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✪ Nat Bullard

彭博新能源专栏作家

✪ 渡波 (编译) | 文化纵横新媒体

✪ 迦然 (审校) | 文化纵横新媒体

【导读】作为维系中美共识、促进中美关系的重要纽带,时隔两年,中美气候磋商终于迎来新进展。2023年11月15日,中美两国发表《关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明》,提出将加快可再生能源部署,加快煤油气发电替代。而近日卡内基国际和平基金会发表的一篇文章,从世界五大趋势出发,预测全球政治和资金流向的变化,认为中国将因气候经济的发展迎来新的腾飞,而美国则需要在早期创新和应用制造方面投入大量资金,来维持实力均衡。

作者指出:(1)到2030年之前,全球对化石燃料的需求可能达至顶峰,将影响这一行业生产资本的投资决策。中国是全球煤炭资源的最大决定因素,因此必须关注其具体政策;而石油资源的消耗则与电动汽车市场息息相关;而天然气的消费还未达顶峰,也不太可能在未来十年达至稳定状态。(2)2017年,全球汽车销量达至顶峰,电动汽车成为该行业唯一的增量市场。而作为世界最大的电车生产国的中国,也将成为最大的出口国,未来十年中国汽车将搅动东亚、欧洲和北美的贸易布局,给其他厂商带来了艰巨挑战。(3)锂电池、钠电池和磷酸铁锂电池的发展将再次壮大中国的电动汽车市场,但俄乌战争也使各国意识到强大的能源存储、弹性的能源运输和分配网络对国家安全的重要性。(4)美国前所未有的大规模气候资金投入,将为美国早期创新和本土制造业发展提供新动力,有可能再次引领全球核心市场。(5)以玉米燃料为代表的生物燃料可能带来航空业的革新,但也影响美国各方群体的利益分配。

本文为文化纵横新媒体原创编译“技术革命的冲击与重构”之八,编译自卡内基国际和平基金会网站,原题为《影响全球政治的五种脱碳趋势》(Five Trends in Decarbonization That Are Shaping Global Politics),仅代表作者观点,供诸君参考。

影响全球政治的五种脱碳趋势

2023年,各国政府和企业在清洁能源领域的投资(包括且不限于购买资产、基础设施建设、企业补给等)达到创纪录的1.8万亿美元。这些投资,加上自2000年以来不断投入的数万亿低碳资金,外加数万亿对清洁技术的经济和政策支持,正推动世界能源布局和气候环境领域的重大变化。

在此背景下,可以作出如下五个判断,它们可能决定全球能源市场的变化方向。这些无论是出于市场需求、技术革新、各国政策,还是价值选择所引发的变革,是我们人类作为一个整体,对未来作出的集体决策。

(本文发表截图)

化石燃料:需求接近顶峰

2030年之前,全球对石油、天然气和煤炭的需求可能达至顶峰(见图1)。今年9月,国际能源署(IEA)执行董事表示,化石燃料需求“看似持续增长的时代”“将在本十年结束”——这比许多专家预期的要早。可再生能源和电动汽车的快速崛起意味着化石燃料的增长将很快停止,石油、天然气和煤炭的消费量可能下降。

这一趋势并不意味着人类将放弃化石燃料。正如国际能源署执行董事所指出的,“几十年来,化石燃料在全球能源供应份额一直稳定在80%左右。”从目前来看,可再生能源的兴起,可能仅仅抑制了化石燃料的增长势头。

但增长势头的结束,也将带来如下几点变化:

首先,它要求相关行业专家重新评估各个能源市场,并对此做出更为具体的分析。例如,中国是全球煤炭资源的最大决定因素,因此必须关注中国对煤炭资源的具体政策和相关环境决策。

而石油消耗的下降与电动汽车市场的增长息息相关,例如在2022年,全球电动汽车带来了每日150万桶石油的减耗。尽管到目前煤炭和石油的消耗处于历史上的高位,但也可能就此稳定,并且受经济形势和政策因素波动敏感。另一方面,天然气的消费还未达顶峰,也不太可能在未来十年达至稳定状态。

