对话 | 清华大学张达：马斯克的理论可行，实际落地需要考虑解决更多问题

2023-03-04 05:47:18 来源：东方资讯

（张达，清华大学能源环境经济研究所副教授、博士生导师，清华三峡气候与低碳中心副主任）

出品 | 搜狐科技

作者 | 潘琭玙

(资料图)

编辑 | 杨锦

北京时间3月2日凌晨五点，特斯拉CEO埃隆·马斯克在特斯拉投资者日发表了“宏图计划”3，意欲以10万亿美元“改造地球”。

相比产品发布的落地，马斯克以更加宏大的叙事，铺开了他对地球能源实现100%可持续的畅想。但对此，清华大学能源环境经济研究所副教授，清华三峡气候与低碳中心副主任张达直言，“他所讲的内容对于从事能源转型研究分析的团队而言并不新鲜。”

一方面是蓝图的壮观，另一方面是被多方诟病缺乏落地的技术细节，有评价称其，“有了梦想，但没有未来。”同样，资本市场对于马斯克的宏图描绘也并不买账。在特斯拉首次投资者日活动结束后，特斯拉美股盘后持续下跌，跌幅扩大至超5%。

此前，业界预测的更低价格车型、革命性的车辆制造工艺、全新的机器人、新工厂的揭幕等令人期待的环节均没有出现，取而代之的是马斯克与特斯拉老生常谈的公司愿景。在张达看来，“这次发布会的主题与马斯克此前主推的与可持续发展相关的各类业务密切关联，整体的逻辑他是一以贯之的。”但他也表示，在实际落地上应该要考虑更多的影响因素。

基于马斯克提出的整体目标，以及实现宏图的五大路径，搜狐科技与张达进行了对话，他从专业角度解读了马斯克的能源畅想。

以下为对话实录，经编辑：

一、“2050年实现地球能源100%可持续是很有挑战的”

搜狐科技：马斯克提出“实现可持续的能源经济需要达到电池储能240太兆瓦(TWH)，可再生电力30 TW，制造领域投资10万亿美元，需要能源为燃料经济的一半，占地面积低于0.2%，占2022年全球GDP的10%，无法克服的资源挑战为零等目标。”您如何评估他所提出的这些标准？

张达：240TWH、可再生电力30 TW，这个量级对于全球实现碳中和而言，是一个相对合理的数字。投资上因为公司的估算口径不一样会有差别，也大约是这个投资量级。占地面积上来看，全世界未利用土地安装风电光伏再匹配储能肯定也能够满足总电力需求。

但主要的问题是成本的问题，若相关设备成本没有明确的下降，实现碳中和肯定将增加电力成本。但如果可再生能源技术和电池的技术延续过去的成本降速，那实现未来实现碳中和并不会对经济产生很大的影响。另外，还有问题一个是电力传输的问题，马斯克表述的也是比较理想情况下的水平。

搜狐科技：他设想的“如果在2030年前实现风电、太阳能发电装机量跟2022年相比增长3倍，动力、储能电池产量增长29倍，电动汽车产量增长11倍，那就能在2050年前实现地球能源100%可持续。”您如何评价这一观点？是否有合理性？实现的可能性大吗？

张达：首先，如何定义100%可持续，从狭义的电力系统可持续而言，是实现完全的风、光、水供电，若是广义的表述，即完全的零碳，将会涵盖核电、装备碳捕获与封存技术的煤电。当然实现能源系统的零碳更具挑战。

不过马斯克这一论述的前提条件并不充分，由于清洁技术部署的速度是可以调整的，仅仅是2030年前的发展速度不能判断是否能在2050年前实现地球能源100%可持续。

总体而言，中国提出的是2060年前实现碳中和的目标，美国与欧洲国家均提出2050年前实现碳中和。虽然主要国家基本已提出碳中和目标，但是2050年在全球都实现无论是广义还是狭义的100%可持续都是很有挑战的。

搜狐科技：淘汰化石能源，利用风能和太阳能的条件，马斯克指出“因地球上70%的面积都是水域，完全可以通过海上风力发电实现全面可持续的道路。”这样的考虑是否过于片面？淘汰化石能源转向清洁能源，目前全球在这方面的努力是什么？实现了哪些方面的转变？最主要的能源优化调整的方向在哪些领域？

张达：海上风电肯定会起到很大的作用。我们和三峡集团也成立了联合研究中心针对海上风电战略开展研究。三峡是中国海上风电的行业龙头企业，我们一起在研究未来海上风电产业关键的战略问题。海上风电有成本高于陆上成本、出力更稳定、离负荷较近等特征，未来若在更深海域部署海上风电需要进一步降低成本。我们目前判断未来陆上和海上风电的装机比例，陆上应该还是占大头。

搜狐科技：目前全球在化学能源转向清洁能源这个过程中，全球在这方面的努力是什么？最主要的能源优化调整的方向在哪些领域？

张达：一个是尽量用更多的电去替代煤、油、气的利用。像马斯克提到的热泵、通过可再生能源发电制氢替代煤、电动汽车等。

第二个大的方向就是让电本身更加清洁，过去主要是煤与天然气发电，未来利用风、光、水、核能或者是加上CCS的化石能源来发电可以更加清洁。

这是两个最大的驱动力。其他选项包括比如用生物质，如秸秆来生产燃料。像马斯克提到的远洋轮船，用电作为驱动力不太容易，可以用氢或者生物质的燃料。

二、“马斯克的理论可行，实际落地需要考虑解决更多问题”

