不缺能源的“能源危機(jī)”。
2021年9月英國(guó)舉行的一場(chǎng)能源聽證會(huì)上，出現(xiàn)了戲劇性的一幕。
英國(guó)能源市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)官員喬納森·布里爾利正在回答公眾冬季用電問(wèn)題，承諾一定不會(huì)讓英國(guó)無(wú)電可用。誰(shuí)知道話音剛落，恰好就停電了。這一視頻被人放到網(wǎng)絡(luò)上，英國(guó)網(wǎng)友紛紛擔(dān)憂——看來(lái)果然是沒(méi)電了。
(授權(quán)轉(zhuǎn)載自：鈦禾產(chǎn)業(yè)觀察 作者：熊文明)
這一切早有端倪。今年下半年以來(lái)，歐洲天然氣批發(fā)價(jià)格漲超250%，存儲(chǔ)量處于歷史新低。澳大利亞煤炭?jī)r(jià)格自春季以來(lái)翻了一番，原油價(jià)格突破85美元一桶，創(chuàng)下7年來(lái)的歷史新高。
上游能源漲瘋了，英國(guó)、德國(guó)、西班牙、葡萄牙、荷蘭的電價(jià)跟著水漲船高，繼而波及全球。我國(guó)也未能幸免，9月下旬爆發(fā)了10年來(lái)罕見的電荒。
這時(shí)候，“冬季會(huì)不會(huì)缺電”就不單單是英國(guó)的擔(dān)憂了，進(jìn)而發(fā)展成為一種全球性的恐慌情緒。各國(guó)能源專家紛紛表態(tài)，一部分人認(rèn)為“今年冬天必然缺電”，因?yàn)檫@只是一個(gè)開始，后續(xù)的滯脹會(huì)更加兇猛。
但更多的聲音是：當(dāng)今世界并不缺能源。美國(guó)的頁(yè)巖油和俄羅斯的天然氣還在捂盤，歐佩克的石油還在限產(chǎn)，總之大頭們都還在掖著藏著——所以短缺也只是階段性的，是供需時(shí)間差造成的“軟短缺”。
綜合各方說(shuō)法，這場(chǎng)全球能源短缺是疫情后的“應(yīng)激反應(yīng)”，工業(yè)需求和消費(fèi)需求已經(jīng)飆升，但能源投資和產(chǎn)能都尚未恢復(fù)到疫情前水平。一言以蔽之，能源需求跑得比供應(yīng)快，就出現(xiàn)了能源短缺。
不過(guò)，能源危機(jī)發(fā)端于歐洲，或許不僅僅是巧合。作為“雙碳”目標(biāo)最激進(jìn)的倡議者和踐行者，歐洲諸國(guó)的破舊立新是真的“剛”。歐洲能源都缺成這樣了，擔(dān)心泄露污染的德國(guó)還在堅(jiān)定不移地推動(dòng)“全面棄核”，不僅自己要棄，還攛掇甚至綁架歐洲其他國(guó)家“同舟共棄”。
歐美話語(yǔ)體系下的ESG(環(huán)境、社會(huì)和公司治理)通過(guò)持續(xù)不懈努力，已經(jīng)成功地將化石燃料和核能妖魔化，阻撓資金向這些領(lǐng)域流入，這勢(shì)必造成化石能源的投入不足。綠色議題如今已是普世價(jià)值，任何拒絕或無(wú)力承諾這一主題的國(guó)家都將被排除在世界主流經(jīng)濟(jì)秩序之外。
以歐洲為急先鋒，世界各大經(jīng)濟(jì)體都在積極干預(yù)本國(guó)能源結(jié)構(gòu)，限煤、限油、限天然氣，降低化石能源占比的同時(shí)大力發(fā)展清潔能源。但擺在眼前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是，新能源還沒(méi)有做好準(zhǔn)備接管整個(gè)世界，急于滅殺化石能源不但不利于平穩(wěn)過(guò)渡，反而帶來(lái)了化石燃料的價(jià)格飆升。
目前全球正處于從化石能源向可再生能源過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期，劇烈變化的能源結(jié)構(gòu)增加了能源系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。激進(jìn)地人為干涉，更是讓復(fù)雜多變的能源格局顯得更加易碎。
新舊能源范式轉(zhuǎn)換，不啻為人類和地球相處方式的一場(chǎng)深刻變革。平穩(wěn)度過(guò)陣痛期，既需要運(yùn)籌帷幄的謀略，也需要日拱一卒的耐心。在這場(chǎng)能源革命的全球混戰(zhàn)中，相對(duì)布局超前、步伐穩(wěn)健的中國(guó)，或許有機(jī)會(huì)領(lǐng)跑下一個(gè)時(shí)代。
解決14億人的用電問(wèn)題
中國(guó)是目前全球發(fā)電量最大的國(guó)家，根據(jù)bp公布的能源統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，2020年發(fā)電量約為7.779萬(wàn)億千瓦時(shí)，約占全球發(fā)電量的29%。在一窮二白基礎(chǔ)上，建立起全球發(fā)電量最大的現(xiàn)代機(jī)電工業(yè)，新中國(guó)用了大半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。