图一:全球石油、天然气、煤炭的消耗(1965-2022年)

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然而,如果天然气是全球碳氢化合物市场的唯一增长动能,即氢能源难以大规模投入利用,那么它将成为未来能源市场的决定性因素。化石燃料的需求变化将影响这一行业生产资本的投资决策。需求的下降将迫使生产商提高运营效率,或减少对新产品的投资,或两者兼而有之。对深水石油平台、炼油厂和石化设施等寿命长达数十年的资产投资将放缓,除非生产商确信其经济优势持续存在。

化石燃料生产商,无论是私营实体还是国有企业,都面临战略抉择:其一,他们可以冒着高风险继续拉高开采生产量,以便在市场萎缩时占领更多市场份额。其二,他们可以考虑资本估值,把资产转为现金,返还给股东和利益相关者。其三,他们可以考虑进一步压缩成本,以低成本优势确保市场的青睐。但并非所有生产商都有选择的余地。例如参与开采加拿大页岩油和巴西深水海上石油的生产商,可能因为其难以降低的高价,被挤出市场,或很难通过估值向公共和私人股东返还现金。

电动汽车:中国汽车综合体崛起

近二十年来,中国一直是主要汽车制造国。据中国汽车工业协会统计,2004年乘用车生产量超300万辆,到2022年,这一数字跃至2300万辆,成为全球最大的汽车制造国。不过仅仅最近几年,中国汽车的出口数据才开始受到关注。

2022年,中国乘用车出口量超250万辆,商用车超50万辆。而今年的数据更引人注目,截止7月份,中国乘用车出口量达210万辆,超过2021年全年出口总数。这一数字超过日本和德国两个汽车出口大国,目前位居全球第一。而这一成就的关键在于中国的电动汽车产业。

在2022年的出口量中,中国新能源汽车出口超65万辆。而截止2023年7月的数据,这一数字则是61万。电动汽车产业正在拉动中国总体汽车业务的增长(详见图2)。

图二:中国乘用车出口数据(2020-2023年7月)

中国电动汽车竞争走的是差异化定价:2022年,中国中型电动汽车价格低于美产和欧产小型电动汽车的价格;在欧洲,中国大型电动汽车的价格也低于本土中型电动汽车。与认知相悖的是,此类车辆在中国保持了很高的销售利润率。根据瑞士投资银行UBS对比亚迪Seal车型的评估,其毛利率预计高达16%,息税前利润(EBIT)约为5%,“类似于在全球范围内大规模销售内燃机汽车才可以达到的利润率”。

然而,中国的低价格优势,并不是靠降低质量来实现的。与其他厂商不同的是,中国厂商体现了严格控制成本和集成制造的实力。以比亚迪为代表的中国制造商,生产或使用本土电池及大量其他汽车零部件,并采用自有组装、设计软件的方式,甚至购买超大型汽车运输车,以更便宜的陆运把车辆送至海外。中国的汽车制造商,尤其是电动汽车制造商,正成为完全一体化的综合体——就像之前美国、德国、日本和韩国的汽车制造商那样。

2017年,全球汽车销量达至顶峰,但电动汽车销量持续增长。这一趋势表明,电动汽车不仅是汽车行业的增量市场,而且是全球汽车行业唯一的增长动力。而中国已经是世界上最大的电动汽车生产国,成为最大的出口国也将顺理成章——未来十年,其他各国汽车制造商都将考虑如何翻越这座大山。值得注意的是,中国的汽车制造已无法用20世纪90年的“世界工厂”一语概之,“低成本低质量”不再是中国产品的核心特征,相反,它在全球范围内都具有创新竞争力。它瞄准价值数万亿美元的核心市场,正在搅动东亚、欧洲和北美的国内和国外贸易的已有布局。

