02.
特高压: 千里送鹅毛
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光伏外送难题的解决,取决于中国的另一块拼图:特高压。
要把电输送出去,就要靠常见的高压线,电压越高,输送电力就越远,常见的高压线一般是220千伏,而作为高压线加强版的特高压,则是800千伏,甚至1000千伏的高压。如果普通高压线是电力的铁路,特高压就是电力的高铁。
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青海至河南±800千伏特高压工程施工现场,2020年
2004年,刚上任的国
家电网总经理刘振亚主张直接上特高压。但特高压的上马,也和当年高铁一样,遭遇了激烈的反对。有专家“很有创意地”把特高压称作“克隆霸王龙”计划:为了增加肉类供应,把现有的牛羊猪禽全拿出来喂霸王龙,得不偿失[6]。
传统的发电思路是:扩建铁路网,把西部的煤运到东部,各地自己建电站。小电站的调度也方便,技术难度低,还能解决当地就业问题。而特高压的思路则是,在西部煤矿建大型坑口电站,降低发电成本,然后通过延绵千里的大型高压电塔,输入到东部大城市。
反对派认为,把本可以分散运输到各地小电站的煤,集中在一个地方加工,再用昂贵的高压塔传送出去,这不就是用牛羊猪禽全拿出来喂霸王龙来增加肉类供应吗?
事实也确实是这样:十几年来,中国的特高压投资相当于5条
大秦铁路,但传输的电只相当于大秦铁路运煤发电量的一半。即便再把大秦铁路延长一倍,铁路运煤的投资也远小于特高压建设投资。
经济账固然没算错,但局限也很明显,一句话总结就是:格局小了。
采用铁路运煤路线,虽然眼下成本更低,但是也意味着中国
能源将被锁死在煤电路线上。假以时日,清洁能源的传输将是日后不得不面对的一个问题。在眼前的苟且和诗与远方之间,决策层做出了抉择:小国才做选择,大国我全都要,特高压和铁路一起上马。
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长达3000公里的1100千伏准东-皖南特高压传输线
特高压惊险的技术攻关且按下不表,我们先看看投资金额:从2006年开始大手笔投资特高压开始,中国的特高压建设经历了三次大的投资高峰,14年下来,投资总额高达6091亿[8]。要知道,三峡大坝和
京沪高铁,单个项目的投资额也“只有”2000亿。
通过这张贯通全国的电网,有超过5000亿度电从西部运往中国各地,更为关键的是,在2016年后,特高压忽然帮助光伏打开了成本的大门。
新疆“弃光率”从30%下降到5%,曾经弃光同样严重的甘肃更是只有2.4%,其中一个重要原因就是特高压的大规模接入。
比如2017年建成的从甘肃酒泉到湖南的特高压,将相当于6个长沙电厂的年发电量的400亿千瓦时清洁能源,跨越2383公里输入到了湖南[9]。
另一条作用于新疆的哈密南-郑州工程外送电力达到了312.58亿度,其中一半以上为
新能源发电。而对于弃光率仍然很高的青海,特高压也安排上了。比如,青豫特高压直流工程是世界首条高海拔地区的100%输送可再生能源的特高压输电大通道,工程起于青海,止于河南驻马店。
就这样,本是平行线发展的两大赛道,光伏-特高压完美出现了结合点,中国集齐了新能源竞赛的第二块拼图。
但特高压也不是光伏能源的终极灵丹妙药,光伏毕竟只有白天能发电,晚上就熄火,如果要稳定的上网,更好的办法是把能源储存起来,另外,多发出的电如何能得到更好的应用呢?
