能源與文明：從化石到太陽

2022-05-30 04:52:17王姍姍

第一財經(jīng) 2022年11期

王姍姍

2022年的歐洲充滿了壞消息。

自今年夏天歐洲主動停止從俄羅斯進口石油，而俄羅斯方面也減少對歐洲出口天然氣以來，歐洲能源價格就開始飆升。以英國為例，該國石油和天然氣協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，其天然氣批發(fā)價格從1月至10月上漲了250%。一年前，天然氣價格為2. 5便士/千瓦時，電力10.5便士/千瓦時。現(xiàn)在，兩者價格分別漲到了10便士/千瓦時和35便士/千瓦時。

普通個體經(jīng)歷的可能還只是能源價格上漲導(dǎo)致的生活成本提升，而對那些能源密集型、能源敏感型企業(yè)來說，它們經(jīng)歷的是直接的能源短缺。

據(jù)德國《商報》報道，為節(jié)省天然氣和電力，歐洲許多工業(yè)部門正在減產(chǎn)，其中，鋼鐵行業(yè)減產(chǎn)約5%，化工行業(yè)減產(chǎn)8%。德國化肥行業(yè)甚至關(guān)閉了70%的產(chǎn)能，比如巴斯夫，這家德國化工巨頭已宣布削減德國和比利時工廠產(chǎn)量。

如果從更細的維度看，歐洲的維生素A、氯化鉀、維生素E、甲酸、MDI、TDI、蛋氨酸、環(huán)氧丙烷等化工品行業(yè)或?qū)⑹艿經(jīng)_擊。以維生素A、氯化鉀為例，它們在全球的產(chǎn)量占比分別為50%和43%。而在金屬領(lǐng)域，歐洲的精煉鋅、精煉銅、電解鋁、工業(yè)硅等金屬產(chǎn)業(yè)或?qū)⑹紫仁艿經(jīng)_擊，它們在全球的產(chǎn)量占比分別為16%、11%、11%、8%。

全球一次能源的使用占比變化及預(yù)測

數(shù)據(jù)來源：《BP世界能源展望（2022版）》

如果不是此次能源危機，可能很少有人意識到歐洲仍然是不少基礎(chǔ)材料的制造基地，誤以為這些高污染的工廠都已轉(zhuǎn)移到了亞洲。很多基礎(chǔ)產(chǎn)品的原材料就是石油、天然氣等化石燃料本身，比如天然氣除了被用作燃料發(fā)電或取暖，還可以用來生產(chǎn)氮肥；石油除了驅(qū)動汽車，還被用來提取聚乙烯等纖維，這種材料既可以做成裝牛奶的塑料罐，還可以紡織成服裝。當能源價格升高，這些終端消費品的價格也會提高，于是通脹就來了—即使養(yǎng)奶牛的成本沒有上升，運輸牛奶的成本以及裝牛奶的包裝的成本都已經(jīng)漲了。

數(shù)據(jù)來源：《Man， Energy， Society》

此輪危機過后，這些能源敏感型行業(yè)還會把多少產(chǎn)能留在歐洲是個問題。在化工領(lǐng)域，2022年9月，巴斯夫宣布其在廣東湛江投資的巴斯夫（廣東）一體化基地項目開始全面建設(shè)，總投資約10 0億歐元，為德國公司在中國有史以來最大一筆投資。差不多同時，總部設(shè)在阿姆斯特丹的氨和氮產(chǎn)品制造商OCI NV宣布，將在美國德克薩斯州擴建一家氨氣工廠。有所行動的還有鋼鐵領(lǐng)域，盧森堡鋼鐵巨頭ArcelorMittal SA于9月削減了兩家德國工廠的產(chǎn)量，同時透露有意擴建位于美國德州的工廠。

在汽車領(lǐng)域，德國汽車制造商大眾汽車6月宣布要在美國擴張業(yè)務(wù)，并已在其位于田納西州的查塔努加工廠開設(shè)了一個耗資2200萬美元的電池實驗室；寶馬也在10月19日宣布，計劃向其美國業(yè)務(wù)投資17億美元，以制造電動汽車和電池。

