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當(dāng)今地球面臨的現(xiàn)實是,為了保持地球大氣層中溫室氣體的濃度低于450 PPM (PPM)和避免超過2攝氏度的變暖,人類排放的總平衡,根據(jù)發(fā)現(xiàn)的聯(lián)合國氣候變化委員會(IPCC),現(xiàn)在的共識是，大約是7000億噸。
2020年，全球化石燃料二氧化碳排放量總計323億噸，下降6.3%。中國排放99億噸，增長0.6%，而美國排放45億噸，下降11.6%。經(jīng)合組織國家的降幅為11.5%，發(fā)展中國家為3.5%。按照這樣的排放速度，剩余的二氧化碳還可以再排放20年。
地球的未來是被洪水淹沒還是郁郁蔥蔥，取決于我們使用什么以及如何使用能源。
天然氣現(xiàn)在受益，未來工作
人們對奢侈的追求可以減少，但對整體舒適的追求不能減少，發(fā)展中國家人民提高生活水平的愿望必須得到尊重。到2020年，美國人均能源消費量為265億焦耳，中國為101億焦耳，經(jīng)合組織國家為159億焦耳，發(fā)展中國家為530億焦耳。能源消耗仍將增加，由此產(chǎn)生的排放必須減少。
雖然所有的減排努力都值得肯定和探索，但要保持整體經(jīng)濟穩(wěn)定增長，提高生活水平，減少排放，唯一的辦法是盡可能使用天然氣，而不是煤炭和石油。
在相同熱值下，煤、油、天然氣的排放比約為1∶0.8∶0.4。如果用天然氣大規(guī)模替代煤炭和石油，減排10億噸將是顯而易見的。但煤制氣不能算作天然氣，因為它只是改變了排放地點，總體排放增加而不是減少。
中國天然氣的市場空間無需多言。在住宅和工業(yè)用途上，天然氣可用于大型燃氣輪機發(fā)電，并可用于基于天然氣的制冷、供暖和供電聯(lián)合。所以你可能會擔(dān)心天然氣的安全性和價格。
首先，看看安全性。2020年，全球已探明天然氣儲量為188萬億立方米，近年來一直保持在這一水平。2020年、2010年和2000年左右的儲采比分別為49、50和50。也就是說，經(jīng)過這么多年的鉆探，天然氣儲量并沒有顯著減少;或者，即使從現(xiàn)在開始完全停止勘探，以目前的年產(chǎn)量(假設(shè)可采收率為60%)，已探明的天然氣還可以使用近30年。所以簡單地說，氣體沒有盡頭。
然后是價格問題。在全球減排的努力下，天然氣作為化石能源的總量也將明顯且長期供過于求，難以長期保持高價格。此外，天然氣還面臨著來自水力、核能和可再生能源的競爭。市場當(dāng)然會有起伏，但任何擔(dān)心油價會持續(xù)高企的人都言過其實了。
目前中國天然氣價格高，主要是由于各種原因，國際低價氣源難以進入，市場不得不吸收長期協(xié)議中簽署的高價天然氣。
歐洲天然氣價格也在2021年年中達到高點，但這很難說是一個長期趨勢。更多天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運營，特別是大型地下儲氣庫的建設(shè)和運營，將大大緩解短期價格波動。
事實上，全球天然氣市場是一個買方市場，取決于消費者的意愿。由于國內(nèi)天然氣產(chǎn)量接近2000億立方米，還有許多其他天然氣來源來平衡市場，天然氣被卡住的可能性很小。
因此，在氫經(jīng)濟到來之前，中國應(yīng)大力發(fā)展天然氣經(jīng)濟。
天然氣的經(jīng)濟效益不過是上游勘探和開發(fā)、中游運輸和下游使用。下游有廣闊的空間，新的亮點是天然氣管道和儲存設(shè)施。到2020年，中國將消耗3306億立方米天然氣，擁有7萬公里長的高壓長輸管道和約160億立方米的地下儲氣庫。如果到2040年中國的天然氣消費量達到1萬億立方米，對天然氣管道的需求也會增加。根據(jù)國際經(jīng)驗，高壓管道每公里投資在100萬至300萬美元之間。如果中國需要再建設(shè)10萬公里的管道，如果按每公里1000萬元的平均計算，總投資將超過1萬億元，不包括低壓輸配管線和壓力站等相關(guān)設(shè)施。
這條管道的建成和使用將刺激更多的天然氣需求，通過消費促進經(jīng)濟發(fā)展。氣體存儲也是如此。特別是地下儲氣庫在確保供氣安全方面肩負著重大使命。我國近期所謂的冬季天氣短缺，本質(zhì)上是由于儲運設(shè)施的市場表現(xiàn)暫時失衡，并非真的缺氣。