建國(guó)初期至上世紀(jì)末，我國(guó)電力供應(yīng)長(zhǎng)期處于嚴(yán)重不足的狀態(tài)。直到世紀(jì)交替的2000年，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)量跨上3億千瓦臺(tái)階，才基本扭轉(zhuǎn)電力嚴(yán)重短缺的局面。
我國(guó)上世紀(jì)電力建設(shè)又以改革開放為分水嶺。1978年以前，我國(guó)電力建設(shè)以水電為主，陸續(xù)建成了丹江口、三門峽、富春江等大型水電站，奠定了新中國(guó)電力工業(yè)的初步基礎(chǔ)。改革開放后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，水電供應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益飆升的工業(yè)和生活用電需求。為加快提高電力產(chǎn)能，我國(guó)開始積極發(fā)展火電，并逐漸成為主力電源。
用電需求與工業(yè)發(fā)展和城市發(fā)展成正相關(guān)，因而在改革開放后，中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的進(jìn)程中，電力短缺這條暗線一直如影隨形。尤其是2001年我國(guó)加入WTO后，化工、鋼鐵、建材、有色金屬等重化工業(yè)蓬勃發(fā)展帶來(lái)了電力需求的激增。2000年至2011年這十余年間，國(guó)內(nèi)用電量增長(zhǎng)率均高于GDP增長(zhǎng)率。
進(jìn)入新世紀(jì)以后，人們以為“電荒已成過(guò)去式”，卻再三被現(xiàn)實(shí)“打臉”。2000年至2021年，我國(guó)先后出現(xiàn)過(guò)三次電荒。
第一次電荒爆發(fā)于2003年，這是金融危機(jī)之后，由于電廠投入不足、供給側(cè)緊縮帶來(lái)的“硬缺電”，即既缺電力也缺電量。這次電荒持續(xù)一年多時(shí)間，帶來(lái)的直接結(jié)果是特高壓電網(wǎng)的上馬。這一年，國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)兩大電網(wǎng)和華能、大唐、華電、國(guó)電、中電投五大發(fā)電集團(tuán)剛剛完成重組。上任國(guó)家電網(wǎng)總經(jīng)理的劉振亞力排眾議，提出要建設(shè)電力運(yùn)輸?shù)?ldquo;高鐵”——特高壓電網(wǎng)。
2010年，云南—廣東、向家壩—上海兩條特高壓線建成投運(yùn)，成為當(dāng)時(shí)的世界之最。中國(guó)從此實(shí)現(xiàn)了除臺(tái)灣省以外的全國(guó)聯(lián)網(wǎng)和戶戶通電。
第二次電荒發(fā)生在2010-2012年，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)兩年。與上一次的“硬短缺”不同，這是煤炭?jī)r(jià)格高漲和季節(jié)性因素導(dǎo)致的“軟短缺”。受當(dāng)時(shí)的“雙控”政策影響，制造業(yè)出現(xiàn)被壓制后的“報(bào)復(fù)性用電”，煤炭?jī)r(jià)格因此被一路拉高。煤炭是市場(chǎng)定價(jià)，但電價(jià)是計(jì)劃管控的，在這個(gè)前提下，火電企業(yè)發(fā)電越多虧損越大，發(fā)電產(chǎn)能就上不去。
今年9月爆發(fā)的第三次電荒，主要原因也是煤電博弈帶來(lái)的周期性波動(dòng)——市場(chǎng)煤、計(jì)劃電，煤炭?jī)r(jià)格和電價(jià)不能及時(shí)響應(yīng)，導(dǎo)致了發(fā)電廠積極性不高，煤電供應(yīng)出現(xiàn)短缺。
這次全國(guó)范圍的大規(guī)模拉閘限電發(fā)生后，人們一方面擔(dān)憂煤炭供應(yīng)，一方面疑惑投入多年、耗資巨大的新能源為何沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用。
首先，中國(guó)并不缺煤，而且是世界上煤炭資源較為豐富的國(guó)家?；痣娫谖覈?guó)現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)中依然占據(jù)著主導(dǎo)地位，由于燃煤發(fā)電不受自然條件影響，供應(yīng)穩(wěn)定，是電力調(diào)峰的主力。“十三五”期間，我國(guó)煤炭開采一度供大于求，導(dǎo)致后續(xù)關(guān)停了約10億噸產(chǎn)能，也為這輪電荒埋下伏筆。
