倍可親

關於清潔能源(一)

作者:LaoQian  於 2022-7-19 17:29 發表於 最熱鬧的華人社交網路--貝殼村

作者分類:美國的問題|通用分類:政經軍事|已有17評論

老錢的前言:現在汽油價格,也就是能源問題已經成為了影響美國興亡的問題。這些問題,包括所有的睹目怪狀,都是由於極左派的「綠色能源」的政治正確,和白痴偽總統的愚蠢和邪惡造成的。這是我十年前寫的一篇文章,有些數據可能過時了,但是總體思路仍然有效。為了忠實於歷史,今天原封不動再放到《倍可親》上來。一則溫故而知新。二則作為我再談能源問題的一個開頭。

美國大選,選誰? ()

關於歐巴馬的清潔能源

老錢
10/20/2012
九.太陽能的問題

歐巴馬很誇耀的他的清潔能源經濟。其中,太陽能是一塊重頭戲。我真不知道,他懂多少。(要攻擊我的同胞們又要說「老錢太狂了」。請你們先用事實和道理把老錢駁倒以後,再罵。)

太陽能利用的主要途徑是光電板。即把光能轉換成電能。這是,愛恩斯坦/Einstein的偉大貢獻,他在1916年建立了光電轉換的理論公式。愛恩斯坦最偉大的貢獻是相對論。但是,獲得諾貝爾物理獎,卻不是因為他的相對論,而是因為這個光電理論的貢獻。

歐巴馬給亞特蘭大的公交系統/MARTA,撥款,投資建設了一個,全美交通系統第二大的太陽能發電系統。這是一個大手筆的好事。這個太陽能項目在MARTA最大的Decatur停車場的遮陽頂棚/Canopy上,安裝了4千8百多塊太陽能光電板/PVpanels。總發電能力達1.2MW。這光電板是一家在亞城的Norcross,叫Suniva的美國公司生產的。總投資為1,080萬美金。很容易算得,每瓦發電能力的投資是9美金。

請大家牢牢記住這個數字,這個太陽能發電項目的投資是:9美金/瓦。這是下面討論的根據,基礎。

根據
NACA/美國航天航空局的數據,在喬治亞/Georgia州的緯度上,全年平均日照/Insolation4.37kwh/(每日,每平方米)。目前,作為大批量的工業產品,光電板的轉換效率只有13%。讓我們就算光電板的設計發電能力全部能達到了。


現在,喬治亞州的民居電費,第一個500度是7.67美分/度;然後是7.36美分/度。在第一個1000度之後,就是8.6美分/度。再加一個15美金的基本費,再加稅。平均約為12美分/度。工業用電應該還要便宜一些。我們就粗算為:12美分一度電。這樣,9美金/瓦的單位發電能力的投資,要在發滿75度電能后,才能回收。因為,每瓦發電能力的光電板要工作/發電1,000小時,才能產生1度電。所以,每瓦發電能力的光電板要工作/發足75,000小時電,才能收回投資成本。在喬治亞所在的緯度上,每天的有效發電日照約為5小時。即這一瓦的光電板要回收投資,需要發電工作15,000天。在喬治亞的氣候條件下,大約有可用日照的日子是70%,即260天。那麼,這一瓦的光電板要回收投資,就需要發電工作57年!但是,現在光電板的壽命也不過25年。在這壽命里,光電板效率在陽光的「淫威」下,會迅速退化。再考慮,日照是有角度的,在一年中,中午的角度會在45°-70°的範圍里變化。所以,一般光電板的安裝,都是與水平面呈30°60°的夾角。而這個項目中,光電板都是水平安裝的(見上圖)。所以,這些光電板接受陽光的截面積又要減去一半。如果考慮這一點,就要100年才能回收成本了。這些因素,我這裡暫且不予考慮了。就這樣子算,這個太陽能的投資,幾乎是不要指望能回收的;其發電產生的價值,與成本是不可相比的。所以,這是,很少很少有民營企業或居民會願意做的事。

如果歐巴馬政府出錢,誰都願意裝太陽能。不裝白不裝。但是,歐巴馬不給錢呢?誰都不會願意裝太陽能,因為裝不起。民營企業或居民都要算,這筆投資的效益是什麼?多少年後能回收,持平,然後才開始賺錢,有收益。只有傻瓜不會算。這就是,美好的理想的困難所在。所有的太陽能應用,都是在政府的財政補貼支持下,才能實行的。或者,在總安裝成本中,其他成本遠遠超過太陽能的份額時。比如說所以,馬路上,高速公路上的交通控制,顯示。還有邊遠地區。。。幾乎,利用太陽能,都是政府行為。