特別是，我想指出的是，天然氣基礎(chǔ)設(shè)施和氫氣之間將存在顯著的協(xié)同效應(yīng)，這將極大地擴展天然氣管道和儲存設(shè)施的商業(yè)價值。
盡管還需要進行更多的測試和可行性測試，意大利國家天然氣網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成功地試驗了混合10%氫氣的天然氣管道。15%及以上摻混比例正在進行試驗，地下儲氣庫摻混也在進行可行性論證。
通過天然氣儲運設(shè)施為氫氣提供相同的儲運服務(wù)，將徹底打破氫氣中間過程的瓶頸，允許可再生能源豐富的地區(qū)以低成本將綠色氫(可再生電力電解水產(chǎn)生的氫)輸送到負荷中心。
通過這種方式，天然氣基礎(chǔ)設(shè)施將在2050年以后繼續(xù)在氫能源中發(fā)揮重要作用，屆時天然氣將逐步退出主要能源角色。
因此，開發(fā)天然氣是為了現(xiàn)在，將來的工作。在“十四五”規(guī)劃和2030年遠景規(guī)劃中，天然氣消費量為6000億立方米。我認為這是更謹(jǐn)慎的做法，未來我們可以看到1萬億立方米甚至更高。
氫+綠色電，人類終極能源
畢竟，天然氣是化石能源，而甲烷中仍然有一個碳原子。排放是不可避免的，最終將被更清潔的能源，即太陽能和風(fēng)能所取代。但由于太陽能和風(fēng)能的間歇性，綠色儲能是不可缺少的，而氫具有規(guī)模、效率和便利性，可以承擔(dān)電力以外的主要能源責(zé)任。
綠色氫是一種基于綠色電力(太陽能和風(fēng)能)的二次能源，幾乎零排放。所以說到人類的終極能源，綠色電力和氫能將是兩種主要形式。
鋰電池也是一種很好的形式。氫燃料電池和鋰電池最終可以解決所有運輸領(lǐng)域的燃料問題，包括重型卡車、物流車輛、乘用車、各種工具車輛、船舶甚至飛機和航天器。但就規(guī)模生產(chǎn)而言，鋰離子電池存儲同等能量的成本遠遠高于氫電池。氫的高能量密度將大大降低存儲成本，其衍生物氨和甲醇將擴大氫能的應(yīng)用范圍。最重要的是，氫能將基本解決高耗能行業(yè)的轉(zhuǎn)型問題，鋼鐵、水泥、化工、陶瓷等行業(yè)基本可以用氫能燃料替代。
在可預(yù)見的未來，大部分能源將是電力和綠色氣體。我們把天然氣(包括生物甲烷)和氫氣都稱為綠色氣體能源。除了發(fā)電設(shè)施，電力基礎(chǔ)設(shè)施就是輸電網(wǎng)。天然氣網(wǎng)絡(luò)主要有天然氣輸送網(wǎng)絡(luò)和天然氣儲存網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)歐美目前的特點，天然氣供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)具有以下幾個顯著特點:
首先，天然氣網(wǎng)絡(luò)更大。在歐洲和美國，天然氣網(wǎng)絡(luò)很發(fā)達，在寒冷的意大利北部，它們提供的能源是電網(wǎng)的4到5倍。
二是燃氣輸送網(wǎng)絡(luò)更加靈活。電網(wǎng)必須實時平衡供應(yīng)和需求，并在任何時候保持恒定的頻率。輸氣管網(wǎng)的注采可分離。
第三，傳輸網(wǎng)絡(luò)可以存儲大量的能量，幾乎沒有損耗，而且價格便宜。長距離傳輸?shù)馁Y本成本和損失是驚人的。
根據(jù)在歐洲的成功實驗，氫氣可以被添加到天然氣管道中，以便運輸。這使得兩個最大的能源基礎(chǔ)設(shè)施連接起來。氫氣使電網(wǎng)和燃氣網(wǎng)成為真正的能源互聯(lián)網(wǎng)，通過儲能電池、氫燃料電池、地下和地面儲氣網(wǎng)，我們擁有了一個完全滿足我們能源需求的網(wǎng)絡(luò)。
事實上，在這個能源互聯(lián)的大框架之上，微型或地方性的能源互聯(lián)網(wǎng)將獲得更多的生命力。智能微電網(wǎng)、燃氣管網(wǎng)、熱力管網(wǎng)、分布式能源終端等仍然是相互隔離的，但可以逐步耦合互連?；ヂ?lián)電動汽車或自動駕駛電動汽車將促進能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。許多新技術(shù)，如即插即用的分布式電力系統(tǒng)，以及節(jié)能和獨立的能源系統(tǒng)，如地?zé)?，將在互?lián)的能源電網(wǎng)中找到它們的位置。