“文明的歷史就是人類逐漸控制能量的歷史?！敝Z貝爾化學(xué)獎得主威廉·奧斯特瓦爾德（Wilhelm Ostwald）1909年在《能量的現(xiàn)代理論》中寫道。奧斯特瓦爾德寫下這句話的時候，人類開始見識到煤炭和石油的威力—它們推動機器轟隆隆向前，以人類和人類飼養(yǎng)的牲畜都難以達到的效率。鮮有人意識到，沒有化石能源（煤炭、石油、天然氣），就沒有現(xiàn)代文明。當下正陷于能源危機的歐洲，提供了一個讓我們審視能源與文明關(guān)系的窗口。

化石能源成就歐洲

化石能源是歐洲崛起的基礎(chǔ)。

過去15個世紀中的13個世紀，全球制造業(yè)強國都不在歐洲，而在亞洲。瑞士經(jīng)濟史學(xué)家保羅·貝洛赫（Paul B airoch）搜集的數(shù)據(jù)顯示：1860年之前，英國、美國和其他西方國家的制造業(yè)總量低于中國和印度。比如1800年，全球制造業(yè)產(chǎn)量的33%來自中國，20%來自印度，英國和美國分別僅占4.3%和0.8%。然而經(jīng)過19世紀，一切就顛倒了過來。1860年之后，英國和美國先后成為全球制造業(yè)占比最大的國家（直到2010年才被中國再次反超）。

幾個主要國家在全球制造業(yè)產(chǎn)量的占比（1860年至2010年）

數(shù)據(jù)來源：Paul Bairoch and UNCTADStat

這場150年前的力量切換，常被歸因為工業(yè)革命—機器當然重要，但同樣重要的是能源革命，或者可以說，沒有能源革命，機器就只是沒有動力的擺設(shè)。1700年至1900年間，英國的煤炭產(chǎn)量增加了80倍。與煤炭產(chǎn)量的增長曲線幾乎一模一樣的是英國的鋼鐵和棉花產(chǎn)量。180 0年，英國和美國的鋼鐵總產(chǎn)量不到100萬噸，煤炭驅(qū)動的機器做功下，1900年，兩國的鋼鐵總產(chǎn)量達到230 0萬噸。與此同時，英國紡織工人每年的人均紡織規(guī)模從100年前的1.5千克增長到了19千克。

產(chǎn)能暴漲背后的魔法很簡單：人類平均勞動水平大約只有1／20馬力，而只要往發(fā)動機里加入1加侖汽油，就會產(chǎn)生相當于130多個小時的人力工作量。魔法核心就在于廉價的化石能源，18世紀的歐洲最先大規(guī)模開采和使用這種能源。

從是否可再生的角度，能源可以被區(qū)分為當代能源和化石能源。前者包括木材、太陽能、風(fēng)能、水能等由當下生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的、時刻能再生的能源；后者包括煤炭、石油、天然氣等由古代生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的、已不可再生的能源。兩者的差別看起來是出現(xiàn)時間，但帶來的結(jié)果和預(yù)示的未來有質(zhì)的不同。

對化石能源的積極應(yīng)用，不僅使歐洲直接反轉(zhuǎn)了存在數(shù)千年的全球制造業(yè)格局，還將人類文明從人口增長、土地無法提供足夠食物和木材、人口下降— 食物和木材富余、人口再次增長—食物和木材不足、人口再次下降—的循環(huán)中拖拽了出來，送入以進步、無限增長為特征和信仰的線性文明。因為化石能源再也不用像木材一樣同人類口糧搶耕地，且節(jié)省了大量的人類勞作，全球各國對GDP的認知便只剩下一個詞—增長。沒錯，增長這種信仰只有幾百年的歷史，相當于且直接來自于化石能源被使用的歷史。

