美國總用電量在2020年受新冠疫情影響下跌5%

美國能源信息局發(fā)表預(yù)測表示2020年可再生能源在美國電力來源組成比例將超越燃煤發(fā)電，美國每天可再生能源的發(fā)電量，都超過燃煤發(fā)電。

過去 10 年來美國火電行業(yè)可以用雪崩來形容，大量燃煤發(fā)電廠關(guān)門大吉，煤炭消耗量也大幅降低，連帶造成了采煤業(yè)的困境。美國總用電量在2020年受新冠疫情影響，將下跌5%，而燃煤發(fā)電量的下降則遠(yuǎn)高于這個(gè)數(shù)字，將暴減25%，相對的，可再生能源發(fā)電量則將增加11 %。

火電和可再生能源的“黃金交叉”（Source：EIA）

可再生能源的巨量增長，是在同期水電行業(yè)沒什么發(fā)展的背景下產(chǎn)生的。也就是說增長的主力是風(fēng)能與太陽能，2019年美國風(fēng)電已經(jīng)超越水力發(fā)電，成為美國最大可再生能源來源。2006年到2016年的這10年間，美國太陽能光伏裝機(jī)量從15MW增長到16，545MW，實(shí)現(xiàn)了千倍的指數(shù)級增長。對于關(guān)心溫室氣體減排的人們來說，這個(gè)交叉的意義相當(dāng)重大。

事實(shí)證明，現(xiàn)實(shí)世界自有其運(yùn)行邏輯：一小部分人出于對環(huán)保事業(yè)的認(rèn)同，有意識的遵循某種“低碳生活方式”，但是對更多的人來說，經(jīng)濟(jì)壓力才是決定其行為的第一因素。如果為了某種“理念”而要求人們承擔(dān)額外的支出，是不可行也是不可持續(xù)的。人們曾經(jīng)因?yàn)槊绹?、加拿大等國家退出《京都議定書》而感到沮喪，但是不知不覺中，美國的能源結(jié)構(gòu)卻發(fā)生了重大的變化。這并不是說美國政府或者人民突然意識到了減排的重要性，而是政策、技術(shù)、商業(yè)創(chuàng)新等多重因素共同作用令可再生能源的使用成本降低到了很容易就被市場接受的程度，改變就悄然發(fā)生了。

近年來太陽能與風(fēng)力發(fā)電成本可以用暴跌來形容，國際再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）指出，可再生能源安裝成本正逐年下滑：自2010 年以來，太陽能成本已下降82%，聚光式太陽能下降47%，陸上風(fēng)電與離岸風(fēng)電成本則下降了39%與29%。預(yù)計(jì)2021年陸上風(fēng)電的成本將會降到每度電0.043 美元（約合人民幣0.301 元），太陽能則是0.039 美元（約合人民幣0.273元），跟2019年相比分別下降18%與42%。也就是說，很快太陽能與風(fēng)力發(fā)電廠的建設(shè)成本將會比許多燃煤發(fā)電廠還要低。

如果說在風(fēng)能和太陽能發(fā)展的早期，政策性的傾斜是不可或缺的力量，那么時(shí)至今日，可再生能源已經(jīng)可以和傳統(tǒng)能源在同一起跑線上公平競爭了。

阿聯(lián)酋政府宣布，阿聯(lián)酋水電公司（EWEC）去年7月啟動的1.5GW光伏發(fā)電招標(biāo)，獲得了世界最低的太陽能發(fā)電價(jià)格。中標(biāo)公司是由法國電力集團(tuán)（EDF）和中國光伏企業(yè)晶科能源（JinkoPower）組成的財(cái)團(tuán)。按照平準(zhǔn)化電力成本，最低的中標(biāo)電價(jià)（LCOE）為1.35美分（約合人民幣0.0945元）/kWh。

1美分硬幣

這個(gè)價(jià)格已經(jīng)超出筆者的想象：1美分不用說在美國，在中國也買不到什么東西，卻能在阿聯(lián)酋買到一度電？可能的因素之一是那里接近于零的土地成本：烈日暴曬下的荒漠從來沒有什么用處，除非下面有石油?，F(xiàn)在，成熟的技術(shù)和商業(yè)模式讓這種“廢地”展現(xiàn)出了新的價(jià)值——在太陽能電池出現(xiàn)之前，在相關(guān)技術(shù)成本低于某個(gè)臨界值之前，這些都不可能發(fā)生。

美國東部時(shí)間，2020年5月30日，美國佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的 NASA 肯尼迪航天中心，載人龍飛船和獵鷹9號發(fā)射升空，經(jīng)過十幾個(gè)小時(shí)的飛行，載人龍飛船與空間站對接，將兩位宇航員送入了國際空間站。

