【能源】如何走出獨立自主、安全可控、創新合作的能源轉型道路

我在一月7日，受某智庫邀請出席了一場經濟學的座談會，發表了一些意見。因爲排在我之前多位所長級的討論曾牽涉到在碳排放管理上與美國合作的建議，所以臨時決定針對那個題目做了額外論述；其實都是博客多年來反復解釋過的論點，而且是口語隨興發言，細節上比較粗糙，不過考慮到部分讀者可能依舊有興趣，所以將會議記錄轉載於下。 ====================================================================== 魔鬼在細節裡。經濟學研究的是資源配置與運作，在此過程中，必須有可靠的資源效益及代價等信息細節，才能做出正確的選擇。 相對的，西方金融的賺錢秘訣恰恰是創造信息不對稱，然後用信息不對稱來謀取暴利。這其實是西方金融向全世界榨取勞動成果的重要手段。氣候變化當然是一個真實的全球性危機，限制碳排放也是有真實需要的世界性問題。但在推動相關政策的時候必須要考慮與西方合作的現實，了解和規避與歐美合作過程中的陷阱。 第一個陷阱是美國國內的政治共識優先級。第一優先是傷害中國，第二優先是再工業化，第三優先才是處理氣候變化。 第二個陷阱是美西方所謂基於規則的國際秩序，所謂規則就是美國說了算。 第三個陷阱是美國在同一個總統任期內都可能政策反复，總統輪替的時候更是如此。所以近期中國與美國簽訂協定、開展合作，要做好到2025年作廢的準備。 第四個陷阱是作弊。溫室氣體排放主要依靠企業報數。一旦出現新的監測技術，就能發現嚴重的西方企業作弊現象。比如2015年，發現大眾汽車的氮氧化合物實際監測排放是其報送量的15倍，事後僅罰款了事。又比如2020年，歐盟發射了世界上第一顆甲烷（天然氣）監測衛星，發現全球甲烷排放前三的美國、俄羅斯和中東地區全都謊報了排放量。其中最嚴重的是美國，只報了實際甲烷排放的三分之一。因為只有歐盟這一個監測舉證，美國至今沒有更正謊報額。試想如果中國與這樣的美國接軌合作，美國祇報三分之一，我們是跟著一起作弊，還是根據實數開展合作，以達到推動產業升級、綠色低碳減排的目的呢？如果根據實數，我們的國際壓力又會陡增。 第五個陷阱是前述風險的衍生，如果在雙碳國際協議或者碳減排合同中出現違約，或者事後發現數據造假，美國大概率會與查處國際貪腐一樣，根據其長臂管轄權實施巨額罰款。因此，我們在與美西方開展雙碳合作時，必須做到心中有數，上述陷阱不是簡單的風險，而是早晚必然會發生的事情。 從技術層面而言，我們需要警惕幾個方面。 一是碳回收的技術邏輯違反熱力學第二定律，可以說是21世紀的永動機，是徹頭徹尾的騙局。只不過美國資本市場可以用這個概念來圈錢，所以引導大眾媒體去追捧。中國沒有必要接受來自美國的假訊息。 二是碳交易、碳補償的基礎在於碳核算。溫室氣體排放先天是公地悲劇，核算過程很容易作弊，所以真正的難點、真正的資源投入重點在於碳核算。這一領域的市場運作只有在政府監管到位的情況下才會有效，需要考慮成本收益，謹慎市場化。特別要防止核算監督成本由政府承擔、最後由金融機構炒作交易賺錢的情況。 三是考慮不同清潔能源的全面成本。中國目前的發電量有28.7%是零碳排放或近零碳排放。按裝機分類為核電、水電、風能和光伏四大類。核電裝機量最少，風能、光能裝機量都高達400吉瓦。但從實際年發電量考慮，核電可以實現一天24小時、365天連續發電；水電平均每天發電8小時；風電每天發電6小時；光伏每天發電2小時。只有核能可以全天持續發電；水電雖然受枯汛期影響，但在同一天裡，可以根據用電需求決定發電或儲能。因此在計算清潔能源成本、進行技術選擇時，不能只考慮裝機成本或者發電容量直接成本，而是要考慮發電容量的綜合成本。 四是高度重視儲能技術選擇。目前全球最大的鋰電池生產商在中國，鋰電儲能技術已趨於成熟。但存在成本高、生命週期短的問題，例如車用鋰電池通常只能充放電500-1000次，不能滿足工業儲能的需要。磷酸鐵鋰電池、鈉離子電池的循環使用周期比傳統鋰電池長，但也只達到充放電1000多次，仍然低於工業利用的實際需求，成本也依舊過高。大量投資進入的氫能領域，資本對其的熱炒始於歐盟。歐盟的能源公司難以在現有新能源領域有所作為，唯一有比較優勢是與氫能相關的石油化工技術，於是收買傳媒，大搞公關，遊說歐盟將氫能確定為未來的新儲能技術。但氫能要產業化需要解決物理性問題，可以說是無解的，在十年之內無法工業化。當前科學界流傳的核聚變實驗進展，再長期也難以實現工業應用。最理想的儲能技術解決方案還是化學電池，也就是液流電池。液流電池成本低，而且可以無限擴張，其儲能循環週期也是無限的。缺點是能量密度低、佔地很大，不能用在手機或者汽車上。但儲能站基本不存在用地限制，液流電池是電網儲能的完美方案，可以解決風能、光伏看天吃飯的問題。由於缺乏資本吹捧，中國祇有瀋陽（凴記憶口誤，其實最新的800MWh試機由融科儲能建在大連）一個團隊在開展液流電池研發，歷經十年時間，只花了幾千萬投資，第一代產品已於2022年底上網。液流電池的完善只需要解決工程問題，是投入資金、時間和人力就可以達成的。中國發展儲能產業，應該將液流電池作為重點突破方向，盡快實現產品迭代，大規模投產。