人類能量消耗與全球各國GDP總值變化

數(shù)據(jù)來源：Vaclav Smil， Energy in Nature and Society

自使用化石能源以來，歐洲—從英國到德國—就先后承接了全球第一和第二次工業(yè)革命，然后是美國。全球工廠后來雖然很大部分轉(zhuǎn)移到了中國，但歐洲依然保留了金屬、化工等能源密集型和能源敏感型的基礎(chǔ)制造，原因之一就是這里可以獲得廉價的化石能源。

俄烏沖突發(fā)生之前，2020年，德國66.1%的天然氣來自于俄羅斯。從2011年起，俄羅斯通過一條長約1222公里的管道（北溪1號）向歐洲輸送天然氣，相同的管道在2021年還新增加了一條（北溪2號）。與此同時，俄羅斯的煤炭和石油在德國的相關(guān)產(chǎn)品的進口占比中也達到40%。10月10日的歐盟大使會議上，歐盟外交與安全政策高級代表博雷利發(fā)言時也說，“我們的繁榮是建立在俄羅斯的廉價能源，和中國進出口的大市場、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、投資和廉價商品上的?！?h3>從減碳提速到能源自主

歐洲能源危機之前，以“碳中和”為目標的減碳計劃正在全球推行。所謂“碳中和”，即通過植樹造林、節(jié)能減排等一系列措施，抵消因生產(chǎn)生活活動產(chǎn)生的二氧化碳排放量，以達到相對“零排放”。歐盟是這項全球計劃的模范生，當中國提出要在2060年實現(xiàn)碳中和的時候，歐盟對自己的要求是2050年。

但是，為減少能源短缺，一些歐盟國家正在重啟煤電。8月22日，德國能源巨頭尤尼珀（Uniper）宣布重啟旗下的海登4號燃煤發(fā)電廠，運營到2023年4月30日。該發(fā)電廠剛剛在2020年12月停止發(fā)電，曾是德國政府為減少碳排放做出的的努力之一。此外，奧地利政府也讓國有能源公司Verbund重啟了一家燃煤電廠。

不過，德勤中國可持續(xù)發(fā)展與氣候變化主管合伙人謝安認為，這種回頭路歐盟不會走太久，很快就會重新回到減碳的大道上來。因為經(jīng)過多年辯論，“減碳不再只意味著成本，更意味著能源安全和經(jīng)濟效益”。謝安對《第一財經(jīng)》雜志說。

實現(xiàn)碳中和的路徑包括兩個過程，其一是在消費端實現(xiàn)能源使用模式的電氣化，其二是在供應(yīng)端實現(xiàn)能源生產(chǎn)和輸送的可持續(xù)化。就消費端而言，交通、工業(yè)等行業(yè)過去都直接消耗化石能源，碳中和目標下，這些行業(yè)都要轉(zhuǎn)為更多使用電力。

歐盟能源進口結(jié)構(gòu)（2020年）

數(shù)據(jù)來源：歐盟統(tǒng)計局

德國天然氣進口結(jié)構(gòu)（2020年）

數(shù)據(jù)來源：歐盟統(tǒng)計局

供應(yīng)端的變化，在這場能源轉(zhuǎn)型中則更多意味著創(chuàng)新和增長。電網(wǎng)源頭可以利用風(fēng)能和光伏等可再生能源發(fā)電；在電力輸送中應(yīng)用能夠調(diào)節(jié)可再生能源波動性的分配技術(shù)，即智能電網(wǎng)；以及可以實現(xiàn)大規(guī)模、長周期存儲電力的儲能技術(shù)，比如氫儲能（將太陽能、風(fēng)能等清潔能源發(fā)出的電能或夜間電網(wǎng)的過剩電能，通過電解水制取氫氣，通過儲氫罐存儲）—這三個可再生能源供應(yīng)環(huán)節(jié)都被視為市場潛力巨大的投資對象。

這里的“潛力”一方面意味著夠大的經(jīng)濟效益。據(jù)德勤經(jīng)濟研究所發(fā)布的報告測算，未來50年，若氣候變化問題無法得到緩解，中國將面臨180萬億元的經(jīng)濟損失。如果控制全球升溫以及出口脫碳技術(shù)，中國則不僅可以避免遭受損失，還有望創(chuàng)造116萬億元的經(jīng)濟收益—這套算法對歐盟、美國等全球大型市場都適用。

