睡前消息176期：光伏冲击化石能源，美国光伏与核聚变，埃及抽1650米深不可再生水，印度喜马拉雅山区隧道，督工想上天做节目，应该有奖举报违章，商业招牌乱政
2020年10月4日睡前消息文字版第176期
【睡前消息176】黑光伏产业好多年，马督工你认输没？
大家好，2020年10月4日星期日，欢迎在国庆假期收看176期睡前消息，请静静介绍新闻。
黑光伏产业好多年，马督工你认输没？
9月22日国家主席在第75届联合国大会上宣布，中国的环保目标是二氧化碳排放在2030年前达到峰值，2060年前实现“碳中和”，也就是吸收和排出的二氧化碳数量相等。中国现在种了很多树，吸收了一些二氧化碳，但是中国是世界上最大的能源消费国，绝大多数能源来自于烧煤，也就是把地层中的碳变成二氧化碳排进大气里面去。去年中国烧掉了40多亿吨煤，比其他国家加起来还要多，二氧化碳排放量占全世界的28%，也是世界第一。中国在经济快速增长的同时，能够保证2060年前实现“碳中和”吗？
目前看来中国实现“碳中和”最可靠的工具就是光伏发电。中国虽然烧掉了全世界一半的煤炭，但是光伏电池产量、光伏电池的装机容量和太阳能发电量都已经冲到了世界第一位，而且是压倒性优势的第一位。
2019年全球光伏组件产量是102G瓦（G=10亿），其中中国光伏组件产量是98.6G瓦，上升的势头比当年中国煤炭产量抢到世界第一还快。当然这些光伏组件大多数是出口，但是也有几十亿G瓦留在国内。
2019年中国每年新增光伏装机总量占世界新增光伏的比例是26%，这个占世界26%的装机比例已经是国家补贴快速下降以后的一个小低谷了。但是在补贴即将结束的背景下，光伏产业还能继续扩张，说明它相对传统能源已经有了竞争力，即将靠市场规律取代传统能源。
去年12月联合国马德里气候变好大会，发改委能源研究所发布了《中国2050年光伏发展展望》，预计到2050年中国的光伏装机规模达到5000亿G瓦，成为中国的第一大电源，提供当年全国用电量的40%，这意味着2050年的光伏发电量相当于中国2018年的总发电量。2018年的时候中国的热电厂烧掉了21亿吨煤，到时候都可以省下来。
所以习主席会预言，2060年中国的二氧化碳净排放可以压缩到零。
马斯克曾经预言过，只要在美国地图上找出指甲盖那么大的一块地方坡上太阳能电池板就能让美国彻底摆脱对石油的依赖，从而解决能源和环境问题。我随手算了一下，太阳光给每平米地球的正表面提供1000瓦多一点的热量，考虑到倾斜角和阴天，白天的实际功率是0.3千瓦左右。现在太阳能的效率保守估计是15%，每天就算工作六七个小时，也能保证每平方米地表提供1/3度电，每年就是100度电。1平方公里相当于100万平方米，每年可以生产1亿度电。
2019年中国总发电量是7.2万亿度。理论上说7.2万平方公里面积的光伏电站就可以给全国供电了。听起来很大，但实际上也就相当于三分之一个若羌县，或者二分之一个且末县。
所以只要能降低光伏发电的成本，太阳能发电的确可以解决全人类的用电需求。
督工，我看过你几年前的发言，嘲笑中国光伏电站是一个大号电池，没有发电能力，只能把生产消耗的电缓慢释放出来，既不经济也不环保。那你怎么看待自己当年的发言呢？
显然我是被现实打脸教育了，这首先是因为我低估了光伏电池技术的进步，也低估了中国光伏企业把握机会的能力。
光伏发电的原理现在的中学物理应该会提到，就是1839年发现的光伏效应，现在一般用半导体PN节吸引光照，制造电热差。如果用硅做主体材料制造太阳能电池，PN节可以产生不到0.6伏的开路电压。
为了生产光伏电站，首先需要制备纯度达到小数点后面至少6个9的硅原料，现在的很多光伏电池对原料纯度的要求已经达到了电子级，也就是小数点后面11个9，生产光伏组件消耗的电力主要就用于提纯硅原料，制造单晶硅片和封装。