化学电池:锂、钠和磷酸铁锂

锂电池作为一项通用技术,其广泛的使用范围和技术革新的内在潜力,能在整个经济体中提升生产力并创造收益。更重要的是,锂电池的成本、规模、和比能量密度独特组合,使它成为了一个类别的创造者。而且它也是紧凑型摄像机、笔记本电脑、手机以及电动汽车发展的核心。

锂电池是化学混合物,需要多种关键矿产作为原材料。现今汽车电池(包括电动自行车和超级跑车)的主要化学成分是镍锰钴酸锂(简称锂离子 NMC)。这种化学物质具有高能量密度,但所需的关键矿产(例如镍、钴)的来源可能有困难或问题。而且锂电池本身的安全性仍不稳定,有时会发生快速热失控,或者危险、乃至致命的火灾。过去五年,由于供需失控和轧空,关键矿产的价格也经历了大幅上涨。

基于以上,我们不难理解化学电池为何成为了重要的技术投资领域。最近一个值得注意的发展是磷酸铁锂,它使用廉价且易得的铁和磷酸盐代替镍和钴,这种化学方法的成本较低,但能量密度不高。即便如此,在2022年,磷酸铁锂电池占据了中国新能源汽车60%以上的市场份额。此外,磷酸铁锂在重量和空间都要求较低的电网存储领域也有广泛应用。

另一值得注意的发展是钠离子电池,其能量密度低于磷酸铁锂,但对关键矿产的依赖程度更低。钠是地球上第六丰富的矿物质。此外,与最高效率的镍锰钴酸锂电池相比,它具有完全的安全优势:钠离子电池可以完全放电,不会出现任何热失控风险,且制造成本比磷酸铁锂低50%。在汽车和电网领域,中国钠离子电池的开发和部署也处于世界领先地位。

更重要的是,在过去十年里,磷酸铁锂和钠离子电池的能量密度显著提高(见图 3)。而未来无论是进一步提升能量密度还是降低制造成本,其结果对消费者来说都是丰厚的:对于超级跑车、飞机之类的高端产品,这将减少对复杂供应链的依赖;对于低速车辆和固定存储等低端产品,则意味着更低的价格和更高的安全性。而低端产品(磷酸铁锂和钠离子电池)的不断革新将创造出一个不断增长的新能源市场,从而减少对关键矿产的依赖。

图三:化学电池能量密度的革新

(蓝色:锂电池;绿色:钠电池;棕色:磷酸铁锂)

2022年开始的俄乌战争使世界意识到,强大的能源存储、弹性的能源运输和分配网络对国家安全至关重要,欧洲冬季的天然气和美国战略石油储备就是最好的例子。未来十年的低碳经济也将凸显廉价、高效、分布式能源存储的重要性。在电网领域,这种能量存储将维持电力系统,在运输网络领域,将减少对进口化石燃料的依赖,在联合作战领域,使用稳定能量运行的储存设备也可以提高战斗力。

气候资金:美国政府的努力

根据《通货膨胀削减法案》,在2023-2032年,美国将在气候和能源领域投入至少3800亿美元资金,可能最终将高达1万亿。分配资金的工具正变得更加成熟,大型企业也将受惠。就对气候施加影响方面,投入的资金规模相当大。

我们应该意识到这项资金将为气候领域的早期创新、新技术研发和资产部署带来变化。该资本将高于包括风险投资在内的创业融资能力,但通常低于股市和债券等标准化融资的门槛。因此,气候资金的资本化,特别是针对早期创新的投资,对美国和全球都很重要。

如今,全球分配给气候技术风险投资和私募股权活动的投资储备金超300亿(见图 4)。庞大的资金规模反映出风投机构、大学捐赠基金、抚恤金、投资基金等都看到了气候领域新技术的投资价值。

图四:投资储备金(绿色)和已部署的资本(蓝色)

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在这笔资金中,一半以上将用于私募股权。这样的资金分配是建设性的,因为可以为早期创新和成熟技术的发展提供充足资金,但对于新兴技术的应用制造来说,这笔资金还远远不够。如何使这些应用制造的初创企业运营下去,是我们面临的一大挑战。