近年來(lái)，在“雙碳”壓力下，我國(guó)持續(xù)壓減火電裝機(jī)比例，火電從高速增長(zhǎng)進(jìn)入低速增長(zhǎng)階段，與此同時(shí)，新增裝機(jī)中的光伏和風(fēng)能比重逐年加大。今年截至9月，我國(guó)非化石能源裝機(jī)容量占比已接近總量的一半。
但是，這些新型電力的部署并不能立刻讓我國(guó)供電格局出現(xiàn)根本性扭轉(zhuǎn)。光電和風(fēng)電具有間隙性、波動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，早期曾一度被業(yè)界視為“垃圾電”。光伏只能在白天發(fā)電，風(fēng)電則取決于風(fēng)力大小，不僅無(wú)法保證持續(xù)性，還難以調(diào)控。
在當(dāng)下的電力工業(yè)中，技術(shù)層面已經(jīng)可以有解決辦法，但卻會(huì)帶來(lái)額外的成本增加。要想把光電、風(fēng)電變得穩(wěn)定可用，可以通過(guò)建更多抽水蓄能站、上超大規(guī)模儲(chǔ)能裝置、上大量燃?xì)廨啓C(jī)來(lái)解決，但這些都會(huì)大幅增加清潔能源的使用成本。
從“水火互濟(jì)”到“風(fēng)光無(wú)限”
位于青海塔拉灘的光伏電站，是目前全球最大的光伏基地。從2012年修建至今，基地面積已達(dá)609.6平方公里，接近新加坡的國(guó)土面積。塔拉灘土地荒漠化嚴(yán)重，建設(shè)之初面臨一個(gè)頭疼的問(wèn)題：風(fēng)卷砂石會(huì)損壞光伏板。有人提議種牧草固土，于是在基地里撒滿了牧草種子。
由于光伏板需要定期清潔，水流到土里澆灌了牧草?；啬敛菀虼碎L(zhǎng)勢(shì)非常驚人，遮蔽了光伏板。結(jié)果牧草又成了新問(wèn)題，這時(shí)候又有人提議：要不然養(yǎng)羊?讓羊去吃草。
這個(gè)提議居然又通過(guò)了，于是基地里又投進(jìn)去幾千頭羊。然后問(wèn)題又來(lái)了——這么多羊誰(shuí)來(lái)管理?又有出主意的人站出來(lái)說(shuō)：可以把羊群的收益分給當(dāng)?shù)啬撩?，讓他們管理羊群，還可以順便清潔光伏板，守衛(wèi)基地。
就這樣，牧草、羊群、牧民、光伏之間形成了奇妙的經(jīng)濟(jì)生態(tài)，不僅解決了光伏設(shè)備的工作環(huán)境問(wèn)題，還創(chuàng)造出大量工作崗位，給當(dāng)?shù)啬撩駧?lái)了經(jīng)濟(jì)收益。
光伏發(fā)電的間歇性問(wèn)題，在塔拉灘基地也得到了解決。這里建起了世界最大規(guī)模的水光互補(bǔ)光伏電站，通過(guò)接入龍羊峽水電站的水電機(jī)組快速調(diào)節(jié)，把基地不穩(wěn)定的光伏電調(diào)整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全的穩(wěn)定電源。
“光伏+畜牧+扶貧+環(huán)境改善”的良性循環(huán)，不僅降低了光伏發(fā)電的成本，創(chuàng)造了現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還帶來(lái)了長(zhǎng)遠(yuǎn)的生態(tài)價(jià)值——到2021年，基地植被覆蓋率比2012年增加了15%。
因地制宜與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)融合的“光農(nóng)互補(bǔ)”形式，已經(jīng)形成我國(guó)大型光伏基地建設(shè)的特色模式。光伏基地的建設(shè)在青海與畜牧業(yè)結(jié)合，在天津與曬鹽業(yè)結(jié)合，在浙江則與漁業(yè)相結(jié)合。今年5月，華電海晶總投資40億元的“鹽光互補(bǔ)”光伏發(fā)電項(xiàng)目落戶天津大沽街，預(yù)計(jì)2022年12月建成并投產(chǎn)。而在浙江湖州市和孚鎮(zhèn)的4000畝魚塘上，農(nóng)民也架起了光伏板，發(fā)電養(yǎng)魚兩不誤，一塊魚塘雙份收入。
根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2021年10月底，我國(guó)水光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)量達(dá)2.82億千瓦，持續(xù)保持世界第一。
