浅谈绿色能源发电产业化

■谈股论经

■ 文兴

碳中和的含义大家都知道了，碳中和的成败不仅涉及一国的生存能力，也涉及到人类家园——地球的未来。马斯克的特斯拉汽车、可回收火箭SpaceX、脑电接口及他所称建设火星基地，都看到我们居住的星球存在的问题。可以说，马斯克的想法走在多数人的前面，他的工作成就同样处于全球领先地位。

我们来看看马斯克的碳中和实践。他的碳排放并不是嘴上说说而已，还真的换成真金白银。据报道，特斯拉在2020年，依靠售卖碳排放积分，获得了15.8亿美元的营业收入，是年净利润的两倍多，可以说特斯拉卖碳积分比卖车还赚钱。

马斯克不仅造新能源汽车，还利用出售碳排放积分实质性来盈利，这值得中国充满造福人类情怀的企业学习。因为碳达峰和碳中和的背后，就是各个国家的生存权和发展权。我们知道，气候变化成为全球性难题，中国碳减排任务十分重大。气候变化实质上反映了发展问题。近年来，全球气候变化对人类生产生活的不利影响越来越突出，应对气候变化已经成为人类社会共同面临的最严峻挑战之一。全球大多数国家已经签署了共同应对气候变化的《巴黎协定》并明确了碳中和的时间节点，英国等国家还通过立法予以明确。根据国际能源署(IEA)二氧化碳排放量数据，2019年，中国碳排放全球占比约29%，占比第一，其后分别为美国(15%)、欧盟(10%)、印度(7%)、俄罗斯(4%)、日本(3%)。当前，碳排放权成为各国竞争夺取重要的话语权之一，实现碳达峰及碳中和成为全球竞争的重要筹码。实现碳中和碳达峰，碳核算是基础。碳排放的核算，需要实现碳排放数据标准的统一与碳排放数据质量的控制。在数据得到保障的基础上，中国碳排放可实现与全球碳排放体系的统一，全国碳交易市场可顺利运行激发活力。此外，碳核算也可从源头对减排路径研究开发，对减排效果量化评估。

对碳排放作用巨大的就是当前的能源转型。我们知道，国际能源转型一直沿着从高碳到低碳、从低密度到高密度的路径进行。考察能源转型成功的标准可以从两个角度去评估：一是能源利用效率，二是能源密度。前者决定了成本优势，后者决定了应用场景广泛性。

笔者在之前文章中提到了各类能源的利用效率。全年共有8760小时，核能发电全年可发电时间超过7000小时，火力发电超过4500小时，水力发电超过3800小时，而光伏与风电很难超过2500小时，保证电力供应平稳充足是一个现实存在的问题。

能源密度是反映每百万美元GDP的能源消耗量。举个例子来体会：把能源当作钱。支票、百元大钞、一元硬币，它们的能源密度是不同的。同样去买一万元商品，用支票只要一张纸，一百元现钞要一摞，用一元硬币则需要63公斤！用这样的比喻来看各种能源密度就容易理解了。同样驱动车辆跑一段路程，汽油的能量密度高于电池，电池高于氢能源。从这样的简单类比，就能看到各类汽车驱动能源的短板。假如把问题再改成非自动做功的电力利用，核电的能源密度高于高空风能发电，高空风能发电高于火电，火电高于水电，水电高于光伏和风电。

还有，同样是电池，锂电池和氢能源燃料电池都是利用电，但锂电池是直接用电，而氢还需要通过电转化而来，因此，氢作为二次能源，能量利用效率肯定是低的。这也是马斯克放弃氢能源的主要原因。

再来看不是高空风能发电的风能发电。风力发电对我们来说，已经越来越不陌生。无污染，可再生，一度被世界各国科学家视作人类的理想能源。2005年，中国风电行业在起步落后十年的情况下，开始发力，用5年走完欧美国家15年历程，成为如今的世界第一风电大国。很多国人甚至会把它当成像中国高铁、中国特高压一样充满科技感的“国家名片”。但近两年，关于风电的批评声不断，尤其是一些西方学者成立反风电组织，不断强调风电是垃圾电，影响生态。

以往的风电强国瑞典、荷兰、澳大利亚等国，开始大面积拆除自身的风电设备，因为影响鸟类，影响气候，带来电磁污染、噪声污染、光影污染等。影响气候的原因主要依据就是能量守恒。自然界的能量或者说地球得到的能量是守恒的，风力被转化为电力，风自然就少了。量变到质变，自然会产生作用。

还有说风电是垃圾电的，风电有两个特点：一是出力的随机性，二是逆调峰特性。换成白话来说，就是风力发电，大小不受控制，时大时小。正是因为这两个特点，导致弃风现象非常严重。要知道，并入电网的电力资源必须是非常稳定的，这样才能供给全国。对于这种非常不稳定的风电，电网根本无法承载，也不敢运输。这些风力产生的电能只能被白白浪费掉，这就是风电行业中为什么会把风电称为“垃圾电”的真正原因。如今的解决办法就是建造类似天荒坪的储能水电站，建立蓄能电站，就是用风电把水举高高，用的时候再放下来发电，问题就在于有风电的地方，有没有类似天荒坪那样的山顶水库。

其实，这些问题已经在高空风能发电领域解决了，只是这个技术与空域管理有冲突，或者说还没有找到合适的管理方法，因此，是时候把绿色能源发电的产业化研究，放到高空风能发电领域了。

能解决能源不可能三角问题，我们还怕产业化应用的细枝末节吗？