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花猫哥哥:人类命运共同体蕴含的星辰大海|2023-06-19

最近因为经济下行大家都比较焦虑。

一会产业链转移,一会失业潮,一会裁员潮,一会社会案件多发,看得多了,非常影响心情。

今天,想给大家一个更宏大的视角看世界,认真系统地讲一讲人类命运共同体

帮大家提升认知,建立信心。

2001年诺贝尔经济学奖得主,原世界银行首席经济学家约瑟夫·斯蒂格利茨曾提出了一个论断:

21世纪初期对人类命运影响最大的两件事,一个是美国的新技术革命,另一个是中国的城市化。

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很明显,从这个排序上就能看出,斯蒂格利茨觉得:

科技底蕴更深厚的美国在21世纪更容易在科技上取得突破,从而改变人类的命运。

这个突破,显然指的是能源利用模式的革命。

我们都知道,人类文明大发展,来自于工业革命,而工业革命则起源于蒸汽机的诞生。

工业革命的本质是人类对能源的利用效率发生质的飞跃,包括后来的电力技术、原子能技术等等,一步一步的进步都是如此。

按照正常的轨迹,下一步就是核聚变发电了,可控核聚变是人类对能源利用的终极理想,将给人类带来几乎无限的能源。

但是可控核聚变现在始终无法实现正向的输入输出比,所以核聚变项目一直处于一种“将在五十年内实现”的局面当中。

但是斯蒂格利茨没想到的是,世界的发展,和他的设想完全不同。

核聚变突破没等到,中国却已经拿出来了自己的全套解决方案。

21世纪的第一个10年,中国就提出人类命运共同体这个宏大的概念。

中国之所以底气十足站在人类命运的高度提出这个概念,是因为中国在应用科技树上达到的高度,将深刻改变人类的命运。

1  第一颗科技树:光伏

光伏严格来说不算中国人发明,但真正将光伏在应用端推广到全世界的,还要数中国。

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我们都知道,太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。

光伏给人类创造了一种越过一级和二级能源,直接向地球上一切能量的总源泉(太阳)索取能量的捷径:

光能直接转化为电能。

而且相比化石燃料,使用光伏发电可以做到完全零排放,是不折不扣的清洁能源。

既然光伏那么好,那么以前为什么不大力推广呢?

很简单,成本。

太阳能虽然不要钱,但光伏设备是要钱的,成本中占比最大的,还要是光伏多晶硅电池片生产成本。

2000年之后,多晶硅原料一直在100美元/公斤的价格波动,2008年甚至达到500美元/公斤的价格顶点,这就导致成本的极大增加。

这种价格直接反映在了发电成本上,以光伏设备寿命20年来计算,每度电的发电成本竟然达到了1-2元/度。

要知道,中国民用电价也才5毛左右一度,你发这一块多钱的电,谁来用?

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所以成本问题不解决,光伏毫无前途可言。

这时候,中国开始了国家推广光伏的金太阳工程。

中国是一个十几亿人口的大市场,这个需求一旦起来,那可不得了。

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在经济学领域,有一个词叫规模经济,又称“规模利益”(scale merit):

是指在一定的产量范围内,随着产量的增加,平均成本不断降低的规律。

中国光伏产量上去之后,光伏组件价格那是哗哗往下掉。

单晶硅菜花料最低已经低至120元/KG,这意味着光伏组件价格节后将跌至1.3元/W!

这是啥概念呢?

意味着光伏发电成本将低于水电,成为发电成本最低的能源!

低到什么程度?

2021年6月22日,四川甘孜州一个光伏电站招投标,最后中标价为每度0.1476元!

一毛四分钱!

只有水电入网价格的一半!

就这居然还有利润!

你要是电力企业,你会选择投资光伏,还是投资水电和火电?

这样就形成了一个越投资光伏电站,成本越低,电价越便宜的产业趋势。

光伏发电价格的白菜化,带来的意义可不仅仅是低碳环保那么简单,而是可能撬动整个世界能源格局。

一方面,可以让人类社会逐步摆脱对化石能源的依赖,形成对电力的依赖。

当下的世界面对两个严峻挑战:

气候变化和能源安全,这两者都与化石能源有关。

气候变化很容易理解,最近几年,是不是感觉异常气候变多了?

事实证明,地球大气系统正在发生复杂的变化,包括气温升高、极端天气增加、海平面上升等。

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温室气体的增加是导致气候变化的主要原因之一。

要想减少温室气体排放,必须能源端想办法用清洁能源。

根据世界自然基金会(WWF)研究结果:

从减排二氧化碳效果而言,安装1平米光伏发电系统相当于植树造林100平米。

哪怕只是为了人类的生存和延续,也必须减少化石能源的使用,这个时候光伏的意义就上升到了全人类的层级。

而能源安全,经历了一场俄乌战争,相信每一个国家都意识到了。

由于化石能源分布和消费的不均衡,世界上存在一个很复杂的能源供应链。

如果对某一单一能源或单一来源过于依赖的话,一旦这种能源来源遇到黑天鹅事件(比如地震、火山,甚至像炸北溪那样的事件),整个国家都会处于一种类似戒毒的戒断反应一样,折腾得鸡飞狗跳。

如果有光伏在手,很多时候很多问题就可以轻易解决。

就算对我们个人,光伏的意义也十分巨大。

以现在火热的新能源汽车为例。

以某品牌电车作为计算对象,电容量60度,标准续航500公里,咱们打个折,按400公里来算。

按照一年跑15000公里,那就是2250度电。

如果有充电桩,电费按5毛计算,费用应该在1000元多一点。

如果是油车呢?

