朱头山

无意邀众赏,一心追残阳
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中国一心一意发电

(2026-01-30 11:20:47) 下一个

新年以来,美国一时风头无双,一会抓了委内瑞拉总统,一会发了其新版美国领土意向图,新美国包括格陵兰,加拿大,委内瑞拉和古巴,而对格陵兰的声索已经走上实质性阶段。另外,一场争对伊朗,古巴的政权的更迭行动已经开始。虽然这些好像和中国无关,但背后都在剑指中国。

俄罗斯有着几百年的帝国主义经验,看在眼里,忧在心里。它已经有心无力,只能指望准盟友中国能出手。俄国媒体称中国几百年都处于屈辱地位,没有帝国主义经验,如果现在再不出手,可能来不及了。伊朗,委内瑞拉,古巴可都是咱们一伙的,此时不救,更待何时?

但习大大似乎不为所动,一边搞大清洗,一边继续悠哉游哉。咱只能揣摩大人物的心事,想他必定在下一盘大棋。关于大清洗,我写过一篇博客,“习近平清洗走斯大林胜利之路”https://blog.wenxuecity.com/myblog/70246/202601/21134.html, 貌似能自圆其说。

关于他的不作为,我认为,他不是立足于地缘,而是立足于技术与能源结构,从长远的背景下考虑大国角逐。

18世纪,中国和俄罗斯在欧亚草原上构建势力范围,大清获取了1300万平方公里的领土,而沙俄建立了2500万包括阿拉斯加的横跨欧亚美三洲帝国,而英国还是通过完善蒸汽机赢得了那个世纪,它在顶峰时期的领土是3500万平方公里,横跨五大洲,妥妥的日不落帝国。19世纪,欧洲人痴迷于瓜分殖民地,而美国则凭借电气化和大规模制造实现了飞跃,成了无可争议的超级大国,无论政治军事经济还是文化。这个历史说明,技术在夺取霸权方面,优于地缘!

如果说全球竞争与技术和能源密不可分,那么各国的能源获取方式或许能预示下一个世界秩序的形成形态。英国的霸权靠煤,美国的霸权靠石油,当美国现在还在痴迷于石油时,中国已经超越了这个时代。

过去一代人时间里,中国政府坚定不移地追求替代能源,这反映出它不愿再受制于华盛顿反复无常的暴力政治。如今的中国首先是一个化石能源巨头——甩出第二名很远的史上最大化石能源消费国。但它的主要化石能源来源是美国无法控制的煤炭。效法苏联,中国能源体系的支柱是工业电力——但现在是由电子科技驱动的电力。为最终取代燃煤发电厂,中国鼓励民营企业家建立创新型电池和太阳能电池板工厂,这些产品如今已主导全球市场。地平线上隐约可见全球能源体系的新前景,这个体系不再依赖开采石油,而是耕耘太阳能。

马斯克和黄仁勋两位科技大佬都承认,未来属于电,AI的胜利者首先是电力的胜利者。中国的太阳能,风能主要产自西部,而工业重心在东部,截至2024年,中国电网输电线路总里程达230万公里,是2000年的4.2倍,工业用电价格仅0.6-0.8元/度,远低于印度的1.2元/度、越南的1.1元/度。相比之下,美国到2025年输电线路总里程只有96万公里,电1.3元人民币/度。而且这个差距还在拉大,马斯克说了,芯片的差距不容易扩大,3nm和2nm, 差别不是3:2, 而只是增加了10%不到,最后的差距就在电力,美国没有那么多电来驱动那些数据中心。

电不光能驱动AI中心。2025年,当世界科技界的目光还在被AI吸引时,在天津,发生了一件足以改变人类文明走向的大事。中国科学院天津工业生物技术研究所主导的“二氧化碳人工合成淀粉”项目,正式从实验室克级试验,迈向了吨级中试阶段!就意味着,中国已经完成了从“0到1”的科学发现,正在跨越从“1到100”的工业实现。毫无疑问,一场关乎14亿人饭碗、关乎全球地缘政治洗牌、关乎人类终极命运的革命,即将到来。