在很长一段时间里，光伏发电机的光电转化效率只有10%多一点，从安装到报废，发电效益一度还不如制造电板消耗的电能和其他成本，所以我说当时这是一次性电池，还不是发电机。
2010年之前中国国内的光伏发电量微不足道，光伏产业主要针对欧美的清洁能源需求搞出口。2011年到2012年全世界主要国家联合起来，用反倾销反补贴的借口打击中国光伏产业，逼迫全行业大洗牌，中国企业只能利用国内的补贴政策，从多晶硅向单晶硅升级，快速开发了一大批核心技术。比如说单晶硅棒拉晶，单晶炉热屏、金刚线切割、碳硅分离。掌握这些核心技术的企业，比如说隆基和中环已经赶上了多晶硅时代领先的企业保利协鑫。
目前市场的光伏电池光电转化效率普遍在18%以上，P型PERC单晶光伏电池预计转化效率可以达到24%。
随着光伏产业的精度从电力工业水平上升到半导体电子工业水平，光伏的发电效率还有进一步提高的潜力，hbc电池的发电效率有可能达到26%。这导致某些光伏发电厂已经可以平价提供电力，不靠国家补贴，也能和传统的电厂竞争了。格尔木就有一个电厂，每度电的售价只有三毛一分钱。
前面提到过光伏产业既是发电行业，也是消耗电力的行业。光伏设备生产成本差不多一半是提纯和生产硅元件的电力，一旦光伏发电成本普遍低于主流电价，就会带来循环下降的效果。低电价提供更廉价的光电，廉价光电生产更多的光伏电站，持续取代传统的发电模式。
所以《中国2050年光伏发展展望》提出2025年中国光伏发电新增装机成本将普遍低于每度0.3元，到了2035年光伏电站投资可以再压缩37%。如果做到这一步，不用环保政策提供压力，社会会自发选择光伏发电，淘汰传统的火力发电厂。
光伏电池的技术概念基本上来自发达国家，我国的光伏产业是怎么追赶上西方国家的呢？
中国有大片的中纬度干旱土地适合光伏电站，这个优势明显超过高纬度的欧洲。另外中国人口密度大，人均资源长远看来无论如何不够用，所以国家政策倾向于新能源，能顶住传统能源集团的压力提供补贴，这一点又胜过了美国。基于这两点优势，中国比较灵活的使用了政府补贴，给企业提供了足够支持，也提供了合适的市场竞争压力。
2007年国家发改委发布了可再生能源中长期发展规划，提出要大力发展光伏技术。
2009年我国对光伏并网发电项目提供补助。
从2007到2010年全国光伏装机容量每年都翻一番，加上欧美的需求，光伏产业进入了第一个黄金期。
2006年美国对我国光伏产品发起反倾销反补贴调查，欧盟也在2012年跟进，打击了出口市场。但是中国政府坚持补贴，企业坚持搞开发，中国一部分光伏企业保持了产业升级，几乎淘汰了全部欧洲光伏企业。
2013年、2017年中国两次把欧洲最大的光伏企业逼破产。
2018年8月欧盟被迫放弃对中国光伏产业的反倾销制裁。
西方的压力减轻以后，国内的补贴也逐渐退潮了，要保持一定的市场竞争压力。
2018年中国开始全面退出光伏补贴政策，到2021年价格补贴将完全取消。
部分领先光伏企业的成本已经低于煤电，山西很多效率比较低的小型煤电厂已经逐渐被光伏打垮了，市场压力和盈利前景要求企业继续产业升级，充分利用发达国家前一阶段的技术成果。
现代光伏电站要达到20%以上的发电效率，往往需要异质结半导体技术，简称hit。这项技术最早是1991年的日本三洋公司实现的，后来三洋公司被松下收购，hit技术得到进一步改进。
2014年松下公司开发了光电效率达到25.6%的hit光伏电池，不过到了2015年，松下hit就专利过期了，国产厂商迅速跟进。
2018年2月天合光能宣布自主研发的6英寸光伏电板达到了25.04%的效率，是国内第一家能够生产25%热效率设备的企业，现在已经有超过十家企业在跟进。这种反应速度，就是过去十几年市场竞争逼出来的效率。