搜狐科技：马斯克提出了在具体的领域做出调整。首先是可再生能源重新为现有电网供电，目前能源结构是否有在朝着这方面调整？会遭遇的难点是什么？真正实现的可能性大吗？

张达：以风、光为代表的可再生肯定是比例会很高。以我国为例，现在可再生风、光大概是略高于10%，实现碳中和时将会超过一半甚至达到2/3左右。但是未来电网仍然有相当部分的基荷是由水电、核电和加装CCS的化石能源发电提供。例如在我国，水电在未来可能也会占百分之十几，核电我们希望它能占到10%以上，核电虽然不属于可再生能源，但是它是零碳的。传统的化石能源发电加装CCS技术之后，也会有一定的空间。

搜狐科技：马斯克提出了从传统汽车转为电动汽车，这也是目前的趋势。实现完全的汽车电动化能够节约多少能源？我们离全面电动汽车的时代还有多远？还有哪些需要突破的难题？

张达：我觉得是非常明确的，未来肯定电动汽车将是主流，特别是乘用车，商用车也没有太大的问题，但是长途货运的电动化会困难一些。长途货运到底是用电动还是用氢能路线，也没有完全确定。

搜狐科技：马斯克还提到在家庭、企业和工业中转向用热泵，能否解释一下其原理？会是可持续的发展方向吗？将如何实现？

张达：举一个不是很准确的例子，热泵可以理解成空调反过来运行。空调自己并不产生冷，而通过搬运热能让夏天让外面更热，里面更凉。热泵反过来是在冬天做热的搬运，让外面更冷，房间里面更热。这与直接用电取暖是不一样的。

热泵肯定是一个比较明确的方向，北方城镇的供暖过去主要靠集中燃煤。但是为了实现碳中和目标，需要考虑用电来替代煤。最近北方农村在煤改电过程中，已经把部分小煤炉换成了热泵。目前热泵算是比较成熟的技术，工业、企业里面是有使用的。虽然成本相对较高，但是在可接受的范围内，未来也将在城镇普及。

搜狐科技：马斯克还提出使用氢气来完全替代煤炭，以氢代煤似乎也是当下能源转型的方向之一，您认为这是可以广泛应用的吗？

张达：用氢替代煤炭也是一个方向，特别是在工业领域，因为在发电领域替代煤主要靠风电光伏和储能。工业领域用氢完全替代虽然理论上是可行的，但是实际落地需要考虑解决很多问题。除了成本问题之外，以炼钢使用焦炭为例，氢能替代它需要解决煤炭在整个生产过程中间扮演的作用问题。因为焦炭在高炉炼铁的过程中间，一方面是用作能源，提供热；一方面作为还原剂，另一方面在整个反应过程中间起了骨架支撑的作用，类似于材料结构的作用，同时还提供一些碳元素，因为炼钢需要碳提供性能。如果用氢替代，虽然其能够起到热源跟还原剂的作用，但是还需要再造流程工艺，产生额外的成本。

搜狐科技：马斯克提到飞机与船只都可以用电来驱动，您认为这个是否好实现？

张达：这都是正在发生的，但是还有很多的技术挑战，相比起用电力来驱动乘用车而言难度会高很多。马斯克也提到比如用甲烷、氢或者生物质燃料，会更容易一些。利用这些方式作为驱动从物理原理上都没有问题，主要是成本的问题。

搜狐科技：马斯克还提出“开水煮一锅意大利面的能源，可以让Model 3行驶一公里。”这是什么量级的能耗？电动车的节能性能够达到这个程度吗？

张达：这个比喻在量级上不存在太大问题，因为一度电大概能让车行驶不到10公里，一公里大概是0.1度电多一些。那么你煮面的话，用一个1000瓦的电磁炉，烧不到10分钟差不多也是这么多电，所以这个比喻是没问题，是目前已经达到的程度。他的比喻看似有点夸张，但事实是确是这样，煮面的能效很低，它有很多热是水直接耗散出去的，煮完的热水倒掉也是一种能源损失。

三、“企业在能源转型中起到规模化降低成本的作用”

搜狐科技：关于马斯克的宏图计划3，不少人认为他缺乏细节，您如何评价马斯克此次关于实现可持续的能源经济的总体观点？他是在以企业家的角度提供一个切实可行的方向吗？想象与实际落地的差距会有多大？

张达：他的大方向其实是能源向绿色低碳转型的方向，是没有太大问题的。但是确实技术的细节是需要更加明确。另外，这个报告毕竟是在投资者日发布，他应有自己的商业目的考量。但联系马斯克此前与低碳转型相关的各种动作，其实大的逻辑他是一以贯之的。

他所讲的内容对于能源转型研究分析的团队而言并不新鲜。2060年前中国要实现碳中和，全世界平均来讲也应差不多在这个时间点要实现碳中和，为此能源系统需要非常彻底的转型。

搜狐科技：您认为在能源转型过程中，企业可以扮演什么样的角色？

张达：企业将扮演非常重要的角色，一个是原创技术的创新动力，很多技术是从企业中间诞生出来的，而不只是从大学或是科研院所的实验室。企业另一个非常关键的作用是在技术从研发到大规模商业化的过程中间，起到规模化降低成本的作用。就像原来中国企业对于光伏电池成本与储能电池成本下降的贡献，特斯拉电动汽车量产也是如此。所以未来全球实现碳中和，从技术上是可行的，但是需要做很多控制成本的努力。降低成本需要企业做很多工作。返回搜狐，查看更多

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