说到底,人类的进化过程,本质上是一个认识能量、转化能量的过程。一开始,人类只能通过狩猎、采摘野果,来获得自然中已经转化的能量。后来,人类学会了种庄稼,种下种子,最终收割那一颗颗充满碳水化合物的粮食。也正是因为农业的出现,让人类第一次把能量转化掌握在了自己手里,这是人类诞生文明的基础。

但问题在于,这种能量转化的效率,太低了。光合作用,本质上是一个极其复杂的生化过程。植物通过叶绿体,利用太阳能,将二氧化碳和水转化成碳水化合物。这个过程涉及约60步代谢反应,能量转化效率极低,通常不到2%。而且,植物需要几个月的生长周期,需要大量的水、肥料、土地,还要在这个过程中合成纤维素、木质素等一大堆我们吃不了的“副产品”。

除此之外,这种合成方式,不确定性也很高。比如,云层遮蔽的光能不能充分利用,病虫害影响光合作用效率,水肥供应不足或过量会中断能量转化,还有旱涝灾害引发的植物枯萎等等,等等等等。而针对不同国家,农业的条件也不同。中国的可耕地很少,而人口很多,农业是个比石油更大的瓶颈。特朗普上一次任期时,中国的农业进口很大程度上依靠美国,这一次中国分散了进口来源,但如果发生战争,还是容易被阻断。比如巴西来的东西,把巴拿马运河一断,就全没了!

如果能工业生产粮食,那就完全不同了。其实,这样的例子在历史上出现过,资源缺乏的德国在发起战争前,发展了用化工的方法,将德国丰富的煤变为石油,橡胶,衣物甚至黄油。德国的战争机器很大程度上依靠这些化工产业,开战前还以此欺骗了对手。苏联在判断德国不会进攻时的一个依据就是,德国未大量采购棉花,打仗了当兵没衣服穿怎么行?而事实上,德军的军衣已经大量依赖化纤产品,不靠棉花了。

说起来,这个二氧化碳合成淀粉技术,原理也并不复杂。首先需要电,电解水制成氢气和氧气,然后把二氧化碳和氢反应造出甲醇,最后通过工程化的酶,将这些一碳化合物像搭积木一样,精准地拼接成淀粉。

按照目前天津所中试基地的数据测算:在能量供给充足的条件下,1立方米大小的生物反应器,其年产淀粉量,相当于5亩玉米地的年平均产量。请仔细品味这个换算关系:1立方米 = 5亩地。这意味着什么?意味着如果建立一个标准化的工业车间,堆叠这些反应器,一个稍微大点的工厂,其产能就能抵得上一整个县的耕地。

按照理论推算,如果未来这项技术成熟并大规模推广,我们只需要一个中等规模的化工园区,也许就能生产出全中国所需的工业淀粉。这将节约出数以亿亩计的耕地!这些被解放出来的耕地,可以去种大豆,去种蔬菜,去恢复生态。那条勒在中国脖子上的“粮食进口锁链”,将在这个工业奇迹面前,寸寸断裂。这不仅仅是生产力的提升,更是生存空间的物理拓展。我们不再需要在平原、山地里和老天爷抢饭吃,我们是在向工业文明要空间。

如果淀粉可以合成,按化学原理,其它的营养物质,如蛋白质,脂肪也都可以工业合成。它们所需要的原料,就是空气中到处都是的二氧化碳,氮气,氧气,和水。但其中,有样东西是必需的,电!电的作用是电解水产生这些反应必须的氢,以及加热。

如果有了足够多,成本足够低的电,那未来的农业将分为两层:底层农业(能量与基础营养):淀粉、糖、基础蛋白,全部由工厂通过“空气+电”大规模制造。底层农业成本极低,无限供应,用来做饲料、工业原料和基础食品。顶层农业(风味与享受):天然的有机蔬菜、高品质水果、放养的牛羊。这些保留在土地上,提供给人类享受生活。