在風(fēng)電領(lǐng)域，隨著陸上風(fēng)電行業(yè)滲透率的提升，優(yōu)質(zhì)的風(fēng)口區(qū)位已經(jīng)逐漸減少。我國(guó)在持續(xù)建設(shè)大規(guī)模的風(fēng)光基地的同時(shí)，開始探索分散式發(fā)展格局。近年來(lái)，國(guó)家積極推動(dòng)“風(fēng)電下鄉(xiāng)”，鼓勵(lì)中東南地區(qū)就地就近開發(fā)風(fēng)電，將風(fēng)電的發(fā)展與鄉(xiāng)村振興和共同富裕的目標(biāo)相結(jié)合。
2021年10月，118個(gè)城市與600多家風(fēng)電企業(yè)在國(guó)際風(fēng)能大會(huì)上共同發(fā)起“風(fēng)電伙伴行動(dòng)·零碳城市富美鄉(xiāng)村”計(jì)劃。據(jù)此計(jì)劃，全國(guó)在“十四五”期間將在100個(gè)縣5000個(gè)村安裝1萬(wàn)臺(tái)風(fēng)機(jī)，惠及農(nóng)村人口300萬(wàn)以上。
目前，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量位居世界第一。2020年風(fēng)力發(fā)電量占全球風(fēng)力發(fā)電總量的29.32%。
更為關(guān)鍵的是，光電和風(fēng)電的成本問(wèn)題取得了突破性進(jìn)展。根據(jù)2021中國(guó)國(guó)際金融年度論壇的會(huì)議資料顯示，過(guò)去十年內(nèi)，光伏發(fā)電的成本降低了80%-90%，已經(jīng)低于傳統(tǒng)燃煤發(fā)電成本。2020年，國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電平均上網(wǎng)電價(jià)已降至0.35元/千瓦時(shí)，正在大踏步進(jìn)入平價(jià)電時(shí)代。
與此同時(shí)，風(fēng)電也在我國(guó)大部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)了平價(jià)上網(wǎng)，平均發(fā)電成本與水電持平，據(jù)“風(fēng)電伙伴行動(dòng)”計(jì)劃，到2025年，陸上高、中、低風(fēng)速地區(qū)的度電成本要力爭(zhēng)降至0.1元、0.2元和0.3元，近海和深遠(yuǎn)海風(fēng)電度電成本分別降至0.4元和0.5元。
時(shí)至今日，中國(guó)已經(jīng)成為全球可再生資源發(fā)電利用規(guī)模最大的國(guó)家。從傳統(tǒng)的“水火互濟(jì)”到如今的“風(fēng)光無(wú)限”，作為全世界最大的能源消費(fèi)國(guó)，中國(guó)正在匯集各方力量和智慧，自上而下推動(dòng)一場(chǎng)意義深遠(yuǎn)的能源革命，而徹底實(shí)現(xiàn)新型能源的自主供應(yīng)，也就抓住了國(guó)家發(fā)展和安全戰(zhàn)略的“牛鼻子”。
范式轉(zhuǎn)換中的科技競(jìng)賽
能源話語(yǔ)權(quán)直接關(guān)系國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展。19世紀(jì)初，通過(guò)蒸汽革命建立起制衡全球的“煤炭體系”，英國(guó)迅速崛起成為全球工業(yè)霸主。20世紀(jì)以來(lái)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)逐步取代蒸汽機(jī)時(shí)，美國(guó)建立起新的“原油體系”和汽車工業(yè)，工業(yè)霸權(quán)的接力棒就從英國(guó)人傳到了美國(guó)人手中。如今這場(chǎng)從“碳能源”到“硅能源”的革命，或許是中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)當(dāng)下最關(guān)鍵的一場(chǎng)硬仗。
草蛇灰線，伏脈千里。20多年來(lái)，中國(guó)在新能源領(lǐng)域的多條戰(zhàn)線上同時(shí)規(guī)劃部署，實(shí)行規(guī)?？涨暗呢?cái)政補(bǔ)貼，推動(dòng)多個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)站到了世界第一梯隊(duì)。“光伏+特高壓+新能源車”的強(qiáng)強(qiáng)產(chǎn)業(yè)組合，正在成為我國(guó)搶跑下一個(gè)能源時(shí)代的優(yōu)勢(shì)牌面。
在發(fā)電端，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在政府扶持下，逐步走出關(guān)鍵原材料、關(guān)鍵設(shè)備、主要市場(chǎng)“三頭在外”的困局。如今，我國(guó)高純晶硅產(chǎn)量位居全球第一，電池、組件產(chǎn)量占全球產(chǎn)量70%以上。全球光伏組件排名前十的企業(yè)中有7家來(lái)自中國(guó)。
