,是因为欧洲制造能力很强,同时又有一条明显的软肋——能源。


前事不忘,后事之师。


可以说,过去1年是“能源危机”这个宏观大词,距离大家最近的1年。


事实上,我们并不只是欧洲“能源危机”的旁观者,同时也是能源危机的亲历者。


目前,中国依然是世界上最大的石油、天然气和煤炭进口国,其对外依存度分别达72%、44.9%、10%。


而根据国际能源署预计,2023-2025年期间,中国电力需求年平均增幅为5.2%。相比此前数据,堪称激增。


能源成本提升,交通、制造和消费成本都会提升。制造业优势就会降低,多年积累的制造业家底就有可能外流。


中国如何避免陷入欧洲式的能源危机,如何才能做到既发展制造业,又解决能源问题?


尤其是如何应对“工业血液”石油的对外依赖问题?


01

瞄准主要能源矛盾,百家争鸣


1959年9月26日,黑龙江省境内松辽盆地大同镇的“松基三井”,喷出有工业价值的油流,标志着新中国第一个特大油田的发现。


为了铭记国内石油人和地质工作者多年来艰难的探索和寻觅,同时向5天后的新中国10周年国庆献礼,这座油田被命名为“大庆油田”。


要知道,在新中国第一个五年计划中(1953-1957年),只有石油工业没有完成预期目标。为了满足国内工业生产的能源需求,国家不得不耗费大量外汇进口石油。


为了摘掉“贫油国”的帽子,奋力发展工业,改变农业国的宿命,在3年自然灾害、苏联专家撤走的历史背景下,当时石油部召开了扩大会议,集中力量到大庆油田“来一个声势浩大的大会战”。


1960年三四月,来自石油系统37个厂矿、院校的骨干自带设备奔赴大庆,当年退伍的3万名解放军、3000名转业军官,以及国务院等部门人员,也陆续抵达大庆。


经过3年多“学铁人、做铁人”的艰苦奋战,中国石油工业终于迎来改天换地的变化。1963年12月3日,总理在二届全国人大四次会议上宣布:


“我国经济建设、国防建设和人民所需要的石油,过去大部分依靠进口,现在不管是数量上或者在品种上,都已经基本自给了。中国人民使用洋油的时代,即将一去不复返了!”


尤其是1966年之后的10几年,国内原油产量以每年递增18.6%的速度增长。1973年,国产原油甚至还出口日本等国家,换回大量外汇。


但是,随着改开,尤其是1990年代初开始大规模招商引资,国内石油消费与工业发展水涨船高。到了1993年,中国就已经成为石油净进口国。


与此同时,国际公认的“耗油大户”汽车产业,在国内也开启高歌猛进模式。


1990年,国内汽车年产量只有50万辆,到了1992年就达到100万辆,短短2年,就实现了翻番。


从统计数据来看,全球70%石油用于交通领域,中国也迎来同样的“宿命”。


此后,石油的对外依赖,就成为国内工业和交通运输发展抹不去的隐忧。


幸运的是,国内初代工业人也很早就意识到“富煤、少气、贫油”是资源禀赋决定的宿命,人再怎么努力也无法改变。


既然供给侧无法满足,挖无可挖,那就在需求端寻找石油的“替代品”。


早在1949年3月,大连大学科学研究所就开启了“氢燃料电池”的研究,1961年这个机构改成了一个更为大家所熟知的名字“中国科学院化学物理研究所”。


客观上来说中国氢能汽车方面的研究是很领先的,1965年国外设计出首款氢能汽车,1980年中国就成功造出国内第一辆氢能汽车。


然而,技术达标并不意味着一定能规模化,因为一项新能源的商业化使用,还涉及到制备、储存、运输、加注等等全链条的完善。直到今天,氢能的储存和加注还是一个时代难题。


好在,国内对新能源的探索,不止氢能这一项,而是百花齐放。


1960年4月,新安江水电站正式发电。


这座被列入国家第一个五年计划的水电站,建设历程同样也是一场可以载入史册的“大会战”。


1957年新安江水电站主体工程开工,2万多名技术干部、土建工人,分布在新安江两岸上下游10公里,凭借“让高山低头,叫河水让路”的毅力,克服经验不足、物质贫乏的困难,硬生生将工期比原定计划缩短了20个月。


