一、思路提要
十八大以来,习近平主席审视国内国际发展形势,提出“一带一路”的宏大战略。这个战略的要点,一是以中国为龙头,从陆路和海路,“互联互通”起沿线80多个国家地区,造福40-50亿人口;二是成立丝路基金、金砖国家银行、亚洲基础设施投资银行,以最高端的金融资本入手,带动我国已过剩的钢铁、水泥、玻璃等产业的输出,推动我国已领先的高铁、港口、电力、化工等装备的出口;三是开发沿线国家的天然资源(石油、天然气、矿产、农副产品等),帮助工业化落后国家提高工业化进程,实现“睦邻、亲邻、富邻”;四是最终连通欧、亚、非洲大陆,让欧亚非三大洲缩小差距,共同繁荣发展。
2015年初,我国牵头发起的“亚投行”在美日打压下,竟获得57个国家成为创始国,连美国铁杆小弟英国都带头“申请入会”。当然,美日等国还会不断制造麻烦,通过“颜色革命”颠覆对我友好政权,阻碍“一带一路”在一些国家的顺利进行。但“一带一路”之势即起,必是浩浩荡荡,如江河奔流,势不可挡。综观目前“一带一路”众多国家,能源问题是一个绕不过去的大坎。我国的石油天然气还得靠“一带一路”输入,这个过程约15~20年后就可能出现“供不应求”的局面,因为油气输出国的工业化在我们的“工业输出”下,变成油气使用国了。再大量向中国出口,恐“力不从心”。东部邻国日本“国有化”钓鱼岛,南部邻国越南、印尼、菲律宾在南海摩擦,都是与我们争夺油气。印度、巴基斯坦、孟加拉国等西部邻国,本身就能源不足,势必在发展中要与我们争夺能源。如果找不到一条永续满足亚洲所有国家,尤其是中、印、巴、越、印尼、土耳其等大中型新兴经济体30多亿人口能源需求的路径,则“一带一路”战略会大打折扣。
为此,我们向中央决策层提出一项“云贵-青藏-天山“高原电场(简称“云青天”电场)的新能源思路:把目光放到“一带一路”两线的中点——云贵高原、青藏高原、天山两麓约300万平方公里的高原与荒漠地带,以太阳能发电加风力发电和势能加机械能为抓手,打造世界上最大规模的高原智能发电场。用20~30年时间,完成向全亚洲每年提供30万~50万亿度(千瓦时)电能的永续能源基地,把煤电、气电、部分水电替换下来,在全球率先进入“无碳排放”的清洁能源时代。
二、能源使用现况的分析
一国工业化程度,最科学最可靠的判断标准,只看“发电量”一项指标即可。以2013年官方公布数据看,亚洲发展中国家:中 国52451亿度,人均 4130度;印度9281亿度,人均767度;土耳其2400亿度,人均3000度;印尼2000亿度,人均769度;越南1200亿度,人均 1333度;菲律宾725亿度,人均725度;孟加拉国530亿度,人均331度。亚洲发达国家:日本 12612亿度,人均10000度;韩国3900亿度,人均9000度;新加坡300亿度,人均6000度。美洲国家:美国40347亿度,人均 13449度;巴西3600亿度, 人均2000度;墨西哥2920亿度, 人均2655度;阿根廷1400亿度,人均3500度。从以上国家发电量与人均发电量对比,可以得出几点分析结论:
1、发达国家的人均发电量,从6000度到13000度;
2、发展中较高水平国家人均发电量,从2000-5000度;
3、发展中起步阶段国家人均发电量,1000度以下;
4、中国人均4130度/年,已排在发展中国家前列,要达到新加坡6000度/年水平,只要再增加30%的发电量,但要接近美国人均水平,则要增加300%才行;
5、亚洲人口最多的几个发展中国家,如印度、印尼、巴基斯坦、孟加拉、越南,如果工业化水平要达到中国的一半,即人均发电量2000度/年,则它们的总发电量要17亿人口*2000度/年=34000亿度,即要在目前1.4万亿度水平上增加2万亿度,要接近中国近年水平,则要有7万亿度发电量;
6、假设到2049年:中国发电量人均翻一番达8000度/年(仅为近年的美国2/3),总发电量为11.2万亿度;若达到美国近年水平,则要近20万亿度,为近年的4倍。印度发电量人均达4000度/年(中国近年的水平),总发电量为5.2万亿度,要比近年增6倍。亚洲其他较大经济体若人均4000度/年(中国近年水平),总发电量为1.6万亿度。“一带一路”沿线50国44亿人口到2049年,人均发电量按5000度/年计:5000度*44亿人=22万亿度;若接近日本近年水平按人均10000度/年计,则“一带一路”沿线人民要有44万亿度电的发电量,是近年全亚洲9万亿度电的5倍!
