寧南山: 從台積電消耗了臺灣7%的發電量說起
從台積電消耗了臺灣7%的發電量說起---能源技術進步與中國和西方的未來寧南山
這些年經過各種思想的碰撞，以及實際的產業發展，實際的軍事戰爭走向，都讓大家越來越形成一個觀點，不管是一個國家也好，還是一個公司也好，最終的實力是看其體系化的能力如何，而不是看其單點技術能力。
華為這幾年在晶片領域，在車領域的神速進展，也說明了其體系能力的強大，也就是說其技術儲備不只是簡單的只在通信領域，而是在材料，熱管理，軟體和演算法，供應鏈管理，採購管理，品質管制等多個領域都有深厚的積累，所以其在進入一個新的領域後也能實現快速的趕超。
在2024年元旦的國家領導人新年賀詞裡面，提到了八種中國在2023年的代表性工業品，分別是：
C919大飛機，國產大型郵輪；
神舟飛船，奮鬥者號極限深潛；
一機難求的國產新手機；
新能源汽車，鋰電池，光伏產品。
原文是這麼說的：
"這一年的步伐，我們走得很有力量。
經過久久為功的磨礪，中國的創新動力、發展活力勃發奔湧。
C919大飛機實現商飛，
國產大型郵輪完成試航，神舟家族太空接力，“奮鬥者”號極限深潛。
國貨潮牌廣受歡迎，國產新手機一機難求，新能源汽車、鋰電池、光伏產品給中國製造增添了新亮色。
中國以自強不息的精神奮力攀登，到處都是日新月異的創造。"
從國家層面認可的2023年八個創新工業產品說起
如果我們注意看的話，會發現八種工業品裡面有兩個半和能源相關：鋰電池和光伏產品是兩個，新能源汽車算半個，因為汽車不是新玩意兒。
能源產業有多重要？就以台積電為例子，我們都知道台積電是臺灣市值最高的公司，我查了下歷史新聞，在2017年10月的時候，新聞報導說那時候台積電市值一路上揚，占到了台股市值的18%。
我又查了今年3月的新聞，台積電的市值這幾年來還是一路漲，因此到3月份甚至超過了台股市值的30%了，可見其對於臺灣特殊的意義。
這個極為重要的企業，其耗電量也讓人吃驚，下圖是台積電的歷年耗電量，我們可以看到2022年消耗了210.86億度的電力，另外還消耗了天然氣，燃油等能源，約等於13.36億度電的能源。
於是我又查了《世界能源統計年鑒》（2023），2022年中國臺灣地區發電量2881億度，占世界總發電量的1%，以天然氣和煤炭發電為主，分別貢獻了39%和42%，核電貢獻了8%，餘下的11%發電來自水電、可再生能源和石油等。
臺灣為了維持工業，每年需大量進口能源進行發電。
而2022年台積電的耗電量（不算其他能源消耗）相當於臺灣發電量的7.3%，這可是非常驚人的數字。而不管是臺灣的新聞報導，還是業界的估計，都認為隨著工藝制程的推進，台積電的耗電量還在越來越高，會突破臺灣總發電量的10%。
不過有點搞笑的是，臺灣的民進黨是一個搞“非核家園”的政黨，蔡政府提出來2025年要關閉臺灣所有的核電站，這顯然有助於臺灣電力供應的緊張。
根據新華社臺北報導，3月22日下午，台當局經濟事務主管部門召開電價費率審議會。會後宣佈，自4月1日起，臺灣的工業、家庭及小商家用電價格全面調漲，平均漲幅為11%。
其中，民生用電以每月用電330度、700度和1000度為界分級調漲，漲幅在3%至10%，預估全台有超過1340萬戶家庭受影響。
小商家用電以700度、1500度和3000度為界，漲幅也在3%至10%，約有91萬戶小商家受影響。