在儲(chǔ)能端，我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，擁有自主完整的產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)韓國(guó)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)SNEResearch2021年最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全球排名前十的電池制造商中有6家來(lái)自中國(guó)，寧德時(shí)代蟬聯(lián)榜首。
在運(yùn)輸端，我國(guó)已經(jīng)成為世界上唯一全面掌握特高壓輸電技術(shù)的國(guó)家。由于中國(guó)的大規(guī)模實(shí)際建設(shè)和運(yùn)用，中國(guó)特高壓標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被確定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)向全世界推廣。
供給端技術(shù)的發(fā)展離不開消費(fèi)端需求的快速增長(zhǎng)。我國(guó)新能源汽車制造和銷售規(guī)模連續(xù)6年位居世界第一，由于電動(dòng)車的發(fā)展，2020年，我國(guó)有8家車企躋身全球市值排名前25強(qiáng)。
隨著我國(guó)新能源發(fā)展進(jìn)入新階段，產(chǎn)業(yè)政策也迎來(lái)退坡補(bǔ)貼的調(diào)整期。過(guò)去，新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展得到了大量來(lái)自國(guó)家資源的扶持，包括政策支持、政府補(bǔ)貼、國(guó)企主導(dǎo)等。如今，產(chǎn)業(yè)政策正在從“扶上馬、送一程”，逐漸轉(zhuǎn)向構(gòu)建平等、開放、有序、健康的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。
從“碳能源”到“硅能源”的范式轉(zhuǎn)換，也意味著大規(guī)模的基建重置和產(chǎn)業(yè)重構(gòu)，這個(gè)過(guò)程中，我國(guó)還面臨著許多現(xiàn)實(shí)制約和實(shí)際困難。
例如，在集中式光伏與農(nóng)業(yè)互補(bǔ)結(jié)合中，一些經(jīng)濟(jì)合作項(xiàng)目不及理想預(yù)期，未來(lái)需要朝著更加復(fù)合化、智能化的技術(shù)方向發(fā)展。在分布式光伏與建筑物結(jié)合中，利用光伏替代結(jié)構(gòu)性建筑材料方面研發(fā)力度不足，未來(lái)要朝著模塊化、家電化的技術(shù)方向發(fā)展。
目前，我國(guó)風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度已經(jīng)達(dá)到70%以上，但在軸承、液壓、變槳電機(jī)等精密設(shè)備和控制系統(tǒng)方面，核心技術(shù)還大量被歐美廠商把持。
抽水蓄能是目前最成熟、經(jīng)濟(jì)效益最高的靈活儲(chǔ)能模式。我國(guó)已建和在建抽水儲(chǔ)能規(guī)模均為世界第一，但在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中僅占1.4%，與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家差距巨大，尚有發(fā)展空間。
我國(guó)鋰電池整體規(guī)模全球領(lǐng)先，但在單體電池的制造精度方面與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)還有差距。鋰電池的供應(yīng)鏈雖然完整，但低端電池材料產(chǎn)能過(guò)剩，高端關(guān)鍵材料供應(yīng)不足，工藝上仍有缺陷，亟待提升自主創(chuàng)新能力。
我國(guó)新能源汽車在核心的“三電”(電池、電驅(qū)、電機(jī))領(lǐng)域均有短板。動(dòng)力電池仍然需要加大高比能、高安全和長(zhǎng)壽命等方面的研發(fā)力度;高效高密度驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平仍有差距;關(guān)鍵零部件如車用芯片、高速軸承、智能汽車所需的毫米波雷達(dá)等都還部分處于“卡脖子”狀態(tài)。