也正是这种非凡的情怀,后续才诞生了三峡、白鹤滩等人类水电站历史上的工程奇迹,让中国成为全球水电大国。


但是,大江大河毕竟有限,要想支撑中国火箭速度的经济发展,就要寻找近乎“无限”的能源。


1983年,甘肃省兰州市榆中县的园子岔乡,建成中国第一座光伏发电站。当时中国最穷的乡村,终于进入电力时代。当时的人肯定预料不到,来自日本的这批太阳能单晶电池板,会促进中国成为日后世界上最大、最强的光伏制造国。


就在第一座光伏发电站落成的同一年,中国第一座核电站秦山核电站破土动工,在1991年12月15日并网发电。如今,中国已经实现核电站关键设备国产化,成为全球核电大国。


1986年5月,山东荣成市建起中国第一座陆上风电场,并成功入网。揭开中国风电从无到有的序幕。同年11月,随着丹麦两台风机运抵新疆柴窝堡,又落成了当时亚洲最大的新疆达坂城风电场。


但是,当时的风电设备都是进口,不论是设备还是维修费用都极其昂贵。正因如此,也让中国加速成为风电大国。


从装机容量结构来看,当下国内能源结构日趋“健康”。2021年火电占比54.6%,水电、风电、光伏、核电等可再生能源发电装机占比分别为16.5%、13.8%、12.9%和2.2%。


并且,在火电发电量保持增长的前提下,火电在所有能源中的占比依旧呈现下降趋势。可再生能源的潜力,还在持续释放中。这也是当下国内电动车可以“任性”发展的重要根基。


关于苏秦有句戏文,“使我有洛阳二顷田,焉能佩六国相印。”


中国之所以能成为全球核电、水电、风电、光伏大国,亦是如此。如果守着能源富矿,谁又愿意去移山平海。


02

计划之外的计划——甲醇


尽管,国内水电、风电、光伏、核电等可再生能源发电装机已经超过总发电量45%,但是,不论水电、风电,还是光伏,都存在天然的“不足”。


以国内水电第一大省四川为例。每年5—10月为丰沛期,而在2017年修建跨省外送通道之前,每到丰沛期,水电站发出的电,电网无法消纳,只得弃水,眼看着百亿度水电白白流走。


同样的道理,风电大省内蒙古、新疆,也要在“旺季”弃风;山东、河北等光伏大省也存在弃光问题。


一方面,能源需求增长,对外依赖,不够用。另外一方面,丰沛期的电又无法充分消纳。原因就是,储能问题一直无法解决。成本便宜的抽水储能,受限于地理条件,挖掘空间基本见顶。电池储能,成本又太高。


比如,光伏发电成本已经达到和火电持平, 甚至比火电还便宜,但是度电储能成本比发电成本还高。这也就导致把电存储起来,还不如直接弃掉。


因此,2021年风光累计装机占比虽然已经达到26%,但是发电量占比却只有10%。


对于过剩的电,还有一种“存储”方式——电解氢。


然而,电解氢操作虽然容易,氢的储存、运输却存在一个大bug——氢脆。氢,由于分子结构很小,溶入钢之后,会导致钢脆化。并且,氢脆,只可防,不可治。


这也是限制氢能产业发展的重要原因之一。


不过,从建国以来就在为国家探索能源道路的研究者,并未就此停下脚步。


2021年3月1日,中国社会科学院出版了《中国能源转型-走向碳中和》一书。中科院“能源转型与能源安全研究”课题组,将重点聚焦在能源需求的转型和供给侧转型。


书中提到一条“暂未纳入国家能源体系”的新路径——甲醇,可以有效地把氢能、碳循环、电能替代、燃油替代技术结合在一起,成为碳中和应用的重要环节。


站在电解氢等氢能“储存”角度来说,甲醇是常温下含氢量最高的液体,在储存、运输和使用等环节,更加经济安全便捷。并且,与氢能相似,甲醇具有燃烧高效、排放清洁、可再生等特点。