目前中国的发电量首次突破 10万亿千瓦时 (10,000 TWh),大约是美国的两倍多,并且超过了欧盟、日本、俄罗斯和印度四大经济体的总和。在发电来源中,煤电依然占55-60%,水电15%, 风光22-25%,核电<5%,垃圾发电1.5-2%。其中风光发电量在有的月份可以覆盖全部用电量,而且这个部分增速明显,预计到2030年,能占全部发电量的50%。而美国的增速不快,到2030年,中国的发电量大约是美国的3-4倍。

有了电,再加电动车普及,就不太需要石油,也许可以实现粮食自足,美国在战略上就无法卡中国的脖子。而且,电动化带来的技术革新,可以为中国带来极大的价值增量,技术出口,和全球影响力。

当年汽车的发明,使得本来没什么价值的铁矿石,石油,橡胶树价值倍增,生产和技术的拥有国财富也倍增。电动化的普及,能使得相关技术大量出口,获得垄断利润。如中国为非洲提供的太阳能-电池供电系统,一个非洲家庭只要租用这个系统,就能保证其基本供电,这几乎成为某些非洲国家的必须。像古巴这样的国家,美国断油就能将它逼死,如果中国提供足够的这种系统,就能活下来,因此,就会成为很多缺油国的国家安全必备设备。再有,中国的垃圾处理系统,能完美处理二噁英,不但解决了中国的垃圾围城现象,还提供了占全国总量约 2% 的清洁电力。其吸引了全世界各国的注意,目前已经大量出口,获得了不菲的收入。更不用说中国的三大件,电动汽车,电池和光伏板了。这些技术,不但会让中国获得利润,也会获得影响力,就是霸权!

如果中国在电力方面保持优势,美国就算占了整个美洲也没用,拥有再多的石油也没用,因为那已经是落后的产业,也卡不到中国的脖子了。等到中国发电量是美国十倍时,它想不投降都难!