家用经济型轿车,市区里跑,百公里在8个油左右,一年15000公里,那就是1200升油。

每升油按7.5元计算,那就是9000元。

也就是说,单从能源成本上来说,电车使用成本只有油车的八分之一。

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如果光伏大规模普及后,把电价降到2毛5一度呢?

电车的优势就更大了,到时候谁还用油车?

电车多了,油车少了,整个国家关于化石能源的依赖就会大大降低。

无论从环境保护还是能源安全来说,都是一件好事,毕竟中国大部分石油都是要靠进口的。

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另一方面,越来越廉价的电力将对人类社会带来一系列的影响。

现在大规模光伏的电价已经达到1毛4一度,未来更大规模普及后,1毛一度甚至几分钱一度并不是梦想。

这会给人类带来完全不一样的生产力革命。

廉价电力的意义不在于我们每个月电费少了多少钱,而是廉价电力带来的生产模式变化。

现在困扰人类的很多问题,都可以用堆电力来解决,大力是可以出奇迹的!

比如,磁悬浮列车,海水淡化,乃至成本很高的页岩油裂解,都完全可以用电搞定!

带来生产力的极度进步和生产生活原料成本的急剧降低。

甚至当电能廉价到一定程度的时候,无线输电的损耗也就可以忽略不计,从而得到大规模推广。

刘慈欣的《三体》就描绘了这样一个世界:

地球拥有 “无限能源(电力)”,所有东西都无需考虑充电问题,汽车不用加油也不需要充电就可以跑,杯子里的牛奶无需供电即可加热。

无线充电仿佛无时无刻覆盖着地球的每一个角落。

想象一下,这是一个多么美好的时代?

当然,光伏发电也有其缺点,这就是依赖太阳日照,晚上的时候就无法发电。

但是我们晚上也需要用电,这个时候就只能用核电、火电和水电来调节。

核电与火电成本降低空间有限,如果无法摆脱核电与火电,用电成本还是无法根本改变。

那么有没有一种可能,在我们晚上的时候,把地球另一边正处于白天的地方光伏电站发的电输过来给我用。

等我到白天了,再把我用光伏发的电输给黑夜的地方用?

要知道,太阳照射地球有三个时区。

只要在这三个时区的沙漠上建设规模巨大的光伏发电站,三个时区交替使用,不就可以解决光伏发电的供电矛盾了?

没错,这就是全球能源互联网的初步概念,也是联合国层面一直推广的事情。

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目前,中国已经成立全球能源互联网发展合作组织,正式开始推动全球能源互联网的建设工作。

根据初步规划,构建全球能源互联网总体可分为国内互联、洲内互联和洲际互联三个阶段。

到2020年左右为国内互联阶段,各国加快清洁能源开发和国内电网互联建设;

到2030年左右为洲内互联阶段,推动洲内大型能源基地开发和电网跨国互联;

到2050年左右为洲际互联阶段,加快“一极一道”(北极、赤道)能源基地开发和电网跨洲互联,基本建成全球能源互联网。

一旦全球能源互联网建成,全球电能一张网,人类共享电能,将不再是梦想。

 第二颗科技树:特高压

但是问题来了,远距离输电,会带来电量损耗,特别是跨洲输电。

如果直接拉根线过去,可能光伏发的电都不够路上损耗的。

就好像你端一盆水准备泡脚,结果脚还没泡就撒了一半,这怎么行?

怎么办?

特高压输电技术!

学过中学物理的都知道,输电线上的功率损耗正比于电流的平方。

显然,电压越高,损耗越小,而且随着电压的成倍提高,损耗是几何数降低。

在输送相同功率的情况下,1000kV输电线路的线路电流约为500kV输电线路的1/2,其电阻约为500kV线路的25%。

因此,1000kV特高压输电线路单位长度的功率损耗约为500kV超高压输电的1/16。

值得我们庆幸的是,全世界范围内,特高压的尖端技术基本上都在中国。

为什么会如此呢?