因此,业界将甲醇称为“醇氢”。


理论上说,如果把原本风电、水电、光伏要弃掉的电用来电解氢,用氢来制备甲醇,不仅提高能源利用率,由于利用充分也能进一步提高风电、水电、光伏的产业规模。


目前,中国是全球最大的甲醇生产国和消费国。我国甲醇年产量超7000万吨,约占全球甲醇总产量的60%。不过,甲醇在国内主要用于化工,而并非能源。


根据发改委数据,2021年我国进口石油达到5.13亿吨。


由于70%石油用于交通运输领域,如果甲醇燃料应用规模达到3.5亿吨以上,就可以一举将我国原油对外依存度降到30%以下。


尽管甲醇暂未纳入国家能源体系,但是国内对于甲醇汽车的研究,却由来已久。根源还是资源禀赋问题,所有能替代汽油、柴油的路径,都要保留可能性。


其实,自“六五”(1981—1985年)以来,甲醇汽车相关的研发、示范和应用得到国家相关部委的支持。


2012年开始,国内就在工信部牵头下,在山西、上海、陕西、贵州、甘肃五省市启动了甲醇汽车试点工作,系统地验证了甲醇汽车的适用性、安全性、可靠性、经济性和环保性。


最终,专家组验收意见是“我国甲醇汽车处于世界领先水平”。


到了2021年9月,生态环境部于正式受理甲醇汽车的环保认证,甲醇汽车被纳入国家汽车工业统一管理范畴,开始进入市场推广阶段。


甲醇具备清洁能源的优点,有能够减少弃电,又能提升国家能源安全,为什么甲醇汽车迟迟没有得到大规模推广?


因为传统汽车的能源储存和运输、发动机、零部件、加注站等,都是围绕汽油、柴油而设计。


而甲醇对有色金属、橡胶配件具有一定的腐蚀、溶胀作用,并且低温情况下启动困难,所以甲醇汽车需要对发动机系统进行针对性设计。除此之外,还要有专门的后处理装置,专用滤清器等零部件,以及专门的运输、加注设备。


因此,甲醇汽车的研制并不只是单纯的技术问题,而是汽车产业问题。只有打通甲醇汽车、零部件、原料甲醇、运输、调配、终端加注等各个环节,才能将甲醇汽车规模化。


另外,甲醇虽然是一种清洁能源,但是传统制甲醇的方式,却不够环保。


目前,中国虽然是全球最大的甲醇消费国,但,过去80%的甲醇来自于煤制甲醇。也就是通过煤的气化、水煤气变换、合成气净化等工艺来制备,在此过程中还会有大量CO2的排放。


在碳达峰、碳中和的大背景下,甲醇这匹能源“黑马”更是显得束手束脚。


可以说,甲醇作为汽车能源,关键不是技术细节问题,更多的是产业宏观问题,是一个国家潜在能源危机中,产业从业者的眼光和魄力问题。


也可以说,这是关于勇气的问题,需要有人跳出来“舍身”在荆棘丛中为众人蹚出一条路。


而对于头顶悬着能源“达摩斯之剑”的中国来说,这也是一条迟早要走的道路。


03

富“甲”一方,还要从商用车破题


2021年11月,就在甲醇汽车被纳入国家汽车工业统一管理范畴之后的2个月,工信部在《“十四五”工业绿色发展规划》中提出推进二氧化碳耦合制甲醇等降碳技术的推广应用,将甲醇汽车纳入绿色产品,大力发展和推广新能源汽车,促进甲醇汽车等替代燃料汽车推广。


此时,路径更加明确了,通过二氧化碳耦合制甲醇,在合成甲醇的过程中同步“降碳”,让清洁能源甲醇再度清洁,甲醇汽车就能更顺利地策马狂奔。


正所谓,机会是留给有准备的人的。


2015年7月3日,在绝大多数从业者对甲醇持观望态度时,吉利投资了冰岛碳循环国际公司。主要看中了后者的利用地热发电制氢与捕集的二氧化碳合成可再生甲醇技术。


该工艺不同于常见的以CO为碳源与H2反应合成甲醇的传统工艺,而是以CO2和H2作为原料一步法合成甲醇。


5年后,吉利带着这套吸收来的合成甲醇技术,以及具有完全自主知识产权的全球领先的CO2捕集净化工艺,与河南安阳大型能源、化工企业顺成集团合作合作建成了全球最大规模二氧化碳加氢制绿色低碳甲醇工厂。


2023年2月21日,工厂正式投产。


项目正式运行后,每年可生产绿色低碳甲醇11万吨,联产LNG(液化气)7万吨,直接资源化利用二氧化碳16万吨,相当于增加森林种植面积16万亩,相当于增加森林种植面积16万亩,间接减排55万吨二氧化碳,相当于增加森林面积55万亩。


正所谓,十年苦功无人问,一举成名天下知。


随着全球首个十万吨级绿色低碳甲醇工厂落成,更多人知道,原来吉利已经在甲醇能源这条路上探索了18年。


并且,吉利已经为行业蹚出一条可行之路:甲醇商用车。


之所以是商用车,因为这是其他类型的能源动力路径一直未能有效攻克的难关。


中国市场以货运卡车为主的商用汽车保有量虽然只占全国汽车总量的10.9%,却消耗了51%的汽柴油,排放了全部汽车排放二氧化碳总量的56%,并且占到汽车排放大气污染物排放总量的80%,1辆柴油重卡的污染物排放量相当于306辆乘用车。