美國聯邦政府在2005年,通過了太陽能鼓勵法規。對於任何在美國的太陽能利用系統的建設投資,給予30%的補助獎勵。這個錢,從應繳的聯邦稅收里減得。喬治亞雖然日照很好,但是,在太陽能利用上,是一個落後的州。也於2008通過了州立法,來激勵太陽能的應用;從州稅收里減免,給予相當於太陽能應用投資總額的35%的獎勵。可是,這項激勵有一個總數/Cap,即2.5百萬美金/年,到2012為止。當這筆錢用完了,遲來的項目就拿不到了。這個2.5百萬美金能幹多少事呢?2.5/35%=7.1百萬美金。一個MARTA工程都不夠。所以,兩年後,這個總額再提高了一倍,到2015為止

政府激勵政策的錢財從哪裡來?還是美國納稅人繳的錢。不管誰來買單,最後還美國人民的錢。現在,債台高築,哪裡有錢啊。

歐巴馬能供得起,做幾個樣板工程。但是,能撐得起全面開花嗎?這個激勵政策,是用來鼓勵那些,敢率先「吃螃蟹」的人/企業的。萬事開頭難嘛。可是,大家一起來「吃螃蟹」了,政府鼓勵得起嗎?

兩年前,我有一個朋友家安裝了太陽能光電板。24塊,230w一塊,共5.52kw的發電能力。陽光充足的一天,5小時,大約能發27度電。他的投資比歐巴馬的便宜多了,每瓦才$5.5。給他安裝太陽能光電板的公司,從中國進口光電板;僅光電板的投資約是2美金/瓦。總投資就是$30,360。按上面的演演算法,大約要40多年才能回收投資。我問他們,到底出了多少錢?答曰,沒在意。平時的電費是多少?沒在意。要多少年才能回收,見效益?沒考慮過。。。一問三不知。再問,煩死了,。。。兩口子都是學醫的。和我們學理工的,思維方式不一樣。除去聯邦政府和州政府的補貼,大慨應該是,就出了1萬吧。現在,敢於「吃螃蟹」的人,多數是醫生,律師等等,高收入的家庭。還要有超前的環保意識,和全球感,歷史責任感。

平均美國家庭,大致每天用電30度。太陽能發電是好事。歐巴馬,柯林頓家都裝得起。羅姆尼,更不在話下。可是,一般老百姓,特別是中產階級,就不會想了。企業也基本如此,只要核算成本的話。

太陽能利用的其他方法,熱管/熱水器,風電,都大致如此。清潔能源的其他方面,也差不多。

我是極力提倡太陽能的,因為,這是美國的未來,這是全人類的未來。地球上的能源,石油,天然氣,煤礦,風力,水力,都是來自太陽能。石油,天然氣,煤礦,統稱為Fossil Fuel /化石燃料。化石燃料是在地球的億萬年的演化過程中,逐漸積累起來的。可是,人類在過去短短的工業革命后的兩百來年裡,把這億萬年的積累,幾乎消耗殆盡了。二十多年前,當我剛踏上美國的土地,不過兩天,就去參觀了波士頓的科學博物館。一進門,迎面就是一個大標語牌。上面寫著:

美國人佔用了世界上60%的能源。地球上的化石能源,將在2040年告罄了

我是極其贊成利用太陽能的。按照我上面用過的NACA的數據,考慮地球的半徑是6,300公里,總人口在60億。只要小學生的算術,就可以算出來,太陽每天送到地球上的能量是驚人的。再保守的估算,攤到每個人頭上,都是要遠遠超過1萬度電的能量。真是無窮無盡啊。太陽真是非常慷慨啊。我們為什麼不用太陽能呢?我們就應該利用太陽能。可是,如上所述,這不是一件容易的事。

雖然,這不是一件容易的事。但是,人類無路可走,必須走太陽能的路。2040年,化石能源就要告罄了。儘管這個預估已多少年過去了,人類繼續在找。原來不可利用的,現在有新技術了。比如,頁岩油氣的開發。但是,化石能源總歸是有限的,遲早還是要告罄的。深海鑽探是那麼可怕,核發電也是那麼可怕。只有太陽能是安全,乾淨,取之不竭的。

如果,成本降下來,電費漲上去了,形勢就會好轉。隨著大規模的應用,新材料,新工藝,新技術將會發展起來。就以上面MARTA為例,如果每瓦的投資降到一半,投資回收的周期就可以縮短一半,到27年;但是,還是不夠。如果,電價再漲上去一倍,就又縮短到一半;還是不夠。如果,成本繼續降,傳統能源價格繼續漲。。。那就形勢大好,不是小好了。

可是,在歐巴馬的連任的下一個4年裡,我們能看得到這個美好形勢嗎?如果不是,那麼這個清潔能源經濟如何扭轉,振興整個經濟?這個清潔能源經濟本身,還是一個嬰兒,需要大量的注入/餵奶。就像一個家庭,已經是舉步艱難,捉襟見肘,一大堆孩子餓得嗷嗷叫。又要添新生嬰兒了,還特別嬌貴。怎麼過啊?男女主人說,這個新生寶寶會扭轉我們家的窘境。誰能相信?

