在人类的历史发展中，每一次科技革命都和能源利用效率息息相关。第一次工业革命是利用煤炭的蒸汽机，第二次工业革命是利用石油的内燃机，第三次信息革命是利用电力的计算机，在科技领域，能源结构的优化，效率的提升是永恒的主题。
太阳每年向宇宙释放近乎天文数字的能量，其中到达地球的约376.68万艾焦，全球植物光合作用可以利用其中0.3万艾焦，而人类全年消耗不到0.06万艾焦，可以想象这其中有多么庞大的提升空间。
因此，最终决定新能源产业价值的，不是政治因素，不是经济因素，更不是美丽的环保口号，而是这其间所能提升的效率空间，这才是它的真正价值。
那么，新能源的价值究竟有多大，又在哪里呢？本文将带你一起深入新能源产业，一探究竟。
重新认识新能源
一提到新能源，可能你脑海里马上浮现这些词汇：“环保”、“清洁”、“高效”、“经济”……这并不奇怪，因为长期以来，媒体总是把这些词汇和新能源联系在一起，给人们的思想形成了固定的模式。
但事实上，目前的新能源技术还远未达到这样的效果，与传统能源（化石能源，火电）相比，新能源既不经济，也不高效，如果算上生产环节（比如太阳能板）与废料处理（比如电池处理），甚至在环保方面也是不尽如人意的。
我们还是用数字来说话。
根据国家电网数据，2020年全国发电装机容量22亿kW，火电占比56.6% ，水、风、太阳能、生物发电全部占比42.4%，但前者发电量5.28万亿kWh，占比69.3% ，而后者只有2.21万亿kWh，占比29%。以42.4%装机量对比29%发电量，不难看出新能源的瓶颈。
新能源的低效主要是物理规律的限制，基本不可能突破。比如太阳能转化效率受SQ极限（Shockley–Queisser limit）的制约，风能转化效率受贝茨定律（Betz' Law）的制约。
能源利用率低，这是新能源的第一个劣势。
（顺便说句题外话，很多新能源厂商标榜电动机效率高达90%，远超燃油车内燃机40%，这是不公平的比较，要知道储电也是需要做功的，按照美国Argonne国家试验室数据，电动机全生命周期的效率为18.43%，和内燃机17.41%属于半斤八两。）
由于水、风、太阳能等清洁能源受环境因素的影响极大，导致新能源的发电时间十分有限，一年8760小时，火电厂的利用小时数能稳定在5000~6000小时，而新能源一般在1000~2000小时，这也意味着，想取代火电，新能源需要3~6倍于火电装机组。
但这是不太现实的，因为新能源对建站的自然条件和地理环境十分苛刻，比如光伏必须在日照充足的平原或沙漠，风电必须在强风的高原，水电必须在水势落差大的江河，远不如火电灵活，可以在城市周围建站。
新能源在偏远地区建站，还涉及另外一个问题，就是储电和传输。
目前人类的储能技术十分落后，2020年全球90%储能装机依然是抽水蓄能，化学储能（电池）连10%都不到，不仅能量密度低，技术不成熟，成本也十分高昂。
而对于电力的远距离传输，其间的耗损是非常大的，中国虽然有特高压技术，但建网尚需时日，据国家电网统计，截至2020年，全国特高压累计输送电量2.1万亿kWh，仅占整体发电量的30%不到。
建站受限，储电和传输严重耗损，这是新能源的第二个劣势。
新能源的第三个劣势是电力不稳定，这个也是最大最难的现实问题，简直是所有电网的噩梦。
风、水、太阳能都是看天吃饭的，比如太阳能的特点是白天充足，晚上歇工，但晚上恰恰是用电高峰，这就不得不用其他能源进行调峰，对电网的负荷极大。
美国加州电力系统运营商（CAISO，California Independent System Operator）曾经编制过一张表，反映一天中电力调节的情况，因为图表形状很像鸭子，所以又名鸭子曲线（duck curve）。
