中国要实现碳中和，机构预测总共需要投入约140万亿元，这是一条万亿美元的超级赛道。
你可能会想，能源转型是不是全靠政策推动，然后拼命投钱就够了？没那么简单，政策很重要，它是能量转化的整体导向，但不是能量转化的唯一动力。在过去的一年里，能源行业取得了许多突破。这背后除了政策支持，还有两个驱动力:一是应用场景的拓展，二是技术瓶颈的突破。
首先是应用场景的拓展，让小众清洁能源更有用。比如氢能，它一直被称为人类的终极清洁能源。奇怪的是，它存在感很低。所有的电动汽车都使用了光伏发电，但很少见到氢动力汽车。为什么？以前氢气是按照危险化学品来管理的，氢气的爆炸极限为4%-75.6%，只要在空气中混入4%的氢气，遇火就容易爆炸，给储存和运输带来困难。新建氢站一座造价高达1500万元，现在全国只有255个加氢站，要达到加油站的高密度还需要很长时间。
幸运的是，从2022年开始，氢能将进入实质性应用阶段，因为氢能已经找到了一个特别合适的应用场景:工业副产品氢气用于附近有固定线路的商用车。为什么这个场景特别适合氢能？
首先，商用车迫切需要清洁化改造。商用车辆的排放量很高。
其次，固定线路可以解决氢气储运的“先天不足”。商用车路线固定，加氢站密度很好解决。商用车基本都是露天停放，泄漏的氢气会立刻被稀释，爆炸风险大大降低。
最后，“工业副产氢气”可以很好的解决能源供应问题。这里用的氢气是工业副产品，成本低。每公斤16元的价格是电解水制氢的三分之一。行业分布也很广，可以与重卡运输的需求区域重叠，氢能源供应非常方便。
总结这种模式:一方面是大量的工业副产氢气，另一方面是商用重卡的减排需求。两者结合，就有了特别合适的应用场景，让氢能应用有了从0到1的突破。
核能似乎不是很引人注目，目前仅占中国电力供应的5%。然而现在，核能的应用有了重大突破，那就是核能供热。山东烟台海阳市完成了全国首个“核供热”任务。核电站在发电的同时，利用余热加热采暖水，热电联产为海阳市500万平方米连续供热143天。
为什么核供热的应用特别显著？解决了困扰我们多年的一个难题——城市供暖的清洁问题。2020年我国集中供热用煤2.8亿吨，产生二氧化碳等污染物6亿吨，相当于全国交通运输部门半年的排放量。
核供热是一个非常值得注意的应用。以海阳市为例。一个供暖季，如果烧煤，要用18万吨煤，只有4500辆大货车能装。核供热用了多少燃料？1.2吨，一辆小货车被拉走，零碳排放，能量密度，清洁度碾压其他能源。
你可能会担心核能会不会有安全问题。毕竟历史上的核事故都是令人恐惧的。我们掌握了世界领先的第三代核电技术，核电站可以抵御任何假设可能发生的事故，安全性很高。你也不用担心家里暖气片的核辐射。核供热送来的水是经过五层隔离监控的安全热水，对人体没有任何伤害。
比如与光伏并称“新能源二人组”的风电，现在遇到了发展瓶颈，因为风电的发展越来越困难。近十年来，风资源丰富、区位好的地区几乎都被开发了，适合的地区越来越少。
这就要求风电要逐步转向两个领域，一是低风速风能的开发，比如中东部省份的低海拔地区，二是海上风能。但这两个地方的风能发展并不容易，风机的装机成本更高。为了控制发电成本，需要提高每台风力发电机的发电效率。
目前主要的方法是使用较大的风扇。叶片越大，发电效率越高。理论上，风扇吸收的能量与叶片长度的平方成正比，即如果一个叶片从20米变成40米长，可利用的能量将增加4倍。
这个道理很好理解，问题是做起来不容易。并且当重力和风力都增加时，叶片材料更容易应变、变形甚至断裂。要做一个200米的叶片，就得用碳纤维。碳纤维的强度比玻璃纤维高40%。另一个指标“模数”，高3-8倍。模量越高，材料越不容易变形。同时碳纤维的密度更小，可以比玻璃纤维轻30%。
今年上海石化公司解决了卡颈问题，自主研发了48K丝束碳纤维。上海石化今年年初开始安装设备，8月通过中期试生产，具备投产能力，预计年产能1.2万吨。上海石化也开始涉足风机叶片制造。200米长的扇叶在向我们招手。
技术突破还推动了能源行业的哪些发展？让我们把注意力转回化石能源。不要以为有了“双碳”目标，化石能源就不重要了。到2060年，中国能源结构中仍将有20%的化石能源，需求约3亿吨。所以传统能源的突破也很重要。
比如有一种能源叫“页岩油”。中国储量世界第三，但一直被认为是“无效资源”。你也知道，美国已经可以大规模开采页岩油了，但是中国的页岩油开采难度比美国高几个档次。很多国际能源公司在中国尝试过，最后都放弃了。
也是在今年，中国在页岩油开采技术上取得了重大突破。比如原来的开采方式是在页岩上压出很多裂缝，让石油渗出来。但裂缝容易闭合，产油量很低。现在，我们不是在压裂后立即开采岩石，而是继续用高压保持它，让裂缝吸水膨胀，不断形成新的裂缝，这大大增加了页岩油产量。
在过去的一年里，能源行业取得了许多突破。这背后除了政策支持，还有两个驱动力:一是应用场景的拓展，二是技术瓶颈的突破。在场景和技术的双轮驱动下，我们正朝着能量转化的终点稳步前进。
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