氢能、电驱虽然也想拿下商用车节能减排的“圣杯”,但是受限于氢能的储、运、站等难题,以及电驱的电池自重太高、成本高、续航尤其是冬季续航打折问题,导致商用车“过分”的污染和排放问题迟迟不能得到有效解决。


而早在2019年吉利旗下远程新能源商用车,就推出了全球首款甲醇重卡。


经过十年磨剑,吉利已攻克低温冷启动、耐甲醇材料开发、专用润滑油开发、专用添加剂开发、排放控制、甲醇电喷控制系统等多项关键技术难点,成功解决甲醇发动机零部件耐醇、耐久性能等行业难题。


不仅甲醇商用车整车成本与传统商用车相当,2022年,远程新能源商用车发布的全新甲醇重卡G2M,搭载了新一代13L甲醇发动机,燃料成本相比柴油重卡更是节省18%-32%,相当于每公里最多可节省1元钱。


也就是说,吉利甲醇商用车同时兼顾了节能、减排,以及省钱。


作为目前国内唯一量产甲醇重卡的企业吉利,不论是在技术成熟度方面,还是在甲醇商用车规模化方面,都已经达到世界领先水平。


截止目前,吉利汽车除了掌握甲醇汽车的核心技术,以及200余项核心专利,还开发甲醇燃料商用车、乘用车共20余款,覆盖了普货运输、危化品运输、建筑、矿场、集装箱运输、冷藏车等多种场景。各类醇氢商用车,在全国规模化运行近3万辆,总运行里程近100亿公里。


理想预估,假如国内1/3的车辆使用绿色低碳甲醇燃料,就能减少8000万吨的石油进口。


但客观来说,甲醇汽车每一步都不容易。甲醇汽车推广,不是某一家企业的“责任”,而是需要整个行业积极参与。


当然,作为在荆棘中蹚路的吉利更能明白这一点。为此,吉利实行了“醇车一体化”战略。


所谓“醇车一体化”,就是吉利基于自身18年甲醇汽车材料、零部件等各方面的技术优势,与实力雄厚的上下游企业进行深度合作,将生产、仓储、运输、加注、销售合为一体,一举构建起甲醇汽车的全生命周期服务网络。


由于甲醇远比氢气稳定,现有成品油的调配、储存、运输和加注等基础设施稍加改造后即可成为甲醇燃料加注的基础设施,从汽、柴油车过渡到甲醇汽车易于实现。目前已经能够实现20万元新建一座撬装式加注站,2万元改造一座油罐。


目前吉利甲醇商用车已经在新疆、青海、山西、内蒙古、陕西、甘肃、贵州、海南、河南等多个省份实现规模化运行,其经济性、适用性、可靠性得到了充分验证。


在甲醇商用车推广过程中,吉利也打通了甲醇全产业链体系,形成醇、运、站、车、捕的循环生态,全面覆盖从二氧化碳捕集制甲醇,甲醇运输,甲醇汽车推广和甲醇加注站建设等多元场景。


但,甲醇汽车更大规模的推广,只是吉利一家企业是不够的。需要竞争,也需要上下游产业链百花齐放。


国内能源需求在增长、石油对外依赖度居高不下、水风光电受到天时影响、碳中和挑战与日俱增,尽管道路崎岖,但是我相信国内不缺积极探索的勇者。


尾声


2006年,诺贝尔化学奖得主、著名有机化学家乔治·奥拉写了一本书,名叫《跨越油气时代——甲醇经济》。


书中,乔治围绕全球面临的能源危机,提出了一个解决能源问题的新概念:甲醇经济。


因为甲醇是人类可见到的生产原料最丰富的可再生能源,煤、天然气、石油、水、CO2、植物秸秆等等都可以制造甲醇。


南方科技大学创新创业学院院长、澳大利亚国家工程院外籍院士刘科曾在公开场合这样评价:“甲醇是取之不尽的,它是一个能源载体。”


站在当下,尤其是亲眼见证了俄乌战争之后被“能源危机”困扰的欧洲,再回顾中国对外72%的石油依赖,发展每一种新型能源,都称得上是刻不容缓。


展望遥远的未来,当地球最后一桶石油开采完,那时的人类就一定会明白石油只是驱动人类寻找石油“替代品”的过渡性能源,发展每一种新型能源,都有其必要性。


时代,会给探索者应有的馈赠。



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