國際碳價格將成為全球化的新標(biāo)志
全球化是古典經(jīng)濟學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果。亞當(dāng)·斯密的勞動分工理論是現(xiàn)代經(jīng)濟學(xué)的開端。從具有千年歷史的農(nóng)業(yè)和手工業(yè)經(jīng)濟向現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟的過渡，在現(xiàn)代經(jīng)濟中，勞動分工和效率的提高是核心。勞動分工不僅體現(xiàn)在不同產(chǎn)業(yè)之間的互補性和產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的細分，還體現(xiàn)在不同國家由于資源稟賦結(jié)構(gòu)的不同而形成的不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。從全球的角度看，全球化是經(jīng)濟最有效的安排，貿(mào)易是全球化的最好體現(xiàn)。
氫能是全球化的新機遇，是全球化的新催化劑，也是全球化的新載體。由于氣候變化是人類面臨的最大挑戰(zhàn)，它不再是一個或幾個國家的問題，而是全人類的問題。
氫將為世界經(jīng)濟的再平衡提供新的機會，也將為中國等可再生能源生產(chǎn)大國在價值分配中占據(jù)更大份額提供新的機會。
與歷史上所有的技術(shù)和工業(yè)革命一樣，氫能的大規(guī)模應(yīng)用將在很大程度上取決于其經(jīng)濟效益，尤其是制造綠色氫的成本至關(guān)重要。綠色氫成本主要由綠色電成本和電解槽成本兩部分組成。
綠色電力的成本已經(jīng)具有競爭力。挑戰(zhàn)在于電解器。電解槽的成本與其規(guī)模直接相關(guān)。另一個是氫氣基礎(chǔ)設(shè)施，如加氫站，這將決定綠色氫氣能否真正進入市場。雖然存在技術(shù)因素，但規(guī)模是主要因素，CNG和LNG加氣站的經(jīng)驗可以證明這一點。因此，對于氫補貼而言，電解槽的尺寸是一個關(guān)鍵問題。
即使綠色氫氣的成本穩(wěn)步下降，將其大規(guī)模推向市場還有另一個關(guān)鍵因素:碳的價格。如果沒有這種壓力，所有關(guān)于氫的設(shè)想可能仍將是那樣。就像今年到目前為止所發(fā)生的那樣，全球能源價格正在飆升。原因很簡單，盡管困難重重，回歸我們熟悉的化石燃料是如此簡單，任何國家、任何人類都無法拒絕。
但這只是對化石燃料的回歸，綠色能源制造成本的下降和碳價格的上漲將是不可逆轉(zhuǎn)的。一個氫的世界即將到來。
我們需要做的是盡早給碳定價，并讓這個價格在人們的腦海中根深蒂固。
雖然世界上已有120多個國家承諾到2050年和2060年實現(xiàn)碳平衡，但它們的計算方法和計劃大相徑庭。首先，國家的努力是自愿的，沒有足夠的約束力
給碳定價會更容易，也更公平。你消費的是會排放碳的東西，你為它買單，并且你避免了向?qū)Ψ秸鞫?。相互征收碳稅將對國際貿(mào)易造成巨大的新障礙，并繼續(xù)在發(fā)達國家和發(fā)展中國家之間開辟一條鴻溝。
為了最大限度地發(fā)揮各國努力的協(xié)同效應(yīng)，將一國的成果提供給其他國家，國際碳價格將是一個非常重要的參考，而碳匯或碳信用將是新的金融流動性的重要載體。
在《京都議定書》(Kyoto Protocol)的清潔發(fā)展機制(Clean Development Mechanism)下，跨境碳匯交易早在幾年前就已開展，但那只是小規(guī)模試點。如果我們能將全球300億噸碳排放全部投放市場，那將是一個巨大的市場。如何使這個市場公平、符合市場規(guī)則，將考驗政府的良心和能力。
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