上周四川省印发了《2020年光伏发电项目竞争配置工作方案》，这个方案的基本原则是“光伏企业申报的上网电价不得高于四川省燃煤发电基准价”，也就是每度电4毛钱。另外四川作为水电大省，丰水期的市场化电价只有每度两毛钱多一点，这部分电力也会和光伏电力进行平等市场竞争，进一步压缩光伏利润。
这个貌似苛刻的条件说明中国光伏产业已经走到了脱离补贴的断奶期。
10年前光伏产业依赖国外市场、国外技术，是一个两头在外的高耗能代工产业，所以当年我不太看好光伏。但是现在从整个国家来看，光伏居然是第一个由中国企业建立了全产业链优势的高科技产业，这一点连华为代表的通信也比不上，中国人终于可以说自己在引领世界了。
过去二百年的工业社会进步，背景条件都是开发地下的化石能源，消耗过去几亿年积累的动植物尸体，可以说到现在为止的整个工业社会都是广义上的“食腐动物”。19世纪英国、德国靠开发煤炭领先世界，20世纪最强的国家是美国、苏联，正好是20世纪石油累计生产最多的两个国家。就算不考虑温室气体导致地球升温，烧尸体的工业发展路线也不可能一直走下去。
过去三年中国是太阳能电站增加最快的国家，而且也是第一个发电成本和传统能源基本打平的国家。这个进步不仅仅制造了一个赚钱的产业，也向全人类提供了一个可持续的未来，2060年中国实现碳平衡只是这个目标的一个副产品而已。
接下来我们再分享几条能源方面的新消息。
美国的光伏企业股价大涨，麻省理工核聚变有突破
在中国，光伏产业开始对传统能源产业产生了冲击，美国也有类似的情况。
就在两天之前，美国新时代公司的市值一度达到了1386亿美元，超过了传统上的美国最大石油公司埃克森美孚。
这个新时代公司主要的业务曾经是风力发电，现在太阳能发电的功率已经和风电打平了，控制了中国之外装机容量最大的太阳能机组，其中包括光伏电站，也包括几个强大的光热电站。
最近几个月油价很低。过去几年美国开发了全世界最强的页岩油、页岩气技术，变成了一个出口石油和天然气的国家。但是新时代公司今年4月宣布，即便世界长期处于低油价状态，新型的可再生能源也一定会超过传统能源。
它的市值超过了埃克森美孚，说明在全世界范围内，新能源都在取代传统能源。
另外上周美国还有一个能源方面的重大新闻。麻省理工的研究人员宣布，2018年启动的15年造出商业核聚变电站计划，现在还在按计划推进，而且有了重大突破。在原理上说，这种新型核电站还是一个传统的托克马克设备，用电磁铁来约束核反应物质。但是因为使用了新型的超导电磁铁，它有潜力成为世界上第一个输出能量大于输入能量的核聚变设备。
上周麻省理工宣布初步的技术验证已经结束，这个装置输出的能量可以相当于2到10倍的输入能量。
从这些案例来看，光伏发电和新型核聚变的进展都很快，无论哪一个先压倒传统能源，中东和中亚这些封建国家的好日子都没有多少了。
接下来30年阿拉伯王族最重要的议题应该不是如何享受超额的石油财富，而是要考虑在外汇收入暴跌的情况下，怎么避免被内外敌人拖出来杀全家。
不过毕竟核聚变发电、光伏发电都至少需要十几年时间来发挥自己的作用，眼下大多数产油国还可以混日子，并且没有石油的阿拉伯国家眼下就要担心怎么生存了。
埃及被一亿人口的压力逼急了，要抽1650米深绝不可再生水
第23期睡前消息、第103期睡前消息、第143期睡前消息节目我们都介绍了埃塞俄比亚的青尼罗河复兴大坝项目，我们指出这个大坝蓄水对高度依赖尼罗河水的埃及可能有致命的打击。9月份埃塞俄比亚趁着北非的动荡，强行蓄水。
昨天我就看到新华社报道了一篇新闻，中国石油公司为埃及挖出了最深的沙漠水井，开发1650米深的地下水。新闻图片显示，这个水井可以抽出非常清澈的地下淡水。考虑到埃及的干旱气候，这显然不是最近几年渗入地下的河水，而是来自于努比亚含水层的上古地下水。这些地下水和我们现在消耗的石油和煤炭一样，属于化石级的古代资源。
撒哈拉沙漠在几亿年前是浅海，沙子和软泥形成了多孔的砂岩，藏在现在的沙漠下面，厚的地方几千米，薄的地方也有几百米，可以容纳很多地下水。