第三块拼图带着争议,正在呼啸而来。
03. 电动车:需求的反哺
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首先要说明的是,中国的“生产-传输-利用”能源三角,并非像素级复刻美国。最大的差别就是“利用”这个环节。
美国当年的“利用”环节,是庞大的汽车保有量对石油资源的消耗,从而让能源三角运转起来。而中国目前并没有新的电力需求——即使按照工信部的规划2035年
新能源汽车销量占比达到50%,考虑到总保有量,电力需求的增长也不会是一条陡峭的曲线。
但新能源汽车的发展会直接带动另外一个领域的飞速发展,这个领域会直接补齐“生产-传输-利用”的大三角。这个领域就是:
储能。
如同前文提到,因为电力即产即用的特性,任何时候生产量和需求量都需要严格匹配。像光伏如果白天发的电如果太多,不能及时存储下来并网就只能白白浪费,这也是“弃光”严重的原因之一。而要解决“弃光”的问题,很重要的一个手段就是储能。
简单理解,储能的重要性就相当于吃饭为什么需要碗——如果把电力比做“工业粮食”,光伏、
风电是“生产机”(帮忙生产更多粮食),特高压电网是“大运河”(帮忙输送了更多粮食),储能就相当于“大粮仓”(帮忙存储更多粮食)[11]。
而在各种储能方式中,
锂电池储能无疑是最方便的,但缺点到也很明显:贵。每度电储能成本高达0.6~0.8元,这个价格比电价还高了一倍。这就直接导致多发出来的电与其存起来,还不如弃掉划算。但如果能够大幅降低储能成本,“弃光”就可以得到解决。
怎么降低锂电池的成本?一个叫莱特定律的公式可以帮助解决这个问题。
1936年,西奥多-莱特在研究生产成本时,发现飞机生产数量每累计增加一倍,制造商就会实现成本按百分比持续下降,比如生产第2000架飞机的成本比生产第1000架飞机的成本低15%,生产第4000架飞机的成本,比生产第2000架飞机的成本低15%。
锂电池也符合这个定律:电池产量每次翻倍,其成本会下降28%[12]。
而电动车会带来电池产量的剧增:一辆续航里程超过200英里的电动车电池相当于5000部iPhone,即使仅有1%的汽车销量从汽油动力转换为电动汽车,电池的需求量相对于全球智能手机都将增加一倍以上。电动车的普及,会导致电池成本的下降将重新加速。
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锂电池价格走势
简单总结下,随着电动车爆发带来的推动,储能成本将会持续下降,光伏+锂电池储能成本会不断降低,根据GTM数据,2012年到2017年电化学储能电站成本大幅下降78%。而且未来到2030年,储能成本会下降到1000元/kWh,我国大部分地区光储结合就能实现平价。
至此,中国的“光伏-特高压-新能源”三个产业,会让能源的“生产-传输-利用”的三角形成闭环,而且可以自我造血,不断正向加强。
解锁储能产业的新能源汽车行业是闭合能源三角的重要一环,不但带来光伏的市场,更重要的是帮中国汽车工业找到了一条弯道。
强大的汽车产业从来都是工业强国的标配。德日不必多提,在英美法意汽车也是占出口额10%左右的
大宗商品,但中国的汽车工业,几十年的技术换市场下来却并不是太成功,自主品牌的生存空间也不断被挤压。
中国很多产业落后于美国,并不是做不出来,而是无法形成正向循环。在汽车行业,由于欧美起家早、底子深,产业链相互嵌套早已形成一个稳如磐石的汽车利益生态圈,这种强大的护城河导致中资选手即便单点实现突破,也毫无用处。如果硬要举国之力强攻,反而不划算。
这种情况下怎么办?只能等。
过去一百年,汽车工业的窗口期只敞开过两次,第一次是上世纪20年代的福特T型流水线,第二次是70年代的丰田精益生产,前者催生了美国强大的汽车工业,彻底甩开了欧洲,而后者则让日本后来居上成为汽车新贵,直到今天仍然是日本经济的“护国柱石”。
而产业链重构的新能源汽车,就是第三次窗口,也是唯一一次有可能在一个国家经济支柱型产业上让中国弯道超车的机会。此外,由于
新能源车的核心部件全面电气化,由此衍生出了更多商业模式,让汽车这个行业第一次跟
互联网、
人工智能挂上了钩。
这种重新洗牌的超级赛道,市场也给出了超高的预期。
特斯拉2020年一共卖了50万辆车,只有丰田同期销售量的二十分之一不到,市值却是丰田的数倍。以市值来计算,去年11月份,
比亚迪的市值超过奔驰、蔚来汽车市值超过宝马、连小鹏汽车都可以和菲亚特称兄道弟。
在电动车的加持下,世界车企市值前十竟然跑进了三家中国企业,这让琢磨了几十年市场换技术和弯道超车的中国车企,收获了意外惊喜。
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全球汽车企业市值,2020年
而这背后同样离不开中国政府的大规模补贴,从2013年至今,中国对新能源车的补贴总额超过3000亿[10],直接催生了世界上最大的新能源汽车市场,新能源电池市场、 以及如雨后春笋一般诞生的造车新势力。
在
新能车的技术路线上,中国也采取了和特高压同样的策略:纯电、混动、氢能源我全都要。路线看似相互掣肘,其实是一种行之有效的政策哲学:在一个超级赛道的早期,谁也不敢过早扼杀潜在的技术苗头,中国也输不起赌错路线这种错误,不如留着且走且看。
这种撒胡椒面式的重注补贴在2019年逐渐降温,从早期的保姆式全面呵护到断奶补贴,引进鲶鱼特斯拉,政策的主观能动性和行业发展水平挂钩,相比一味补贴和一味开放,不同阶段调整“胡萝卜+大棒”组合的配比程度,更能筛出真正能打的选手。
可能细心的读者会发现:中国的“生产-传输-利用”能源三角,背后是“光伏-特高压-电动车”这三个庞大的产业,这三个产业有着非常明显的共同点:赛道都是超级庞大、政策都是多头下注、力度都是穷追猛打,最后都获得了一定的成功——尽管存在争议。
这背后是什么秘密?这背后其实就是中国产业超车的一种独特模式。