各家电网都十分痛恨这只“鸭子”，因为电网本身是非常脆弱的，这种忽大忽小的电力供应能把整个网络折腾到崩溃。
风电，太阳能等长期被电力行业人员称为垃圾电力，不是没有原因的，在实际应用中，因为极端天气导致电网崩溃的案例，在美国和德国都发生过，损失惨重。
最后是环保问题。
新能源本身虽然是清洁能源，排碳量低，但在生产制造和废料处理上却带来了更多的隐患，尤其是储能的化学电池，严重污染土地和水源，几百年都无法降解。
所有能源中，最环保、最高效、最经济的能源是核能，但受社会舆论的影响，不可能得到大力发展，当然核裂变有很多问题，至于核聚变，大概还需要再等50年。
总结下来，新能源①利用率低，②建站受限，储电和传输严重耗损，③电力不稳定，并网隐患大，④在环保方面还有不少亟待解决的问题。如果以现有技术取代传统能源，人类社会恐怕将会经历长时间大规模缺电限电的生活，无论在经济学上还是社会效益上都是不划算的。
在这方面，德国就是个反面教材，由于长期执行去火电和核电的政策，新能源根本补充不上，每年都有大量缺口，只好进口法国的核能和俄国的天然气，德国电价是全世界最高的，而且还有继续上升的趋势。
那么问题来了，新能源有如此多的局限性，为什么当今世界各国都要大力发展新能源呢？
为何发展新能源
首先是政治上的因素。
全球最早打环保牌，提出发展新能源的是欧盟。
一方面，欧盟国家普遍缺油少气，能源储备十分匮乏，发展可持续的再生能源是实际需求，尤其是不想受制于美国（页岩）、俄国（天然气）和中东（石油）。
另一方面，欧盟大都是发达国家，很早就实现了去工业化，如果能够利用环保的政治正确，限制发展中国家的工业发展与产业升级，那么就可以长久享受高新科技垄断所带来的丰厚利润。
更关键的是，布莱顿森林体系解体后，美元是和石油挂钩的，能源交易绕不开美国，如果能摆脱对于石油的依赖，另外建立一套货币体系（碳排放），那么就会削弱甚至是瓦解美国的世界霸权，有助于欧盟的政治与经济独立。
正所谓一石三鸟，当今世界环保主义泛滥的背后，有极为深沉的政治考量与经济利益，并不是何不食肉糜的“傻白甜”。
那么，美国对此有何反应呢？当然是非常愤怒欧洲的挖墙脚行为。
在特朗普时代，美国压根不承认全球变暖是人类所致（这也不是完全没有科学依据，IPCC和NIPCC之间的战争足以写一本厚书），甚至退出了国际社会好不容易达成的巴黎气候协定。这里面除了共和党代表的是美国传统企业（如钢铁，汽车，石油等）之外，更多的还是对于石油美元体系的维护。
在拜登时代，美国虽然迫于拉拢欧洲的形势，又重回巴黎气候协定，但对欧盟发展新能源经济依然十分警惕，比如最近对德俄北溪2号的制裁。美国的态度是，既然新能源大趋势阻挡不了，那么就要保证我在其中有足够的话语权。
而对于中国来说，这个时间节点太重要了。
中国刚在过去的几十年中完成了工业化，成为世界制造工厂，正在努力进行产业升级，正好处于刚上车的阶段，欧盟想关上车门挡住印度、越南、泰国、印尼等一票正在拼命发展工业的国家，有助于阻止产业外流，大家心照不宣。
发展新能源，从国家安全角度，可以降低对化石能源的依赖，减轻对南海、马六甲、印度洋一线海运的安全压力；从战略规划角度，可以沿亚欧大陆铺设能源网络，利用发达的特高压技术与强大的基建能力，连通各国经济，消解美国的封锁；从社会发展角度，可以发展新能源各项高新技术（这个我们后面会详谈），倒逼企业产业升级，并为社会提供大量岗位就业机会。
有欧、美、中三大政治实体的支持，加之保护环境的政治正确，新能源的发展自然是大势所趋。
其次是经济上的因素。