三、能源缺口的解决方案
中国为获每年5万亿度电,消耗了全国煤炭开采量38.7亿吨中的67%,即26亿吨;若人均发电量达8000度时,能源结构还不作出大的改变,则要烧掉50亿吨煤!若要享受美国人民的用电量,则要挖烧掉80亿吨煤!亚洲44亿人口要耗掉300亿吨煤。
问题来了:谁能提供如此巨大的能源给全亚洲几十亿待发展盼富裕的人民?中东、西亚、中亚、俄罗斯的石油天然气够吗?南海、东海的油气田够吗?水电、核电够吗?中国、印度的煤炭够吗?石油、煤炭、天然气等化石能源,即使够用几十年几百年,那碳排放问题能解决吗?何况地球上的化石能源,在全亚洲、非洲、拉美都富裕起来后,不出百年,全都枯竭。70亿地球人,仅靠水电、风电、核电能过上好日子吗?
因此,在“一带一路”战略发展中,现在就得考虑亚洲电能供应问题,中国要考虑为亚洲大部分地区供应廉价电能的战略核心抓手问题。中国有条件解决这个为亚洲提供30-40万亿度电的大能力吗?若有,则到目前为止域外国家骚扰中国的东海、南海油气战可以休止,与印度为边界那几万平方公里的争执可以轻松解决,美国“重返亚洲”战略让他找不到“落脚点”。当中国可以无穷量地向周边国家供应清洁电能时,谁也扼制不了在自己本土掌控几十万亿度电能的中国。
这听起来有点天方夜谭,且听我们把“中国电能梦”做下去,看看能否成真!谁都知道太阳能和风能是地球上用之不竭的清洁能源。中国已是世界上生产太阳能风能发电装置最大量的国家。可惜,出口太多!分散安装太多!把太阳发电拆为光伏和取热水两个装置使用太蠢!“风光互补”,这个提法就明显忽略了太阳热电的利用。大风力发电放在草原上,次声波的副作用也渐显严重。
从技术上考虑:太阳光伏薄膜(如汉能技术),光电转换率是8-15%;半导体光伏转换率是5-18%(如英利和尚德技术);太阳聚热发电转换率是20-30%(如中国科技大学和美国聚达技术);风力发电转换率也在8-18%之间。如果把它们结合在一起,太阳光一热一风力三项技术结合,当有30-45%的能量转化效率。势能+机械能可以连续发电。但这三项结合,放在草原、城市、沙漠、海上,却会顾此失彼,无法综合发挥最大效益。
上天眷顾中华民族,给我们亚洲人民托中国人保管着300万平方公里的综合使用“太阳光--热--风力—势能”发电的最佳宝地:云贵高原-青藏高原-天山两麓。请打开中国地形图(看等高线图或凹凸地图),一块龙形世界最高最大面积的连体高原,大部分海拔3000-4000米以上,人口稀少,植被稀少,光照时长,温差风力较大,极少污染。若把智能集合型的“太阳光热+风力+势能”发电系统,沿这块高原的周边摆上一圈,大约是4500公里周长,沿周长内10公里带宽,密布该发电系统,就有4.5万平方公里的发电场。按专家测算,每1万平方公里可以产电6万亿度,4.5万平方公里每年将获得27万亿度电量。在300万平方公里“云青天”高原与荒漠上,人们太看重其地下能源了。一旦转变思路,在其之上取其太阳风能和势能,只用其十分之一面积,就有180万亿度电/年,不要说全亚洲,全世界也用不完啦!