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yujing_hk 回复 悄悄话 点赞!
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “研究人员是否已经亲自食用过这种合成淀粉,证明它是可食用的?”, 没有在网上查证过, 但应该是试过的。 只要化学分子式一样,就可以吃啊。 我们现在的替代糖等等, 还不是人工化学合成的。
BeijingGirl1 回复 悄悄话 “平均电费是每度35分人民币,相当于7美分”, 相当于5美分。 误差接近 30% 哦。 对于事实和数据, 不要心口胡咧咧。
西岸-影 回复 悄悄话 至于发电,中国目前是世界唯一拥有第四代核电站技术,钍盐核电站的国家,这种核电站理论上不需要担心核泄露,因此建造成本相对低,也就不需要太大型来节省建筑费用。去年初美国媒体报道中国正在建造30座,计划450座,让中国电价达到平均每度电1美分多,基本可以忽略不计。所以目前中国有未来用电免费的说法。
中国目前发电量是美国的2.5倍,平均电费是每度35分人民币,相当于7美分。
除了核电站,计划中的被印度极力反对的雅鲁藏布江水电站的发电量会是三峡的三倍。中国拥有特高压直流输电技术,远距离输电损耗很低,因此可以向沿海远距离输电。
总之,目前中国在农业和工业基础上的发展似乎效率很高,不走弯路。
西岸-影 回复 悄悄话 中国人擅长计划,尤其是长期计划,最近五六年每年购买世界上的65%的粮食市场上的粮食,以至于乌克兰战争爆发后因为失去粮仓,欧盟希望中国能吐出一些给欧盟,欧盟的不少发达国家的全球饥饿指数大于10。
全球饥饿指数GHI,最高的44,索马里什么的,最低的小于5,有大致10个国家,中国是其中一个。
甚至美国都不敢把自己的数据放到GHI,是世界上不多的国家,GHI认为美国有13%的人有粮食危机,美国国会去年承认的比例是12%。GHI的标准是完全客观的,计算卡路里摄入量。
中国的短板是只有全世界大致5%的可耕地,但粮食产量是拥有世界最大可耕地面积的印度的两倍,也比美国多20%左右,因此中国农业基本已经是发达到了极点,不太可能增产,除非新开发耕地。
中国目前自己可以满足85%的粮食需求。
但这种需求在紧急状态下是可以压缩的,对比印度就知道了,印度与中国一样的人口数量,产量只有中国的一半,却是世界上的粮食出口国。
只能解释为人均粮食实际占有量很低,不到中国人的一半,但也能活。
或者说中国人太能吃了,一旦需要过苦日子,粮食压缩空间很大。一般的说法是中国的战备储量是五年,可以简单理解为五年不生产也能养活大多数人,当然不是目前的消耗水平。
当然,这几年的案子表明一些国家粮库被贪官倒卖掏空。
随着气候变暖,中国在西北甘肃宁夏大量开发可耕地,成为新的粮仓。再有就是俄国普京已经宣布开始把自己视作是亚洲国家,大量出口粮食给中国。乌克兰战争前中国拥有乌克兰10%的可耕地,可以预期战争后这些地会回到中国控制,因为乌克兰没选择。中国同时也拥有世界上最大的沿海养殖场满足蛋白质需求,从去年小红书对账来看,中国人在食品可得性和种类上是远远超过美国人的,因此可以认为粮食安全在中国不是问题,即使在战争情况下。
YanbeiYin 回复 悄悄话 太多猜测了!研究人员是否已经亲自食用过这种合成淀粉,证明它是可食用的?如果还没有,就不要误导公众。
f2022f 回复 悄悄话 写的好。有技术含量。
朱头山 回复 悄悄话 回复 'yji1206' 的评论 : 绿氢目前唯一可行技术就是电解水,天然氢虽然存在,但其开采不易,成本肯定比电解氢高。电解氢的瓶颈就在于电费,如果太阳能技术大发展使得成本降低,还有考虑废弃成本,就是如果不用来产氢,这些光电就得废弃掉,因此这部分可算作负成本。把负成本算上去,电解氢还是合算的,也是一个储能的手段。运输和储存氢气不易,将之转化为易转运和储存的甲醇,既可当燃料,也可成为合成淀粉之内的工业原料,也是一个可行的步骤。
Ggboy 回复 悄悄话 将来二氧化碳呗中国人吃光了,老美会不会收空气税?堪忧
yji1206 回复 悄悄话 目前人工合成淀粉的经济可行性主要受限于生物酶的稳定性与制备成本,以及廉价氢能的获取。只有当可再生能源电价及氢能成本进一步下降,且生物酶寿命大幅延长时,该技术才能在商业上与每吨几千元的农产品淀粉直接竞争.如果能得到廉价氢能,当前太阳能的采集技术就没有多少优势了.
FollowNature 回复 悄悄话 随着中国人口的下降,制约中国发展的耕地及粮食问题或许不再是问题。当然,能源是发展的动力。老朱好文。
skyline荷9 回复 悄悄话 中国在绿色能源领域确实一马当先。为中国点赞!
新林院 回复 悄悄话 【我们只需要一个中等规模的化工园区,也许就能生产出全中国所需的工业淀粉。这将节约出数以亿亩计的耕地!这些被解放出来的耕地,可以去种大豆,去种蔬菜,去恢复生态。那条勒在中国脖子上的“粮食进口锁链”,将在这个工业奇迹面前,寸寸断裂。】
(1)这些被解放出来的耕地,我支持绿化、造林,恢复生态。其中一部分土地可以变成生态公园。另一部分可以划成无人区,留给野生鸟兽。
(2)如果能人造淀粉,将来有战争,就不用担心敌对国对中国禁运粮食的问题。
(3)如果能用再生能源发电,将来有战争,就不用担心敌对国对中国禁运石油的问题。

rabbitzhang 回复 悄悄话 好文章,给博主点赞!
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