可是,歐巴馬拿清潔能源當競選武器,就是忽悠人了。想拿全人類的長遠利益來,為他眼前需要撐台。

這些都是小學生的算術就夠用的思考,預算,平衡。所以,羅姆尼說歐巴馬不會搞預算,不是企業家,不懂收支平衡,不會搞財政平衡。做事不考慮收支平衡,不計成本,不會達到平衡的人,就是敗家子。太陽能理想是如此,全民醫保理想也是如此。 

兩年前,我訪問過寧波的太陽能領頭企業。在這個世界上,別人的光電板價格在5美金/瓦的時候,他們做到了2美金,14元人民幣。前不久,美國人降到2美金時,和朋友通話,中國的價格降到了1美金。。。今天,我查看了Suniva的價格,也降到了1美金了。再和老同學通話,中國的價格降到了66美分了。拚老命了。痛苦啊,真痛苦。中國人痛苦,美國人也痛苦。 

怎麼競爭得過中國的太陽能工業?所以,歐巴馬政府決定要對中國的太陽能光電板征200%的稅。可是,經濟規律有其自己的邏輯和路徑。最終,不是政治家和政府的意志能左右的。 

光電板只是組成太陽能發電系統一個核心部分。整個系統中,其他傳統工業產品的投資部分還降不下來。在歐巴馬以每瓦9美金的系統投資,撥款給MARTA的太陽能工程時,其他美國公司,用中國進口的光電板,甚致可以做到每瓦投資5.5美金。 

更主要的因素是美國的勞動力價格,是只升不降的。美國是每個行業都要經過嚴格培訓,通過考試,取得執照,才能操作。這就卡住了太陽能應用的價格。兩年前,在MARTA項目施工時,普遍的行情是,10美金/瓦。我剛才還問了一個亞特蘭大公司,在光電板的價格以降低到1美金/瓦時,安裝工程價格仍在6-7美金/瓦。 

再說,太陽能是一個清潔能源。很好,很乾凈,很環保。可是,太陽能裝置的製造業,是一個很耗電,耗能,很污染,很骯髒的工業。熱管,要煉玻璃。光電板的矽片,要煉玻璃,要拉晶。這些都是極其耗電的工藝。中國的硅玻璃原料都要從巴西進口。做光電板的基板和復膜,高精尖的設備,要從瑞士進口。想一想吧!太陽能是一個好東西。太陽能利用是一個好東西。可是,太陽能設備製造工業本身,不是一個好東西。美國應該在研發新技術,新材料,新工藝,新理論上下功夫,成為太陽能科學技術的帶頭人,領導者。如果,歐巴馬還能連任,要征富人更多的稅,應該把這筆額外的錢,用在研發領域裡。 

順便再提一下,BioFuel/生物燃油。我對它的工藝過程,成本計算,知之不多。但是,歸根到底,仍然是太陽能轉換。比照上面這些太陽能的直接利用,就可以看出問題。 

1959年,錢學森給毛老頭子出餿主意,說,「一年中落在一畝地上的陽光一共摺合約94萬斤碳水化合物。如果植物利用太陽光的效率真的是百分之百那麼單位面積干物質年產量就應該是這個數字94萬斤」(注一)毛老頭子瘋狂了。結果,上上下下都浮誇得瘋狂了,創高產奇迹,放高產衛星,謊報高產,導致高徵購,加上公社大食堂,導致了4千萬左右的老實巴交的中國農民的飢餓致死。事後,毛老頭子調侃錢學森說,想不到,大科學家也會搞假大空(大意如此)。毛老頭子是中華民族的萬古罪人,錢學森就是千古罪人。 

不過,由大科學家錢學森的理論,我們可以知道,莊稼對太陽能的利用率,大致在千分之一(這是指其中能轉化製造生物燃油部分)。遠遠在前面敘述的各種太陽能技術的轉換效率之下。再加上,種植,收割,儲藏,運輸;再加上轉化成生物燃油的工業工藝加工;那麼也不會是一個便宜事情,也是要靠政府扶持的產業。而且,美國一搞生物燃油,就引起了世界糧食價格大漲,造成世界性的問題。 

歐巴馬在清潔能源上下勁,我贊成。但是,這是一個長遠大計,近期內,只能砸錢;不會有短期效益的。砸錢,也得做的。歐巴馬只是拿清潔能源當競選武器,只是忽悠人,並不具備真知卓識,就會是災難。 

這不就出事了嘛。歐巴馬給加州的太陽能光伏公司Sylindra 5億美金的投資,不到半年,Sylindra破產了! 