原因很簡單，首先，每場技術(shù)革命都曾創(chuàng)造出新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)，能源的技術(shù)革命也不例外。以新能源汽車為例，可以看到，當前能源變革正在改變消費者習(xí)慣，從需求側(cè)推動整個汽車行業(yè)向上游能源產(chǎn)業(yè)鏈延展。相較于傳統(tǒng)汽車形成的產(chǎn)業(yè)鏈，新能源汽車催生了大型鋰電池、汽車軟件等新的細分產(chǎn)業(yè)。其次，隨著開采難度增加，化石能源的成本未來注定呈上漲和頻繁波動的趨勢，而新能源的發(fā)展更多是受技術(shù)驅(qū)動。凡是受技術(shù)驅(qū)動的產(chǎn)品都會遵守摩爾定律—效率不斷提高，成本不斷下降，看看智能手機就知道了。

除了減碳，更多使用可再生能源的另一個重要價值在于實現(xiàn)能源自主?；茉次C重重的原因之一，就是在分配上的不均。據(jù)已探測到的規(guī)模，全球2/3到3/4的化石能源集中儲藏在5個國家。與化石資源相比，風(fēng)、光等當代能源在全球的分布相對更均勻，國家掌握并部署這些新能源技術(shù)，有利于實現(xiàn)能源自主。

最后，能源轉(zhuǎn)型最具潛力也更具吸引力的地方在于，它意味著下一個技術(shù)時代的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。

“從技術(shù)趨勢上看，人類每次工業(yè)革命都伴隨著能源和動力革命，第四次工業(yè)革命也不例外。”德勤中國能源、資源及工業(yè)行業(yè)主管合伙人郭曉波對《第一財經(jīng)》雜志說，第四次工業(yè)革命以數(shù)字技術(shù)浪潮為特征，大規(guī)模智能設(shè)備的運行和網(wǎng)絡(luò)通信需要的電力，將遠超傳統(tǒng)工業(yè)體系所需的電力?；茉措y以擔此重任，唯有開發(fā)新的能源技術(shù)。

從早期的政治正確到眼下資本追求的技術(shù)風(fēng)口，能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟邏輯正在被多個政府買單，歐盟也不例外。2020年，歐盟委員會通過《歐洲氣候法》，目標是在2050年實現(xiàn)“碳中和”。2022年歐盟相關(guān)計劃的推進則明顯步伐加快。5月歐盟再次發(fā)布的能源轉(zhuǎn)型方案已經(jīng)變成了《歐洲廉價、安全、可持續(xù)能源聯(lián)合行動方案》（REPowerEU）—一份能源獨立計劃。而10月被提上歐盟議程的法案叫作《能源系統(tǒng)數(shù)字化計劃》（The Energy System Digitization Action Plan）。

技術(shù)尚未就緒，貿(mào)易戰(zhàn)已開打

曾經(jīng)，當代能源最被詬病的地方就是它不足以支撐現(xiàn)代生活。受限于土地面積，19世紀之前的人類時時都需要在種植燒火的木材、養(yǎng)活自己的糧食、養(yǎng)活牲畜（作為勞動工具）的牧草三者之間取舍。結(jié)果是，全球人口只要觸達一定規(guī)模，就會出現(xiàn)一輪人口縮減。直到19世紀，獲得化石能源后，人類才突破人口瓶頸—1800年，經(jīng)過20萬年時間，全球人口達到10億，經(jīng)過1800年至1910年的煤炭時代，僅過了110年，全球人口就從10億增加到了接近20億。

好消息是，“科學(xué)家已經(jīng)測算過，地球24小時從太陽接收的能量足夠現(xiàn)代文明使用?？偭坎皇菃栴}，技術(shù)才是問題?！敝x安對《第一財經(jīng)》雜志說。