过去几十万年，撒哈拉沙漠大多数时间极度干旱。但是在100万年以前，撒哈拉沙漠经历过几十万年的湿润的雨季，储存了十几万立方公里的淡水，相当于上千年的尼罗河总流量。当然这些淡水不是100%都在埃及境内，能开发的比例就更低了。真正能被埃及用上的淡水，也就是相当于尼罗河年流量的十几倍，是一笔绝对不可能再生的储备资产。
之前埃及只在几百米的深度抽水种麦子，现在他们要中国人帮忙到上千米的地下，去抽努比亚含水层，显然是被一亿人口的压力逼急了。
最后我分享几条其他方面的消息。
印度喜马拉雅山区隧道
昨天印度宣布喜马拉雅山区阿塔尔隧道贯通。这条隧道全程都在海拔3000米以上，长度9公里，是印度的国家级工程。印占克什米尔的拉达克地区唯一的城市是列城，列城通往后方有一个4000米高的罗唐（Rohtang）山口。现在阿塔尔隧道把翻越山口的公路降低了800米，长度减少了30公里，是一个非常重要的战略设施。不过反过来说，隧道口也为精确打击提供了一个非常容易破坏的目标。
现在中印双方都依赖非常脆弱的基础设施在高原上对峙，尤其是印度一方在山口之外堆了一大批吃补给的士兵，一旦后勤通道被破坏，生存就是大问题。
我认为中印边境西段还会长期保持低密度的摩擦状态，但是考虑到后勤问题，爆发大规模冲突的概率还是很小的。
督工想上天做节目
10月1日载人航天工程办公室宣布第三批预备航天员选拔完毕，17个男性1个女性，准备执行空间站任务。之前我们的航天员基本上都是资深的飞行员出身，正式职务是航天驾驶员。这次18个航天员只有7个驾驶员，另外11个人是航天工程师和载荷专家，不再要求必须是飞行员出身了。这说明普通中国人也有可能去太空，这是我30年前的梦想。
不过考虑到年龄和专业，最近几波航天员肯定选不到我，也许再过20年他们需要一个人到空间站或者月球搞自媒体，到时候我就可以找一个重力小的地方给大家播报睡前消息了。
应该有奖举报违章
最近几天很多观众可能都选择了自驾旅游，堵在路上的时候一定非常讨厌那些违规插队的人。去年公安部给道路交通安全违法行为处理程序规定增加了第22条，个人提供的违法照片和视频可以做为处理证据。昨天就有媒体报道，一位司机回家的路上拍了361张车辆违章照片发给交警，交警根据这些证据处罚了36辆车，一律罚200元记6分，大家可以向他学习一下。如果举报系统不支持照片举报，大家可以根据公安部的条例，打警务督查的电话举报当地的交警不作为。
另外，目前某些城市随手拍照举报交通违法，不仅可以触发违章举报者，还有奖金，希望能够尽快出台一个全国通用的举报奖励系统，让前面那位成功举报36次的司机理直气壮地拿上几千块的奖金。
商业招牌乱政
9月30北京城管委公布了《商业街区店铺招牌设置规范》的试行版，面向社会公开征求意见。里面有很关键的一句话，同一街区内的店铺招牌不宜采取统一样式、统一色彩、统一字体等同质化方式设置。之前2017年北京曾经出台过一个牌匾标识设置管理规范，在执行上层层加码，导致同一条街上的广告牌使用了标准型号、相似字体、同样的颜色。紧接着全国各地都把北京的城市管理模式当成了先进经验来学习，纷纷跟进，整条街，甚至整个城市都只有一种商业招牌，仿佛被一家公司吞并了。
现在北京市政府公开反悔了，不知道各地政府会不会再次跟进，要求各家店铺换回个性化招牌，毕竟首都的示范作用不可忽视。但无论是换还是不换，现在的政策取代了过去的政策，如果简单的一句话就接过去，店铺肯定还是没有安全感，因为他们不知道什么时候天上再掉下一个神奇的政策。所以北京市换了新的管理规范，最好公开解释一下修改的原因，说好过去的政策错在哪里，说说为什么会出台一个错的政策？是领导出了问题还是制度出了问题，还应该说说接下来怎么修改一下制定政策的流程，怎么补偿利益受损的店铺。这些问题说清楚，新的政策才是一个能够安定人心的好政策。
好，感谢各位收看176期睡前消息，我们周二再见。