这和中国的地理环境有关。

中国资源分布很不均匀,能用来发电的石油和煤炭,80%都分布在西部和北部。

但是经济上,却是中部和东部最发达,人口也最密集。

我国70%的电力负荷,都集中在中部和东部。

所以,只能进行跨区域、远距离进行大规模电能输送,也就是我们说的“西电东送”、“北电南送”。

但是,改革开放初期,中国并没有特高压输电技术,只能引进。

但和那个年代很多产业一样,引进价格昂贵不说,售后也很艰难。

反复沟通无数次,国外厂家才派人来解决问题,还要包吃包住包机票。

来了不但趾高气扬还百般防范,防止中国人学技术。

正因为有了这样屈辱的经历,中国电网人彻底断了靠外国技术的想法,开始自主研发特高压输电技术。

经过不懈努力,中国很快在特高压理论、技术、标准、装备及工程建设、运行等方面取得全面创新突破,掌握了具有自主知识产权的±500千伏高压输电技术!

就在国家攻克了500千伏之后,中国电网又提出研究±800千伏直流输电技术,国内外一片质疑声。

结果仅用四年时间,世界首个特高压直流输电工程,±800kV云南至广东直流工程投运,创造了32项世界第一!

你以为中国人满足了?不,中国人又向1000千伏发起冲击!

2008年,山西晋东南至湖北荆门1000千伏特高压交流输电线路,正式投入运行!

2018年,从新疆昌吉,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽6省到安徽古泉的±1100千伏“昌吉-古泉”特高压工程,正式投入运行!

同年,途经陕西、山西、河北、山东4省的榆横—潍坊1500千伏特高压交流电线路建成使用!

这是人类特高压输电史上的巅峰之作!

至今保持着全世界最高电压输电线路的记录。

1000-1500千伏这个领域的技术,全世界只有中国掌握。

目前中国已建成“14交16直”共计30条在运特高压线路、5条在建特高压线路,在建在运特高压线总长度4.8万千米,可以绕地球4圈。

谁能想到,中国只是想解决一个国内用电问题,却误打误撞搞出了一个输电黑科技?

正是因为有特高压技术,才实现了能源互联网的可行性,让全球能源互联,三个时区发电交替供电成为可能。

全球能源互联网不只是说说而已,而是有非常客观的现实基础。

如今,中国电网在菲律宾、巴西、葡萄牙、澳大利亚、意大利、比利时、希腊、阿曼、智利等国家和地区成功投资运营骨干能源网资产。

那么把这些已经在运营的电网连接起来,不就是全球能源互联网的雏形了?图片

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按照这个设想,人类未来可以在赤道取太阳能,在北极取风能,然后建立洲级电网,最后用特高压把这些洲级电网跨洲连接。

建设以特高压电网为骨干网架、输送清洁能源为主导、全球互联泛在的坚强智能电网。

试想一下:

当赤道几内亚的太阳能电温暖南极科考站中的蔬菜大棚。

当比利牛斯山上的风电推动澳大利亚的矿机……

当阿拉斯加的地热能火电照亮了委内瑞拉每一户普通家庭。

这种匪夷所思、看似不可能的构想,不就是人类命运共同体吗?

当然,要想实现这一目标,统一电网标准至关重要。

那么作为全球唯一掌握特高压技术,并商业化运营的国家,中国的特高压技术标准,理所当然地成为了全球唯一的标准。

也正是因为特高压是中国垄断的黑科技,所以联合国推动的全球能源互联网受到美国的阻扰。

美国绝对不愿看到中国主导的光伏发电+特高压电网垄断全球的能源供应。

所以,目前我们只能通过一带一路倡议先搞一个简易版的全球能源互联网:

一方面尝试跨洲特高压的实用性,另一方面也是打个样板出来,让大家看看。

具体路线就是,在非洲撒哈拉沙漠建设光伏发电站,用特高压技术将电网从非洲到中东,到中亚到中国,这种能源互联网完全能解决亚非国家白天黑夜的供电矛盾。

目前,中国能建、中国西电和埃及吉萨电缆工业公司组成的联合体,已经成功签约埃及-沙特±500千伏超高压直流输电线路合同,而中国-沙特输电线路,双方正在接洽之中。

为什么选择沙特和埃及?

很简单人家那里有沙漠啊!

沙漠这种地方指望种粮食是不现实的,可却是采集太阳能的绝好场所。

我们可以算算,中国全年用电量大概8.6万亿度,如果这个供应量全部用光伏发电的话,需要多少沙漠呢?

按照光伏组件铺设的最佳倾角同时不遮挡后排,1平方公里面积大概可以装15万千瓦的光伏发电站。

按年平均日照1000小时算(非常非常保守了,把阴天什么的都算进去了),一年可以发电1.5亿度。

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也就是说,满足中国全年用电量,只需要5.7万平方公里的光伏电站就够了。

那么撒哈拉沙漠多大呢?

932万平方公里。

沙特沙漠面积多大呢?

86万平方公里。

中国的塔克拉玛干沙漠面积多大呢?

33.76万平方公里。

也就是说,中国只需要利用塔克拉玛干沙漠十分之一的面积建设光伏电站,就可以满足中国白天用电需求。

然后用沙特沙漠20分之一的面积铺上光伏,就可以满足中国前半夜用电需求。

再用撒哈拉沙漠6%的面积铺上光伏,就可以满足整个中国后半夜到早上10点前的用电需求。

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