很多意在解決減碳、能源捕獲和儲藏問題的技術(shù)都在被開發(fā)，只不過遠未令人滿意。比如，討論最為熱烈的碳捕捉技術(shù)尚無成熟實現(xiàn)方式；旨在實現(xiàn)燃燒過程清潔的氫能，儲存它的罐子還很難做到不漏氣—分子比氫還小的罐壁材料迄今尚未找到，生產(chǎn)氫能的原材料多數(shù)也是化石能源，而不是產(chǎn)生污染更少的水。

挑戰(zhàn)不只是技術(shù)上的，還在于捕獲能源的方式本身。比如，太陽能板不僅生產(chǎn)過程被認為產(chǎn)生大量污染，其在野外的擺放也被認為損害鳥類生存。早在2013年，關(guān)注動物權(quán)益的Lex Berko就撰文稱，美國加州的多個太陽能設(shè)施處出現(xiàn)大量“翅膀燒焦”的鳥，因為這些鳥受太陽能板的色澤誤導(dǎo)，以為那是水面或天空。風(fēng)能的問題與此類似，高速旋轉(zhuǎn)的葉片被認為阻礙了鳥的遷徙。還有水電，生態(tài)學(xué)家質(zhì)疑它改變了水壩周圍的生態(tài)，尤其是超大型水壩。

無論減碳還是能源轉(zhuǎn)型，很多技術(shù)都尚未就緒，但相關(guān)的并購、貿(mào)易戰(zhàn)爭已打響。

2022年2月，雪佛龍宣布斥資31.5億美元，收購生產(chǎn)生物柴油和可再生柴油的能源公司REG。10月17日英國石油公司（BP）宣布以41億美元的價格，收購了一家名為Archaea能源的美國可再生天然氣公司，刷新全球可再生燃料企業(yè)收購紀錄。

與企業(yè)為技術(shù)儲備和市場準備所做的溫和并購不同，國家層面的競爭和出臺的政策對市場的影響將更為深遠。

當前，中國已是全球最大的太陽能電池板、風(fēng)力渦輪機、電池和電動汽車生產(chǎn)國，同時也是全球最大的新能源汽車消費市場。據(jù)中國汽車流通協(xié)會汽車市場研究分會統(tǒng)計，2022年上半年中國新能源汽車銷量占全球總銷量的59%。

相較于中國的制造優(yōu)勢和大市場優(yōu)勢，歐洲依然具有技術(shù)積淀和創(chuàng)新市場機制的優(yōu)勢—目前，風(fēng)機軸承、光伏IGBT等核心制造環(huán)節(jié)的技術(shù)由歐洲掌握，同時，全球首個碳排放權(quán)交易系統(tǒng)（EU-ETS）、碳稅制度、綠電交易PPA（Power Purchase Agreement）協(xié)議等創(chuàng)新機制的發(fā)明者也是歐洲。

歐洲的經(jīng)驗讓我們看到，要推進新的能源技術(shù)時代的到來，需要政策、市場、資本等多個要素協(xié)同推進。

今年8月，拜登政府簽署了價值高達7500億美元的《通脹削減法案》，該法案明確規(guī)定，將會為每輛在北美組裝的電動車提供7500美元的稅收抵免，但是享受此項優(yōu)惠政策的車輛所使用的電池必須從2023年起在北美地區(qū)有一定比例關(guān)鍵原材料的生產(chǎn)，否則，就不能獲得這項補貼。這是繼芯片法案后，美國對準的最新領(lǐng)域—能源。

這一法案即將影響的不止中國。歐盟也回應(yīng)認為，該法案存有歧視內(nèi)容，會降低歐洲企業(yè)的競爭力，可能引發(fā)關(guān)稅戰(zhàn)。9月，美國電動車企業(yè)特斯拉宣稱暫停在德國生產(chǎn)汽車電池的計劃，把相應(yīng)產(chǎn)線轉(zhuǎn)回美國，著眼點正是公司必須確保獲得美國國內(nèi)電動汽車和電池制造的稅收減免資格。