產業用電的漲幅更高。每年用電量5億度以上、用電連續兩年增長的企業，被列為“用電大戶”，設四級漲幅，分別為15%、18%、21%、25%。據島內媒體報導，這類企業多為半導體廠及資料存儲商。其中，半導體龍頭企業台積電的用電量最大，適用25%漲幅。
“一般工業”漲幅則為7%至14%，約有44萬家產業用戶受影響。
臺灣電價調整頻率為一年兩次檢討（4月和10月），電價調整幅度定為正負3%的區間。此次，由於台電累計虧損已達3000多億元新臺幣，台當局稱“不得不”全面調漲電價。
受電價上漲影響，臺灣鐵路公司近日證實鐵路運輸票價將調漲，臺北捷運也表示將評估票價調整。另有醫院、電信、觀光住宿等行業，都“放風”將相應漲價。
台當局“主計總處”估算後表示，電價調漲對消費者物價指數（CPI）直接影響0.12個百分點。台當局貨幣政策主管機構則在21日，將全年CPI增速預測值上修至2.16%。
有島內網媒盤點，2016年民進黨上臺至今，電價只漲不降，先後共調漲4次，漲幅累計高達33.4%。
從台積電的耗電量可以看出，工業和經濟的發展和能源的輸入其實是一個正比的關係，這就是為什麼發展能源技術如此重要。
在2023年的國家統計局統計公報裡面，
裡面提到：初步核算，2023年中國能源消費總量57.2億噸標準煤，比上年增長5.7%。煤炭消費量增長5.6%，原油消費量增長9.1%，天然氣消費量增長7.2%，電力消費量增長6.7%。
我注意到，2023年中國能源消費總量增長5.7%，而中國2023年經濟增速為5.2%，能源消費的增速還比經濟增速高一些，這是因為儘管中國在不斷的發展節能技術，但各個產業的耗電量還是不一樣的。
我又查了之前幾年的統計公報，資料如下：
2022年，經濟增速3%，能源消費總量增長2.9%；
2021年，經濟增速8.1%，能源消費總量增長5.2%；
2020年，經濟增速2.3%，能源消費總量增長2.2%；
2019年，經濟增速6.1%，能源消費總量增長3.3%
2018年，經濟增速6.6%，能源消費總量增長3.3%
可以看出2018年-2023年的六年中，有五年經濟增速高於能源消費總量，有一年的增速低於能源消費總量，也就是說隨著節能技術發展，單位能耗在下降，像2023年初步測算，扣除原料用能和非化石能源消費量後，全國萬元國內生產總值能耗比上年下降0.5%。
但這種能源利用效率提升並不足以抵消能源總需求的增長，總的能源消費總量還是增長的。
2023年中國煤炭消費量占能源消費總量比重為55.3%，比上年下降0.7個百分點；天然氣、水電、核電、風電、太陽能發電等清潔能源消費量占能源消費總量比重為26.4%，上升0.4個百分點。
也就是說，2023年還是有一半以上的能源來自煤炭。
試想一下，中國2023年人均GDP大約1.3萬美元左右，以後我們要做到人均四萬美元，那就是經濟總量是現在的三倍，
那麼理論上中國的能源消費總量也會是現在的兩倍多，我查了下中國2023年煤炭產量高達47.1億噸（注意煤炭產量折算成標準煤後會打折），如果再增長到兩倍多，意味著中國一年要開採一百多億噸煤來滿足經濟發展需要。
雖然中國煤炭資源豐富，但是這樣高的開採強度，恐怕也不是什麼好事，中國已經有不少煤炭資源枯竭城市了，還是要為子孫後代留下些東西。
這也是為什麼中國願意回應碳達峰，碳中和，這可以促進和刺激新能源技術發展，這也是為什麼中國大力發展水力，光伏，風電，核電這些清潔能源技術，尤其是核電，被認為是人類解決能源問題的最終形式。