1935年,毛主席长征翻越喀拉昆仑山东段时,就感慨青藏高原的伟大作用。他用诗词写到:“把汝裁为三截,一截赠欧,一截留美,一截还中国。太平世界,环球同此凉热”。毛主席看到的是“雪”,他老人家未曾想到,青藏高原的“电能”,同样可以赠欧留美,不但富中国,还能富亚洲。
四、技术与资金可行性分析
由于海拔越高,温度越低,半导体、生物质光伏发电的能效也越低,故在4000米高原上光伏材料目前尚须攻关;由于高原温差较大,太阳聚热发电可作为主力装备。中国科技大学成功开发出廉价高效的光热发电系统,美欧有用“斯特林外燃机”(原为潜艇专用)加玻璃镜面聚焦发电系统,据说能效转换率高达32%,此装备不适用于沙漠地带(除沙尘难),但在青藏高原应无问题。美国有成熟的“斯特林太阳发电机组”,美国不是想扩大对华出口吗?可利用WTO谈判,帮美国扩大出口,又快速满足我国需要。美国市场,一台25千瓦斯特林太阳发电装备售价6万美元,即0.24万美元/千瓦,折人民币1.44万元/千瓦(成本太高,无市场价值,我们自己开发的价格不到美国的7分之1)。在尚未国产化以前,可花1000亿美元,向美订购200万套共5000万千瓦装机的发电设备,一年可发电1250亿度。美国人不卖?我们可转向德国、瑞典进口。以后应组织国内装备团队,全面消化“斯特林发动机”核心技术,而其他玻璃镜面,抛物线钢架,自动控制和智能转换系统都可以国产化,不必从国外进口。国内已有企业在消化斯特林发电机组,但得不到支持,发展艰难。
宏观来计算:在4.5万平方公里云贵高原-青藏高原-天山两麓周边带上(考虑向周边送电方便,高原腹地条件也不错,输电线路长点而已),年产27万亿度电,需装机容量108亿千瓦(年光热时间2500小时计,风电暂不计),按从国外进口全套发电设备计,总投资为:0.24万美元/千瓦*108亿=25.92万亿美元(1.44万元/千瓦*108亿=155.52万亿人民币)。若全部发电装备国产化后,将下降为0.5万元/千瓦,此时总投资降为54万亿元,折9万亿美元(通过众创,只需3万亿美元足够)。按每千瓦装机消耗钢材0.2吨,玻璃0.08吨计,108亿千瓦装机,可带动钢材消费21.6亿吨,玻璃消费1.44亿吨;水泥30亿吨(修路修台座)。
若用20年左右时间完成以上投资,则每年发电装备投资额为2.7万亿元,提高GDP4.5%(按60万亿GDP计);增加钢铁产能消耗1.05亿吨,玻璃产能720万吨,水泥1.5亿吨。连带增加智能特高压直流输电网投资数千亿元,电能储存装备(化学能、物理能等)数千亿元,家电升级换代(改交流供电为直流供、用电系统)数千亿元。搞大规模新能源装备加工业,可以止住我国经济下行趋势,把官、民、外资通通集中起来,每年不过5万亿元(2012年我国在煤炭、油气等能源领域的投资是5.2万亿元),资本压力不会太大,至少比把市场资金再入房地产业要稳健的多。
五、政经外交战略的调整
近年全亚洲发电量约9万亿度。若4.5万平方公里“云青天发电场 ”建成,就能提供27万亿度清洁电能,人均用电达6000度/年,整个亚洲能源结构将发生翻天覆地的“革命”。
一个“亚投行”才500亿美元创始资本,带动8万亿美元的基础设施建设,就吸引全球60多国家“入伙”。再来一个“云青天“电场,须耗资9万亿美元的巨无霸项目,绝对会把全球近200个国家和企业引来“参股”。尤其通过购买美国的“聚热斯特林发电机组”,让美国先尝到甜头,请他先搭中国“电能战略便车”,相信对“中美减排”合作和其它合作会有帮助。
美国近10多年成功推出“页岩气革命”战略,已把欧佩克、俄罗斯、拉美的石油市场打压的一片狼藉。中国完全不必“紧跟”美国,页岩气解决不了亚洲40多亿人民的能源需求。只要抓紧建设“云青天”电场,“一带一路”增加“电能互通”,亚洲能源就立于不败之地。地球一切能源最终来自太阳,太阳便是人类能源的“永动机”!中国稳坐“能源永动机”大机座上,可以为亚洲、世界多做许多“善事”,世界政经格局将会有一次大变革。一旦“云青天电场”投产(市场有多大就投多大,十分灵便),我国自产自销17万亿度、外销10万亿度电了,原来为了“工业扶贫”而吸纳进口的油气,如3亿吨石油、几千亿立方米的天然气,该怎么处理,要有预案。因为“云青天电场”的发电成本,将会低到0.18元/度,加倍出售也才0.36元/度,已便宜过汽油、柴油、天然气和一部分水电、煤电。工业、商业、家庭、运输基本可以全覆盖。
