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能源与环境的未来和机遇

能源与环境的未来和机遇

作者: 加维科技3d打印 | 来源:发表于2017-12-04 11:57 被阅读0次

    电能的利用是第二次工业革命的主要标志,主要来自其他形式能量的转换,包括水能、热能、原子能、风能、化学能及光能等。被广泛应用在动力、照明、通信等各个领域,是科学技术发展、经济飞跃的主要动力。电能在我们的生活中起到重大的作用,可能是目前全世界最大的网络和平台,像是一个中介,任何能量都可以转化为电能,然后电能也可以转化为任何能量。  

    而任何转化都会造成能量流失,就目前来说,以电为中介是能量损失最小的方式,但是科技的进一步发展,电能同样可能被其他方式替代,电能从1752年被富兰克林发现至今也仅250年的历史,未来人类对能量的需求可能是恒星级,甚至是星系级。放在这样的尺度,电能就会显得极为幼稚。而取代它的可能是什么?我还无法想象,说到这里,只是想提醒自己没有什么是绝对的。我们现在习以为常的生活方式,放在未来这个大尺度,一切都可能改变。所以我们不能固步自封,要着眼未来。  

    发展新能源被看成是第四次科技革命的核心任务。从战略的眼光来看,新能源本身就是一个经济发展方向,促进新能源经济的发展,可以推进能源结构乃至经济结构的转变,对国民经济产生深远影响,也是未来世界各国的竞争重点,能源工业未来的方向将是从能源资源型走向能源科技型。美国利用经济低迷的时机,大力发展新能源,如果成功了,未来的能源格局可能将被美国所主导。  

    作为工业时代的命脉,煤炭石油天然气这三大化石能源在转换成能量的同时也带来了各种污染问题,加上化石能源毕竟不是取之不尽用之不竭的可再生资源。资源匮乏导致了很多的冲突和战争。巴黎气候协定之后,中国以及欧洲各国都先后制定了未来10到30年的时间内逐步淘汰石油能源汽车的计划。  

    新能源的开发显得迫不及待,好消息是近年来新能源技术有了飞跃的进展,比如生物能和太阳能等可再生资源的突飞猛进。以太阳能为例,人类通过植物的光合作用而利用到的太阳能不到10%,而现在单晶硅太阳能电池的转化率已经超过20%,而太阳还有50亿年的寿命,相对人类的寿命来说,这相当于是永恒了。随着科技的进一步发展,人类未来可能直接到达近太阳表面搜集能量,甚至包裹太阳直接利用太阳能也不是没有可能。如果放眼外太空,天大地大,任由人类驰骋,资源完全不是问题。  

    能源与环境的机会  

    虽然在上一部分设想的最后能源是摆脱了电力转换束缚的高阶直接利用宇宙能,但那也许是几个世纪几代人之后的事情,现阶段我们能做的,还是以电力为平台,毕竟电力也只有两百多年的历史,把电能发挥到极致还有好长一段路要走,只是未来我们能做到能源更加洁净,能耗降到极致。

    目前,全球煤石油天然气等化石能源的消费比重达到了惊人的88%,中国近年来大力发展可再生能源及核电,在能源消费占比方面取得了一些成绩,但依然高达86.7%。到2016年底: 全国水电装机3.32亿kW,发电量11807亿kWh,占全国能源消费的8.2% ;风电装机1.49亿kW,发电量2410亿kWh;核电装机3364万kW,发电量2132亿kWh;光伏发电装机7742万kW,年发电量662亿kWh,同比增加74%;生物质能发电装机约1200万kW,年发电量650亿kWh。以上纳入电力统计体系的非化石能源贡献量共计折合约5.4亿tce。此外,生物燃料乙醇和生物柴油等液体燃料利用量没有出现明显变化也就是说生物能源技术这两年没有什么突破。全部非化石能源在能源消费中的比重达到13.3%。可见这个领域还有多大的市场规模。

    预计我国石油将在2030年达到峰值需求6.9亿吨,交通用油也将在2030年达到3.8亿吨的峰值水平,到2050年煤炭、油气和非化石能源将呈现三分天下的局面。其中可再生能源每年增长6%,未来发电增量主要来自非化石能源和天然气。因环保政策等因素,2030年前非化石能源加天然气发电将贡献发电增量的80%以上。2030年后,随着已建煤电机组寿命期逐步到来,清洁能源发电技术将快速替代煤电,2030年左右起煤电占比将不足50%。2050年非化石能源发电占比将达到60%。

    由此可见能源是一个万亿级别的市场,由于涉及到国家利益,资源和技术能力都控制在国家层面,为了控制石油,美国不惜发动了伊拉克和阿富汗战争。所以在整个传统能源领域已经不可能留下机会给创业公司,甚至民企也得不到这样的机会。但是新能源由于其不确定性,使得大公司有机会进入。但是高投入的资金给进入者设立了一个超高门槛,而且技术逐渐密集型,加上先入者的垄断地位,使得如今想要像15年前王传福依靠区区300万就搞出半人工半自动的电池生产线,已经几乎没有机会。 人口红利的消失,人工成本节节高升,相信整个资源密集型和劳动密集型都已经没有机会了,那么未来的机会可能在什么地方呢?——科技和创新。我们可以从建立可持续能源系统入手,通过人工智能和大数据优化控制,节能减排,提高能效以及改变能源消费的方式。小公司不可能也不需要涉及到整个能源系统:生产,存储,转换,交易平台等任何一个环节的创新都是一个巨大的市场。

    能源和社会的发展趋势为我们带来了人类社会的五大转变:一是清洁能源的比例大幅提升;二是传统能源设备开始智能化改造;三是终端能源从化石能源转到清洁能源;四是多卖方的变化;五是多能互补、按需生产。在此基础上就可以推动整个能源互联网产品的形成。而这五大转变,处处都存在着商机。

    以华为在能源方面提供的产品和解决方案为例;首先是能源的生产,华为依然聚焦在提供光伏的生产,通过技术进步将光伏在整个能源系统中的比重得到大幅提高。再辅以储能技术,希望光伏发电能够成为能源互联网很重要的一个组成部分;第二是能源消费环节,将电动汽车消费作为能源互联网的重要组成部分,再辅以智能家庭,家电零排放、就近消费;在连接板块做了大量工作,比如把电力无线通信包括未来的5G通讯引入能源行业;最后在智能化领域,目前已经把云计算、大数据技术引入到能源平台,未来希望通过云融合、云集群方式把不同平台云端进行对接和共享。

    通过创新提高系统发电量,降低运维成本等都有机会,往细了说,比如无线充电就可能是未来一个非常重要的方向,结合无人驾驶和车联网等技术建设一个无线充电网络都可以作为能源的一个落地项目。利用工业4.0的技术加强新能源装备的研究和改造,大力发展能源设备也是我们可以落地的项目。

    保障人类和地球拥有更加美好的未来,环境保护至关重要,而我们小公司的机会应该是通过科技的力量促进环保。无人机,热成像,基因分析,生物跟踪,采样分析等等细分的小众市场都存在着商机。用科技创新改进落后的生产设备和方法,都能使环保变得高效。再细化到我们的日常生活,智能空气净化,水净化,食物监测净化等也都有着大量的商机。 

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