所以能源技術的發展，其實某種意義上也會決定中國和西方競爭中誰會最終勝利。
光伏已經不用說了，中國已經占到了全球的絕對份額，什麼叫做絕對份額呢？3月28日《中國城市報》的報導，
“從以前‘三頭在外’受制於人，到今天引領世界光伏產業發展，行業經歷了近十年。2023年，中國在光伏主要生產環節產能的全球占比均超80%，
生產了全球90%以上的多晶矽、約98%的太陽能矽片、
85%以上的太陽能電池、80%以上的光伏組件。”
中國電力企業聯合會專家委員副主任委員王志軒表示。
這個資料說明，不只是西方，全世界在中國光伏產業鏈面前都毫無競爭力，不只是光伏的四個環節（多晶矽，矽片，電池片，元件），實際上上游的設備也高度國產化了。
再以水電為例子，
自2014年以來，中國水電裝機容量和發電量穩居世界第一，水電資源成為中國第二大能源主體。
2021年6月28日，金沙江白鶴灘水電站首批機組安全准點投產發電，
當時習近平總書記還發了賀信，信中說“白鶴灘水電站是實施“西電東送”的國家重大工程，是當今世界在建規模最大、技術難度最高的水電工程。全球單機容量最大功率百萬千瓦水輪發電機組，實現了中國高端裝備製造的重大突破。
這個白鶴灘的全球單機容量最大功率的百萬千瓦水輪發電機組（高於三峽的單機容量70萬千瓦），由哈電集團自主研製。
不僅如此，該百萬千瓦機組損耗也很低，電能轉化率高達96.7%，達到了世界大型混流式機組最高水準。
我曾經總結過2023年中國的一些科技進步，其中全球首座第四代核電站就是其中之一。
2023年中國的一些進步和感受
華能山東石島灣高溫氣冷堆核電站於2023年12月6日完成168小時連續運行考驗，正式投入商業運行。該核電站中國具有完全自主智慧財產權，也是全球首座第四代核電站，標誌著中國在第四代核電技術領域達到世界領先水準。
該核電站由中國華能牽頭，聯合清華大學、中核集團共同建設，於2012年12月開工，2021年12月首次並網發電，該項目集聚了設計研發、工程建設、設備製造、生產運營等產業鏈上下游500餘家單位，先後攻克多項世界級關鍵技術，設備國產化率達到93.4%。
高溫氣冷堆核電站重大專項總設計師、清華大學核能與新能源技術研究院院長張作義說，高溫氣冷堆是國際公認的第四代核電技術先進堆型，是核電發展的重要方向，具有“固有安全性”，即在喪失所有冷卻能力的情況下，不採取任何干預措施，反應堆都能保持安全狀態，不會出現堆芯熔毀和放射性物質外泄。
就跟人是一定要通過進食來獲取能源一樣，工業和經濟也一定要通過能源輸入才能創造出價值。
隨著大量企業投入人工智慧，以後會出現更多像台積電這樣的吞能源獸公司，根據《華爾街見聞》的報導，據de Vries估計，若谷歌在每次搜索中都使用AIGC（生成式人工智慧技術），其年耗電量將增至約290億千瓦時，這個數字和台積電今年預計的耗電量也沒有差太多。
今年3月10日，《紐約客》雜誌披露，OpenAI旗下聊天機器人ChatGPT日耗電量高達50萬千瓦時，以應對每日約2億用戶請求。
國內的媒體也紛紛對此進行了報導。
我算了下，單日耗電50萬度，那一年耗電就超過1.8億度電了，這還只是ChatGPT，像Sora這樣的視頻應用，單次使用者請求耗電量必然比ChatGPT這種文字圖片類的更高的多。
人工智慧是少有的未來確定性趨勢的產業，而又直接和能源的輸入能力相關，實際上人工智慧只是一個耗電的例子，耗電的產業不只人工智慧。
