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动力反动: 高科技包含的盼望与伤害

2017-08-02 16:10:03泉源: 第一财经日报(上海)欣赏:批评:0

  [2016年,煤炭在美国电力消费中的占比已降至30%左右。]

  随着科技的生长,从批发业到制造业,再到交通体系,各行业连续不断地产生着翻天覆地的变革。但要是论及受影响水平最深的行业,结果恐怕出人意表:煤油、自然气及电力等传统动力行业赫然在列。

  创新科技推翻动力行业

  已往十年间,创新科技曾经推翻了动力行业。以页岩气反动为例,经过重复研讨,工程师们渐渐掌握了——怎样在垂直钻探的底子上,把钻头横向沿着页岩缝隙延伸,随后将压裂液注入缝隙举行液压破裂——这一系列的技能。很多美国公司在2005年左右开端(借助程度钻井和水力压裂两种技能)鼎力大举开采,使得页岩气产量在自然气总量中的占比上升;页岩油的产量也大幅上升。妙技的改造促进了油价的降落(从2008年7月的每桶145美元降至现在每桶约46美元),并且储藏量的上升使得油价变革更贴近市场,并减弱了欧佩克构造对环球油价的影响力。

  现在,数据迷信、主动化等新技能再一次重塑动力行业。这种变化不但包罗动力公司消费率方面的提拔,还包罗动力产物的运送方法。以电力公司为例,新的电力行业将变得去中央化、越发的“用户友爱”,并且可以或许整合多种差别的能量泉源,并将其转化运送到牢靠性极高的电力网络中。在接上去的几年,动力储量将越发富足,代价将变得昂贵,并且使用服从将极大进步。

  但这条转型之路并非好事多磨。对付经济非常依赖传统动力的国度(如俄罗斯、海湾国度、委内瑞拉)而言,海内局面会由于动力转型而孕育发生动乱。主动化技能将代替绝大少数低技能程度休息者。别的,便宜的化石燃料将使得控制碳排放以减缓环球变暖的高兴难上加难。

  新一轮的动力反动包罗三种趋向:庞大体系的办理要领越发伶俐、数据剖析越发精妙以及主动化。

  在第一种趋向下,动力公司面临庞大多变的天文情况仍然可以或许连结高效的开采率。约莫15年前,人们就在想象能否会呈现可以或许探寻深层水域(如墨西哥湾)煤油储量的新技能。煤油、自然气公司急于开采这些资源,因而对上述技能的需求也日益猛烈,但是新技能的本钱居高不下。2014年左右,由于新的深层水域开采项目本钱过于奋发,即使其时的油价靠近100美元/桶,但仍有很多公司停业。停止2015年1月份,原油代价跌至每桶不到50美元。很多该范例的项目曾经弃捐。

  开采项目弃捐之后,煤油、自然气公司费尽心机减少开采本钱,偏重新思索了工程体系的办理形式。起首,针对工程设计举行精简化、尺度化处置惩罚,使得整个钻探消费历程更易被复制,边沿本钱低落。其次,鉴戒其他项目标乐成履历。以壳牌煤油公司为例,公司实验把页岩开采历程中的程度钻井技能使用到深层水域开采项目。随着创新技能失掉使用,新的深层水域开采项目标均匀保本价已降至40~50美元/桶(墨西哥湾地域)。固然油价连结较低程度,但针对项目标投资却再次增长。仅2016至2017年上半年就有10个深层水域开采项目失掉答应。

  不但单是煤油行业,电力行业也受害于越发伶俐的办理形式。已往几十年里,中央化的基载电厂占据行业的主流地位。而已往的二十年里,当局加大对风能、太阳能的补贴,并推进风力发电、太阳能发电项目。当局盼望借此使国度动力布局变得越发多样化,发明更多的失业时机,同时淘汰碳排放量;但由于这些新动力项目标数目太少,实在际影响远未到达当局预期。

  现在,随着新动力项目本钱的大幅降落,其市场占比稳步上升,当局现在的假想无望成为实际。在德国,风能和太阳能的市场份额在动力布局中约占30%;在夏威夷,两者的份额到达近45%。但由于传统设置装备摆设没有实时更新换代,很多新动力孕育发生的电力被白白糜费。本年3月份,美国加州的电网运营商临时制止部门新动力发电项目(相称于80千兆瓦时的电力),由于原有的电力网络无法负担太阳能在下战书时段的骤增。在得克萨斯州,当风力十分强的时节,电价偶然会变为负值(即电力公司付钱让大众利用它们消费的电),由于人们并不必要那么多的电。那些没有随这股海潮革新本身的公司则远景堪忧。以如今德国市值排名前四的电力公司为例,这几家公司十年前的市值约为如今的三倍。这重要是由于陈腐电力体系本钱付出酿成了这些公司无法脱身的泥沼,并且当局对新动力的搀扶过于大方。

  新动力项目仅仅是这股转型海潮中的一部门。在将来的几年中,电力公司还将面临另一挑衅——“微电网”。这种去中央化的电力网络最早是由于用户(如美国部队)必要而降生的。对付部队来说,牢靠性高于统统。纵然主力电网瘫痪,部队基地仍然要维持正常运转。别的,微电网也将遍及使用在学校、医院等中央,在提供稳固电力动力的同时,还能使用发电历程中孕育发生的废弃动力为修建制冷(或保温)。