中、印两大 国自产的几十亿吨发电用煤,可基本停用。中国26亿吨电煤不用了,除了钢铁、水泥、煤化工用煤,要减产20亿吨,也要有预案,几百万煤矿工人下岗可不是好处理的(转行)。周边各国使用上“云青天电场”的廉价电能,如何发展它们的工业、运输、物流,能与中国互补,也要有预案(协商成立亚洲协调委员会),不然必有恶性竞争,两败俱伤。正在东南亚多国开展的水电站,是否也要转变方向,以减少水患为主发电为辅?多搞些低水头,梯级蓄水的“水站”?减少当地移民搬迁、生态破坏?我国进入经济“中高速发展”新常态,强调“转工业结构、増三产服务”阶段。我们认为,在我国能源还依靠进口,能源结构中还主要依靠煤炭发电的格局下,不宜过早“转工业”(包括钢铁、水泥、玻璃),尤其是新能源装备制造工业。13.6亿人口的工业化城市化,尚未完成,再加上“一带一路”富邻任务,40多亿人口的工业化,能源供应这个缺口,只能靠中国来解决,中东、西亚、东南亚、俄罗斯、东海、南海的油气,均不能彻底担当起如此重任。
在“众筹群创”政策号召下,可以激发起千百万年轻人的创业热情,但他们“势单、技低、财薄”,解不了全国GDP继续下行之急。国家还是应像搞“高铁工程”、“高速公路工程”、“军民造船造舰工程”、“互联网+工程”那样,发扬社会主义办大事优势,制订“云青天“电场工程规划,集中财力,集合“众筹群创”和国家团队力量,连续20年,投入50-80多万亿,拿下亚洲电能生产供应工程。既可维持“GDP8%以上继续发展20年”,又可彻底让亚洲煤电退出市场,减轻我国油气进口压力,一举拿下碳排放难题,使亚洲“天更蓝,水更清,人更富”。
一个简单常识告诉我们:当青藏、天山、云贵高原上,摆上几万平方公里的太阳聚热、聚光镜子后,这个区域的光热能40%换化为电能输走,当地温度肯定下降不少,冰川雪量当会增加不少,必会为长江、黄河、怒江、澜沧江等大江大河收储巨大水源。另外,在青藏、天山、云贵高原上实施光伏,光热,风电和势能发电项目,可减少70%以上的蒸发量,增加土壤中的水含量,可以将300万平方公里的黄沙地带变成300万平方公里的绿色地带,具有巨大的环境生态效应。这一附带产品对亚洲生态的贡献不可忽视。
关键是:政府要积极领导,科学规划,政策支持,市场运作,全球工商企业齐参加,共同实现这一伟大的中国梦。
六、结束语
投资54万亿元(9万亿美元)建设“云青天电场”,彻底解决亚洲44亿人民工业化用电能,一般人会认为这是天方夜潭,痴人做梦。但中国据有这块近300万平方公里的高地,不能“占着茅坑”不作为;化石能源早晚要被耗尽,早点用太阳能置换下煤炭、石油、天然气,就在“节能减排”上对当代和子孙后代有个好交待;“云青天电场”放在我国西北西南少数民族地区,是彻底帮助该地区和一带一路周边人民早日致富的利器。
太阳能利用,世界各国都在创新研发。中国的光伏产业早已世界第一,惜分散出口,不肯留到青藏云贵高原发挥作用;聚热(水)产业中国农村也相当普及,惜未能转变为电能使用。潜艇在水下无法使用空气中的氧,因而西方大国如德国、美国,早已研发出“外燃机”,如斯特林外燃发电机组,放在太阳抛物镜焦点上,每天太阳一出,直到下山,十多个小时都有电供,效率远高于光伏发电,只是抛物镜太占地方,还怕沙尘。但这些问题当代技术都能解决,只待找一块“净土”安放,那么,“云青天”就是世界唯一可以提供的“净土”,它够大、够高、够干净。
“一带一路”战略,已燃起带路周边国家的致富希望,而“云青天电场”恰恰位于一带一路两线之间的龙头战略位置,在解决我国煤电转换同时,更解带路周边国家缺电之急。一带一路像是两条龙须(叫龙爪太凶,叫龙须亲切些)向西向南舞动,“画龙点睛”这个“睛”,非“云青天”莫属。习主席、李总理,请你们来点睛吧!
(本文作者杨小斌系新道智库学术委员、曾宇怀系中科院广州地理研究所研究员、徐瑞松系联合国教科文组织专家)