2023年中國經濟增長5.2%，能源消費總量卻增長了5.7%就是例子，這個能源消費增長其實主要還不只是人工智慧帶來的。
因此不管是中國還是美國，都面臨以後依靠什麼能源技術來滿足經濟的長期發展的問題。
如果沒有先進而又低成本的核電技術，水電技術，風力發電技術，光伏發電技術等，就不能夠支撐經濟的長期發展，這是一個關鍵的基礎量，也是中美長期競爭的關鍵變數。
當然，光伏，水電設備等領域美國落後中國了，美國是不是就沒有自己的能源優勢了？當然不是，像之前說的發電的重型燃氣輪機，美國GE公司就仍然比中國先進。
工業明珠又少了一顆,但路還沒有走完
而美國的石油天然氣自然資源稟賦更是出色，我們都知道俄羅斯的油氣資源非常豐富，但實際上2023年不管是石油還是天然氣，美國竟然都是世界第一產量大國，天然氣產量超過了俄羅斯，石油產量超過俄羅斯和沙特。
以石油為例，美國能源情報署(EIA)公佈，
2023年美國原油及凝析油日均產量達1290萬桶，刷新全球產量記錄。
這一產量超過了2019年的1230萬桶/天，使得美國進一步拉大了與俄羅斯和沙烏地阿拉伯這兩個石油產出大國的差距。
去年（2023年）12月，美國原油產量更是達到1330萬桶/天的月度新高。
2023年在全球石油市場中，
俄羅斯2023年產量為1010萬桶/天，
沙烏地阿拉伯為970萬桶/天，
而加拿大、伊拉克和中國總產量為1310萬桶/天，僅略微超過美國。
而在天然氣產量方面，根據《中國石化報》的報導，
2023年美國持續天然氣增產以填補市場空白，
2023年美國天然氣產量達到9212億立方米，比2022年增長了4.5%，再次刷新產量峰值，穩居世界第一位。
俄羅斯2023年是全球第二大天然氣生產大國，2023年天然氣產量為6474億立方米，比2022年下降了3.9%。
也就是說，美國2023年的天然氣產量竟然比俄羅斯還高出了42.3%！
也因為此，天然氣發電是美國最大的電力來源，根據BP的能源統計年鑒2023，在2022年的美國發電量中高達39.9%來自天然氣發電，高居第一位（第二位是煤電19.9%,第三位是核電17.9%）
能源是基礎量，能源方面存在短板，則必定總體產業能力方面存在短板。
我覺得現在的電力和經濟的關係，很像農業時代的糧食與人口的關係，
人類進入到工業時代才解決了糧食問題，一方面生育率下降人口不再增長了，一方面由於化肥，農藥，先進種子技術等發展糧食大幅增產。
人類或許也會在某一天解決能源問題（例如掌握了傳說中的可控核聚變發電技術），不過在那之前，能源將是人類經濟發展長期的剛需。
尤其是化石能源發電（煤，石油，天然氣）我覺得從長期看是不可持續的，設想一下如果未來人類對電力的需求增長十倍，難道煤，石油，天然氣等的年產量也隨之增長幾倍嗎？
就如我在本文前面提到的資料，2023年中國光是煤炭產量就超過47億噸，以後我們的經濟變成現在的三倍，這個數字是不是也得增長到三倍，哪怕只是變成兩倍多都變成上百億噸了，這是多麼龐大的量，繼續增長下去恐怕整個中國地下的煤都要被我們挖光了。
或者反過來說，如果僅以化石能源發電，那人類的電力來源就幾乎可以說被設置了上限了，不能實現10倍，100倍，1000倍的增長。
因此必然要用各種新能源來提供電力。
能源可以說是人類最為確定性增長的行業了。
那麼我們作為個人，能不能在能源這種以後需求會確定性增長的產業方面想辦法獲取收益呢？我覺得是有機會的，當然這是另外一個話題了。
龙的天空
页:
[1]