【後註一，2024/03/17】對美式商業公關運作不熟悉的人，或許會驚訝於氫動力汽車、核聚變發電、量子計算和碳回收這些被鋪天蓋地宣傳為“未來科技”實際上一文不值的真相，但其實這是資本的常規運作，歷史上類似的案例俯拾皆是，例如博客多年前討論過的吸烟危害被烟草公司有系統地質疑遮掩了半個世紀，以及所謂的塑料回收從60年代塑膠工業興起就是公關騙局，直到最近十年才被逐漸揭露（參見《The plastic industry knowingly pushed recycling myth for decades, new report finds》），至今仍在浪費幾億環保良心人的時間精力和金錢。

【後註二，2024/09/07】當代中國政府在與美鬥爭多年之後，對美國資本炒作引發的假未來科技依舊照單全收，全無審查過濾，在若干項目（如量子通信和量子計算）上甚至超英趕美、真正做到全球領先的浪費和腐敗，所以即便是氫動力車輛這種可以簡單算出經濟實用價值為負值的White elephant白象，也有許多地方政府舉債投資，其中包括廣東佛山。上周消息傳來，佛山所建的“世界第一”氫動力電車路綫在行駛四年之後，因不堪虧損而停駛，其中光建設費用就不止8億（參見《佛山氫能有軌電車「示範線」停運 投資逾8億 回本需1523年》），考慮氫能源的循環效率和設備壽命都處於超低級別，運行虧損可能更高。然而博客已經反復論證過，這裏的過失不在於地方行政單位，因爲審查科技專業項目可行性既非他們能力可及、也非職責所在，真正的罪魁禍首，是為腐朽的科研界、教育界提供保護傘的管理單位，亦即科技部和教育部。

【後註三，2025/05/02】明明核聚變商用發電沒有任何潛在正面效益（“安全、清潔、廉價”全都是指鹿爲馬的謊言），更別提好幾個物理上和工程上的不可能（亦即類似永動機），只要認真做個科學專業論證就必然原形畢露；歐美不管真相還有資本炒作圈錢的藉口，中國卻以國家體制在資源錯配的歪路上狂奔（參見《首次演示聚变能发电，紧凑型聚变能实验装置工程总装正式启动》），顯然科研投資管理受學術界坍方式腐敗的影響，是比金融管理還要離譜的行政重災區。

【後註四，2025/05/16】三周前的4月28日，西班牙/葡萄牙所在的伊比利亞半島發生電網崩潰事件（參見《2025 Iberian Peninsula blackout》以及《What caused the Spanish Power Outage and the simple solution》），總共30GW的電力供應中斷，事件延續16小時，對經濟民生影響巨大；但更重要的是，事故原因正隱藏於當代新能源電力設施之中，值得各國主事者參考深思。

傳統的大停電，都源自發電或傳輸設備出了問題，電力供應無法滿足負荷，但這次停電是新能源普及之後的第一次同類事故，並不來自供不應求，而是反過來在電網常有的不穩定震蕩下，出現短暫的供過於求現象，這導致AC交流電的頻率開始升高。傳統的發電機是渦輪，其轉速嚴格遵從電網AC頻率，後者升高要求前者也跟著提升，而因爲物理慣性這需要時間，從而賦予既有的控制電路足夠的反應餘裕來製造負反饋，壓低發電功率，維持供需平衡。然而新能源中的光伏和風電（風電雖然也是渦輪，但無法直接匹配電網頻率，所以一般先換成DC再變回適用於電網的AC）要配頻必須從DC轉換過來，這個轉換過程一般使用電子電路（叫做Inverter逆變器）自動跟蹤電網頻率，所以對頻率震蕩不但沒有負反饋，而且有相當的正反饋效應。西班牙因爲日照强烈和海風充裕，光伏和風電所占的發電量比率處於世界前列（2023/2024年是40.2%，作爲對比，中國是18.1%，數據分別來自《Systema: Total electricity generation》和《中華人民共和國2024年電力數據》），這才導致其第一個吃螃蟹。要根治這個新能源普及的副作用，必須開發新的電網控制系統（含智能逆變器）；中國在電網技術上已經領先全球，因而責無旁貸。

【後註三，2025/05/02】博客多年來反復論證，所謂的碳捕集Carbon Capture和碳補償Carbon Offset本質上都是純粹的金融詐騙。剛剛注意到上月的《科學》刊登了一個嚴謹的分析（參見《Auditors can’t save carbon offsets》），明確地統計出超過一半以上（這只是被抓包的部分，實際是100%）的專業碳排放審計師，都在對僞造的數據背書。

【後註四，2026/01/15】本月初，全球最大的釩基液流電池在新疆連網上綫（參見《China connects world’s largest vanadium flow battery project》），其規模達到200MW*5小時=1GWh。因爲當前中國的發電總功率為3.7TW，其中輸出不穩定的光、風已達1.4TW，並還在迅速增加中，所以未來20年全國電網所需的儲能電池約為上述項目的數千倍：持續投資擴產，任重道遠。

另外，大連化學物理所（Dalian Institute of Chemical Physics ，DICP）剛在鋅溴（Zn/Br）液流電池上有了實驗室級別的突破（參見《Corrosion-free bromine flow battery promises longer life and higher energy density》）。這條技術路綫成熟度較低，但也值得積極投資發展。