根据2021年BP世界能源年鉴，2020年世界一次能源消耗为556.63艾焦，合算为133亿吨油当量，按最新国际原油价格折算，约为7.1万亿美元，相当于美国全年GDP的30%。
同时，全球可再生能源发电量358太瓦时，占比仅为11.7%，如果我们乐观估计，每3年翻1倍（过去5年，可再生能源发电在全球增长中占比约为60%，其中风能发电量和太阳能发电量增加了1倍），那么其市场增长规模将超过万亿美元。这还没有计算未来能源消耗的增量市场。
这将是继互联网技术革命之后的又一个万亿级产业。
不言而喻，这样一个庞大规模的产业将对世界经济产生极为深远的影响。
自2020年新冠疫情以来，全球经济已经明显进入了衰退期，绝大部分国家经济都是负增长，大量企业破产，民众失业，美国CPI甚至创纪录的连续半年破6，各国政府都迫切寻找一个新的经济增长引擎，而新能源产业恰好满足条件。
更妙的是，经过全球各大媒体多年的宣传，环保主义已经深入人心，砸钱投入这个产业非但不会让民众反感，反而会赢得广泛拥护，即便是让民众暂时牺牲一些个人利益也可以接受，比如德国人就愿意为新能源支付高昂的电费，这在其他传统产业投资是很难想象的事情。
最后是科技上的因素。
在人类的历史发展中，每一次科技革命都和能源利用效率息息相关。第一次工业革命是利用煤炭的蒸汽机，第二次工业革命是利用石油的内燃机，第三次信息革命是利用电力的计算机，在科技领域，能源结构的优化，效率的提升是永恒的主题。
太阳每年向宇宙释放近乎天文数字的能量，其中到达地球的约376.68万艾焦，全球植物光合作用可以利用其中0.3万艾焦，而人类全年消耗不到0.06万艾焦，可以想象这其中有多么庞大的提升空间。
因此，最终决定新能源产业价值的，不是政治因素，不是经济因素，更不是美丽的环保口号，而是这其间所能提升的效率空间，这才是它的真正价值。
但新能源产业革命与之前的技术革命有很大的不同。
以往的科技进步都是由技术自然演化出来的，而非政府主导。比如互联网最初只是美国高级研究计划署一个不起眼的小项目，谁也没想到它会在日后发展成如此规模的庞然大物。科学发展有自己的规律，人类连预测都很难，就更别提什么主导与规划了。
那么，以现有新能源的不太成熟的技术，由各国政府主导推广，能成功催生新的技术革命吗？
还真有可能。人类历史上有过一次这样的经历，那就是鼎鼎大名的阿波罗登月计划。
美国的阿波罗登月计划本身并不是什么技术革命，只是工程学上的突破，但登月计划却成功带动了大量周边产业的蓬勃发展，比如液体燃料火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、计算机、无线通讯、遥感、自动控制，4000余项高科技专利发明被转为民用，带动了美国整个科技的发展与工业繁荣。
曾有北航教授评价说，阿波罗登月计划带来的对航天技术、卫星通信、移动通讯、材料科学、计算机、指挥与控制技术等等的需求和发展，使美国赢得了下一个技术时代——信息时代的控制权。
如今，在新能源产业中也蕴含着这样的历史机遇。
发电，储能，传输，调节，检测，捕捉，效率提升，成本优化，每个环节都充满机会，就如同早期的量子力学那样，大量朝气蓬勃的青年才子投身于此，任何一个名不见经传的年轻人都可以作出伟大的发现，而任何一个投入其中的商业机构也都能获得难以想象的巨大回报。
相较之下，我们前文所说的新能源的各种劣势与技术瓶颈，反而算不得什么了，甚至是催生产业发展的原动力，谁能解决好这些问题，谁就将赢得未来二十年的产业红利与商业价值。
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