由民營公司承擔(dān)載人航天發(fā)射固然是重大突破，但其實(shí)在此之前，馬斯克和他的SpaceX公司早已經(jīng)是國際航天市場最具競爭力的玩家，原因無非兩個(gè)字：便宜。

不同運(yùn)載火箭單位載荷成本

獵鷹9號平均發(fā)射成本為6000萬美元，按照有效載荷計(jì)算，這相當(dāng)于競爭對手報(bào)價(jià)的40%甚至更低。而且這個(gè)價(jià)格隨著火箭回收次數(shù)的增加還會進(jìn)一步降低。他們是怎么做到這么便宜的呢？

獵鷹火箭與其他火箭最直接的區(qū)別就是：可回收，多次使用。這個(gè)思路其實(shí)沒什么難以理解的，人們買輛車從A點(diǎn)開到B點(diǎn)，除了燒汽油，總不至于把車扔掉把？可是傳統(tǒng)的航天發(fā)射偏偏就是這么干的：從地面飛到軌道，然后“車”就扔了。當(dāng)然，說說容易，SpaceX為了能夠做到重復(fù)使用火箭，付出了數(shù)以億計(jì)的研發(fā)經(jīng)費(fèi)和無數(shù)個(gè)不眠之夜。截止到目前，獵鷹 9號 的一級火箭已經(jīng)成功回收了 44 次。

締造歷史的這枚獵鷹 9 號重型運(yùn)載火箭 Block 5 版高 70 米，重 549 噸，能夠向近地軌道發(fā)射多達(dá) 22.8 噸重的貨物。

整體成本的大幅度降低當(dāng)然不是某個(gè)環(huán)節(jié)改進(jìn)能做到的，為了全方位“省錢”，馬斯克和他的工程師們想了無數(shù)的新點(diǎn)子：

高度垂直整合的制造體系，幾乎所有配件都在內(nèi)部生產(chǎn)，成為火箭和飛船成本能降下來的重要因素。龍飛船總成本3億，其他公司飛船項(xiàng)目成本比這個(gè)數(shù)字高出10到30倍。

自己設(shè)計(jì)主板、電路、探測震動的傳感器、飛行計(jì)算器和太陽能板，大量使用消費(fèi)級電子產(chǎn)品而非“太空級”的高級貨。SpaceX的龍飛船主控系統(tǒng)的芯片組僅用了2.6萬人民幣，其他公司單個(gè)控制器價(jià)格為500萬人民幣左右，單個(gè)控制器價(jià)格為500萬人民幣左右，一共14個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)1+1備份，一共28個(gè)控制器，成本總計(jì)約1.4億人民幣！

波渦輪泵，波音公司需要花５年和１個(gè)億美元，馬斯克要求供應(yīng)商將成本控制在１００萬美元，時(shí)間是１年。最后，供應(yīng)商花了13個(gè)月交貨。

龍2飛船使用的超級德拉科引擎（SuperDraco），也是有史以來第一個(gè)完全采用3D打印技術(shù)造出來的航天引擎，因?yàn)槭怯捎?jì)算機(jī)控制點(diǎn)機(jī)械會用高強(qiáng)度鎳鉻鐵合金直接打印而成，不需要經(jīng)過人工焊接，強(qiáng)度和性能達(dá)到了前所有的水平。

「獵鷹9號」火箭的9個(gè)發(fā)動引擎

“阿波羅”計(jì)劃曾把人類送上月球，卻因?yàn)樘珶X而終止，NASA的航天飛機(jī)曾多次往返太空，卻因?yàn)樘珶X而退役。納稅人也許一時(shí)間覺得很新鮮，愿意為探索太空付錢，時(shí)間久了必將難以為繼。如今馬斯克和他的SpaceX公司以民營公司的身份，開啟了航天事業(yè)發(fā)展的新階段。在這個(gè)資金和技術(shù)高度密集的行業(yè)中，民營公司整合資源、提高效率、快速創(chuàng)新的能力又一次得到了驗(yàn)證。在這里，某個(gè)年輕的工程師如果有什么新點(diǎn)子、新想法，需要一定的資源來驗(yàn)證，大概不需要填五個(gè)表、開三次會、蓋六個(gè)章。

科研成果評價(jià)困難？科研經(jīng)費(fèi)效率低下？唯論文、唯職稱、唯學(xué)歷破不了？盡量都交給市場吧！創(chuàng)造一個(gè)公平競爭的環(huán)境，更多“足夠便宜”的好產(chǎn)品必將層出不窮！
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