这种挑战带来的影响十分微妙:几十年来,美国所开发的早期创新需要依赖海外(通常是亚洲)的应用制造才能达到全球规模。无论是美国政府还是各类机构都资助了不少资金,但制造业依然外流。与此同时,高风险、高创新、并具有系统重要性的能源技术投资却很难获得资金。商业贷款机构不愿意承担风险,而政府补贴也无法达至数十亿美元资产的深度。

如今情况在发生改变:美国《基础设施投资和就业法案》和《通货膨胀削减法案》为本土制造业的发展、供应链风险的降低和全国范围的部署提供了资金。这对其他国家构成了挑战,因为不是每个国家都有像美国那么大的市场、那么深厚的人才储备、或者那么丰厚的财政支持。

土地与生物燃料:如何抉择?

通货膨胀的飙升和大宗商品的短缺造成了粮食种植和液体燃料制造之间的耕地紧张。这场关于粮食与燃料的争论可以追溯到十五年前,并随着俄乌战争重新摆上台面。而这场争论的结果两极分化,对此不难理解——人民和经济都必须得到满足,难择其一。因此,我们应当重新评估粮食和燃料的土地利用,以及农产品的供应和消费现状。在美国,三分之一的玉米作物被用于制造玉米燃料,约占道路运输燃料的10%(见图 5)。

图四:美国玉米生产(蓝色)和乙醇燃料消耗(绿色)

在美国,农业政策基本由粮食政策和燃料政策两部分组成,每项政策都有既定的选民。玉米燃料取代了部分汽油需求,但与电动汽车互为竞品则在预期之外。

如今的现实是,美国的很大一部分耕地和粮食被用于能源供应,而且仅占国内能源市场的十分之一。电动汽车的出现削弱了玉米燃料的需求,并可能导致相关乙醇需求的下降,或者是因为乙醇可与燃料混合使用,而导致需求增加。但无论怎么说,汽车电池制造商和农民没有一点儿共同利益,也不会在制定战略时考虑对方,这对美国政府是一个挑战。

不过,航空业可能会推动生物燃料的需求增加,毕竟它是最难“脱碳”的行业之一。新能源电池只能用于最短和最轻的航班,难以全面推广;而可能出现的氢能源则需要重新设计机身,这对航空业是一个艰巨的提议。所以利用农业的生物燃料成为了理想能源。最近的一项学术研究表明,美国只需要怀俄明州大小的土地,便足以生产足够的生物喷气燃料,来满足美国到2040年每年300亿加仑的需求。该假设并不以生产力最高的农田作为理想状况,还使用了实际会出现的“边际农业用地”。因此这场辩论不光是在粮食与燃料间二择其一,还有可能因最终利用到的土地面积被扩展为土地和燃料的争论。

结语:影响未来全球的五个因素

化石燃料时代尚未结束,事实上,它的终点还很遥远。然而,化石燃料的增长时代已接近尾声,即便它自工业革命起已持续了几百年。增长的结束会对全球化石燃料生产商产生负面影响,但也会对清洁能源领域提供新的机会。

然而,燃料并不是定义能源地缘政治或一般地缘政治的唯一因素。中国汽车综合体的崛起将对全球带来机遇和挑战。化学电池的创新将带来更具竞争力的电动汽车,并再次壮大中国的电动汽车市场,但同时也为世界各地的电网运营提供了力量。具有全球效益的早期技术投资是美国的发展机会,为此美国也正齐心协力进行大规模的开发和部署创新。最后,农业和土地政策是一个全球性因素,而生物燃料在美国的利用最为突出,并引发了国内不同利益群体之间的冲突。这些因素都有地缘特性,并在未来几十年中对全球产生不断的影响。

本文为文化纵横新媒体原创编译“技术革命的冲击与重构”之七,编译自卡内基国际和平基金会网站,原题为《影响全球政治的五种脱碳趋势》(Five Trends in Decarbonization That Are Shaping Global Politics)。文章仅代表作者观点,供读者参考。