歐巴馬怎麼審核的?歐巴馬一邊忽悠人,一邊被人忽悠。咋搞的?能當美國總統嗎?



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發表評論 評論 (17 個評論)

回復 jinjian 2022-7-19 18:54
現在技術已經有大的進步了,據說7年可以收回投資,這是很合算的。
100平米一年能收回1.4萬元的電費回饋,很合算。
回復 jinjian 2022-7-19 18:55
風能可能更慘,風的利用率更低,1%可能都不到。
回復 LaoQian 2022-7-20 05:33
jinjian: 現在技術已經有大的進步了,據說7年可以收回投資,這是很合算的。
100平米一年能收回1.4萬元的電費回饋,很合算。
謝謝你的仔細閱讀和update。我需要更新數據。
回復 LaoQian 2022-7-20 05:38
jinjian: 現在技術已經有大的進步了,據說7年可以收回投資,這是很合算的。
100平米一年能收回1.4萬元的電費回饋,很合算。
我十年前對Obama的批評是根據十年前的數據。
關鍵問題是,極左派,包括Obama和今天的「綠色能源」推銷者們,自己並不懂,只是用來作為政治鬥爭的騙人的招牌而已。
回復 LaoQian 2022-7-20 05:46
jinjian: 風能可能更慘,風的利用率更低,1%可能都不到。
是的,不僅僅效率低,更重要的是不可靠。前年的大雪和嚴寒對Texas的風電的摧毀性的打擊,揭穿了極左派不懂裝懂的「綠色能源」政治鬥爭策略,以及對國民經濟帶來的災難。
我不反對「綠色能源」,我反對的是極左派把它當作政治鬥爭的盲目鼓吹。
回復 superdigua 2022-7-20 07:48
LaoQian: 謝謝你的仔細閱讀和update。我需要更新數據。
目前太陽能的發電成本大概是 1 美元/瓦
https://www.solarchoice.net.au/blog/solar-power-system-prices/
回復 superdigua 2022-7-20 07:50
LaoQian: 是的,不僅僅效率低,更重要的是不可靠。前年的大雪和嚴寒對Texas的風電的摧毀性的打擊,揭穿了極左派不懂裝懂的「綠色能源」政治鬥爭策略,以及對國民經濟帶來
前年的大雪和嚴寒對Texas的影響,主要是因為燃料管道被冰凍。
回復 8288 2022-7-20 08:39
我不反對「綠色能源」但這其實是個偽命題.所有綠能的背後都隱藏著巨大的污染
如今用電的東西越來越多.電從那兒來?燒煤不讓用核能不準.水力又碰上乾旱.
結果還是要用天然氣
汽車市場差不多到頭了想賺錢的新招就是電動車才能分享汽車市埸這個大餅
所以電動車是否環保都是表面現象.電池的製造和報廢的污染比內燃機大太多了
加州那幫極左加極左白登把美國搞的亂七八糟
回復 chic-yong 2022-7-20 11:03
壞根兒就是世界經濟論壇(達沃斯)
回復 留德老華 2022-7-20 14:44
superdigua: 目前太陽能的發電成本大概是 1 美元/瓦
https://www.solarchoice.net.au/blog/solar-power-system-prices/
你這個是澳大利亞,是澳元,不是美元
回復 superdigua 2022-7-20 19:53
留德老華: 你這個是澳大利亞,是澳元,不是美元
你說的對。所以太陽能的發電成本大概是 0.68 美元/瓦。
回復 LaoQian 2022-7-21 01:56
8288: 我不反對「綠色能源」但這其實是個偽命題.所有綠能的背後都隱藏著巨大的污染
如今用電的東西越來越多.電從那兒來?燒煤不讓用核能不準.水力又碰上乾旱.
結果還是
是的,完全同意。
回復 LaoQian 2022-7-21 01:58
chic-yong: 壞根兒就是世界經濟論壇(達沃斯)
現在「政治正確」佔領從幼兒園到大學的講壇,也佔據了主流媒體。不允許自由討論。
回復 LaoQian 2022-7-21 02:02
留德老華: 你這個是澳大利亞,是澳元,不是美元
謝謝,我會仔細研讀。
回復 8288 2022-7-21 13:36
「太陽能喜歡陽光,但它不喜歡炎熱,
https://finance.yahoo.com/news/thing-too-much-sun-solar-122857776.html
回復 LaoQian 2022-7-23 06:02
8288: 「太陽能喜歡陽光,但它不喜歡炎熱,
https://finance.yahoo.com/news/thing-too-much-sun-solar-122857776.html
Thanks.
回復 superdigua 2023-3-26 04:51
留德老華: 你這個是澳大利亞,是澳元,不是美元
是的。大約 0.7 美元。比想象中更低。

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