在政府扶持和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的雙重利好下，我國(guó)多個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)脫穎而出。但我們也要清醒地看到，新能源正從早期占道式的粗放式發(fā)展進(jìn)階為精細(xì)化發(fā)展，規(guī)模最大并不等同于擁有核心競(jìng)爭(zhēng)力。發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)，通過(guò)加大自主創(chuàng)新補(bǔ)齊技術(shù)短板，避免低端重復(fù)建設(shè)和無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，才能讓我國(guó)新能源優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)后勁綿延不斷。
走出科幻片的未來(lái)能源
2021年9月， 全球首個(gè)釷核反應(yīng)堆將在甘肅武威試運(yùn)行。雖然功率只有2兆瓦，卻能為1000戶居民提供電能，測(cè)試過(guò)后將建造更大規(guī)模的釷反應(yīng)堆以實(shí)現(xiàn)商用。
釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)(TMSR)是第四代核能系統(tǒng)的6種候選技術(shù)之一，能夠?qū)⒃镜暮宋廴緩U料變成無(wú)害產(chǎn)品，而且比鈾元素安全得多，既不會(huì)爆炸也不會(huì)融化。目前，中國(guó)是全球首個(gè)嘗試將該新型反應(yīng)堆商業(yè)化的國(guó)家。
事實(shí)上，早在2012年12月，我國(guó)在山東榮成石島灣核電廠采用的超高溫氣冷堆技術(shù)，已經(jīng)是第四代核電技術(shù)。
前沿的第四代核電依然是核裂變技術(shù)，而人類利用核能的更高志向在于核聚變。顧名思義，核裂變能量來(lái)自于原子分裂，核聚變能量來(lái)自原子聚合，核聚變本質(zhì)上就是“人造太陽(yáng)”。一旦人類掌握了核聚變技術(shù)，科幻片中的場(chǎng)景就將變成現(xiàn)實(shí)，開啟人類能源利用的新紀(jì)元。
全球規(guī)模最大的科研合作項(xiàng)目就是ITER，全稱“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆”，由中、美、歐、日、俄、韓、印七方成員共同研發(fā)，這是人類歷史上第一次，由超過(guò)3/4人口的科技強(qiáng)國(guó)心無(wú)芥蒂的聯(lián)合在一起，共同研究同一個(gè)課題。ITER裝置是一個(gè)能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克，俗稱“人造太陽(yáng)”。
我國(guó)也建成了自己的全超導(dǎo)托克馬克EAST，中文名為“東方超環(huán)”，如今已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行了15年。2020年12月4日，我國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置(HL-2M)在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電。
“人造太陽(yáng)”工程目前已經(jīng)進(jìn)入研發(fā)階段，另一個(gè)科幻片中的能源場(chǎng)景離我們似乎更近——在太空建設(shè)發(fā)電站。2021年6月18日，我國(guó)在重慶市璧山區(qū)開始興建全球第一個(gè)空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地。
與地面太陽(yáng)能電站相比，空間太陽(yáng)能發(fā)電站可以不分白晝地獲取能量，還能夠避免大氣層干擾，接收量級(jí)更高。收集的太陽(yáng)能以微波或激光等無(wú)線能量的形式，傳回地面上的無(wú)線能量收集站，再由收集站將能量轉(zhuǎn)化成電能對(duì)外輸送。
《流浪地球》里讓地球在宇宙中實(shí)現(xiàn)旅行的動(dòng)力，“鋼鐵俠”胸前的超級(jí)環(huán)，這些科幻片中的未來(lái)能源技術(shù)正在現(xiàn)實(shí)中徐徐展開，而這距離我國(guó)造出第一臺(tái)電機(jī)不過(guò)才百余年的時(shí)間。
科幻的不是未來(lái)，而是過(guò)去和未來(lái)的時(shí)空距離竟如此接近，新舊兩個(gè)時(shí)代的更替如白駒過(guò)隙。我們才剛剛解決了14億人口的用電問(wèn)題，就已經(jīng)要重構(gòu)現(xiàn)有的一切，做好準(zhǔn)備去領(lǐng)跑一個(gè)新時(shí)代。
評(píng)論