  包罗燃料电池和电池贮存体系在内的新技能,在更精良的软件支持下,渐渐生长出一种更小范畴的电力体系——“纳米电网”(nano-grids);“轻轻电网”(pico-grids)则大概是下一阶段。当越来越多的大众对传统电网的依赖水平不复往昔,政策订定者和电力公司必要假想新的羁系体系与贸易形式。美国纽约州当局曾经积极投身这场转型海潮,勉励企业投资、研发去中央化的电力体系;但现在还没有细致的方案可以或许答复“怎样将新的电力网络与传统动力体系整合到一同”这个题目。

  第二项创新趋向是越发优化的数据剖析。煤油公司曾经开端使用庞大的算法来剖析处置惩罚大批量的数据,从而更有用地找寻煤油、自然气资源,以及办理消费关键。2017年4月,英国煤油公司颁发声明称,借助数据剖析本领,他们在墨西哥湾的现有油田中又探明白相称于200万桶原油的储量。已往必要一年工夫才气处置惩罚终了的数据如今仅需几周工夫,再加上云盘算,煤油公司可以推上演一座油田上百万种的生长途径。摆在煤油公司眼前的选项越多,对付后期摸索性开采的投资也就越少,本钱大小节约。别的,煤油,以致整个动力行业还使用数据剖析来预测设置装备摆设能否邻近养护限期。经过剖析设置装备摆设的历史数据,在其产生破坏之前就举行预处置惩罚。

  第三项(也是最紧张的)创新趋向是主动化。在那些位于深海地区的油田,呆板人曾经负担起很多伤害使命,如在钻探开采时期毗连管道。并且,不少公司正在研发可以或许恒久处于海底的呆板人,让它们可以时候检测海底的管道和设置装备摆设。只管在某些要害岗亭上,人力仍然不行代替(如必要做出庞大的决议计划),但主动化呆板人足以胜任别的岗亭。凭据麦肯锡的一项研讨,在将来十年里,煤油与自然气公司将会招聘更多的数据学家,而不是天文学家。

  怎样应对动力转型

  在将来,越发优化的数据剖析和主动化技能可以更有用地调理可再生动力。但是,这异样会孕育发生新的题目:当局无法像已往一样推行其职能,好比宁静羁系。日趋庞大的体系让传统羁系举动显得无比鸠拙。因而,羁系者必要高兴追逐行业的退化速率。挪威的煤油和自然气公司,大概美国核产业的羁系体系都是很好的鉴戒工具。

  动力行业的转型对全天下来说是利好音讯,但环球的政治、经济、情况各方面情势也都将产生深入转变,政策订定者及商界首脑必要审慎看待随之而来的打击。

  煤油等传统动力的代价恒久走低无疑将减弱出口国的经济、地缘政治影响力。这些国度无法对此坐视不睬,纷繁自动反击。客岁,沙特阿拉伯公布了《2030预测》,盼望淘汰国度对煤油的依赖,扩展经济多样性。比方,沙特当局方案在沙特阿美煤油公司的初次公募(IPO)中出售约5%的股份,以期向多业态的环球产业团体变化。但这些办法面对重重拦阻,可否乐成落实仍然是个未知数。俄罗斯的革新之路也不屈坦。约莫十年前,只要当原油代价在100美元/桶的时间,俄罗斯当局才气均衡其预算。而从如今到2019年,俄罗斯当局盼望完成当油价为40美元/桶时也能均衡预算的目的,即使现在当局35%的收益仍然来自碳氢化合物。其他如安哥拉、尼日利亚等国度无法举行有用的革新,国际油价下跌也因而加剧了国度外部的动乱局面。不外,适当的财务羁系以及一个对内部投资更为友爱的营商情况大概可以资助这些国度打仗到行业内最前沿的技能,并在国际动力市场上拥有一席之地。

  在美国,动力反动将对失业及经济增长孕育发生深远影响。以电力行业为例,其对自然气和其他可再生动力的依赖曾经远非煤炭可比。2007~2016年,煤炭在电力消费中的占比从近50%降至30%左右,很多与煤炭相干的事情曾经消散。美国社会还没有一场关于当代经济中失业环境怎样变革的大讨论,但动力行业见证了这场转型,应对步伐也非常到位。好比,动力公司积极探究对员工举行职业教诲,让他们可以或许纯熟操纵主动化体系。得州农工大学(TexasA&MUniversity)特殊为天文空间技能专业开设了硕士课程,为煤油、自然气工种提供知识储藏。

  天气变革仍然是必要集环球之力来应对的头号大事。凭据最新的评价,全天下的碳排放量必要淘汰80%才气减缓,并终极制止环球气温上升。而从近二十年的种种峰会和商量的结果来看,这绝非易事。别的,与传统化石燃料相比,可再生动力的代价丝毫没有竞争上风,即使后者的碳排放量更低。题目的办理方案在于加大对创新技能的投资——近十几年,私家部分对动力技能的研发投资上升明显,但兴旺国度在这方面的体现一样平常。

  技能改造的结果正渐渐惠及平凡消耗者。从2008到2014年,受害于动力代价降落,美国度庭均匀每年可以节流凌驾700美元。动力政策不该该只偏重包管资源的提供量,政策订定者更必要思量:当资源变得富足且便宜之后,该怎样应对它的后续影响。

  (作者系布鲁金斯学会研讨员)翻译:赵健榆/第一财经研讨院研讨员

 

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