从台积电消耗了台湾7%的发电量说起---能源技术进步与中国和西方的未来
宁南山官方账号这些年经过各种思想的碰撞，以及实际的产业发展，实际的军事战争走向，都让大家越来越形成一个观点，不管是一个国家也好，还是一个公司也好，最终的实力是看其体系化的能力如何，而不是看其单点技术能力。
华为这几年在芯片领域，在车领域的神速进展，也说明了其体系能力的强大，也就是说其技术储备不只是简单的只在通信领域，而是在材料，热管理，软件和算法，供应链管理，采购管理，质量管理等多个领域都有深厚的积累，所以其在进入一个新的领域后也能实现快速的赶超。
在2024年元旦的国家领导人新年贺词里面，提到了八种中国在2023年的代表性工业品，分别是：
C919大飞机，国产大型邮轮；
神舟飞船，奋斗者号极限深潜；
一机难求的国产新手机；
新能源汽车，锂电池，光伏产品。
原文是这么说的：
"这一年的步伐，我们走得很有力量。经过久久为功的磨砺，中国的创新动力、发展活力勃发奔涌。C919大飞机实现商飞，国产大型邮轮完成试航，神舟家族太空接力，“奋斗者”号极限深潜。国货潮牌广受欢迎，国产新手机一机难求，新能源汽车、锂电池、光伏产品给中国制造增添了新亮色。中国以自强不息的精神奋力攀登，到处都是日新月异的创造。"
如果我们注意看的话，会发现八种工业品里面有两个半和能源相关：锂电池和光伏产品是两个，新能源汽车算半个，因为汽车不是新玩意儿。
能源产业有多重要？就以台积电为例子，我们都知道台积电是台湾市值最高的公司，我查了下历史新闻，在2017年10月的时候，新闻报道说那时候台积电市值一路上扬，占到了台股市值的18%。
我又查了今年3月的新闻，台积电的市值这几年来还是一路涨，因此到3月份甚至超过了台股市值的30%了，可见其对于台湾特殊的意义。
这个极为重要的企业，其耗电量也让人吃惊，下图是台积电的历年耗电量，我们可以看到2022年消耗了210.86亿度的电力，另外还消耗了天然气，燃油等能源，约等于13.36亿度电的能源。
于是我又查了《世界能源统计年鉴》（2023），2022年中国台湾地区发电量2881亿度，占世界总发电量的1%，以天然气和煤炭发电为主，分别贡献了39%和42%，核电贡献了8%，余下的11%发电来自水电、可再生能源和石油等。台湾为了维持工业，每年需大量进口能源进行发电。
而2022年台积电的耗电量（不算其他能源消耗）相当于台湾发电量的7.3%，这可是非常惊人的数字。而不管是台湾的新闻报道，还是业界的估计，都认为随着工艺制程的推进，台积电的耗电量还在越来越高，会突破台湾总发电量的10%。
不过有点搞笑的是，台湾的民进党是一个搞“非核家园”的政党，蔡政府提出来2025年要关闭台湾所有的核电站，这显然有助于台湾电力供应的紧张。
根据新华社台北报道，3月22日下午，台当局经济事务主管部门召开电价费率审议会。会后宣布，自4月1日起，台湾的工业、家庭及小商家用电价格全面调涨，平均涨幅为11%。
其中，民生用电以每月用电330度、700度和1000度为界分级调涨，涨幅在3%至10%，预估全台有超过1340万户家庭受影响。
小商家用电以700度、1500度和3000度为界，涨幅也在3%至10%，约有91万户小商家受影响。
产业用电的涨幅更高。每年用电量5亿度以上、用电连续两年增长的企业，被列为“用电大户”，设四级涨幅，分别为15%、18%、21%、25%。据岛内媒体报道，这类企业多为半导体厂及数据存储商。其中，半导体龙头企业台积电的用电量最大，适用25%涨幅。
“一般工业”涨幅则为7%至14%，约有44万家产业用户受影响。
台湾电价调整频率为一年两次检讨（4月和10月），电价调整幅度定为正负3%的区间。此次，由于台电累计亏损已达3000多亿元新台币，台当局称“不得不”全面调涨电价。
受电价上涨影响，台湾铁路公司近日证实铁路运输票价将调涨，台北捷运也表示将评估票价调整。另有医院、电信、观光住宿等行业，都“放风”将相应涨价。
台当局“主计总处”估算后表示，电价调涨对消费者物价指数（CPI）直接影响0.12个百分点。台当局货币政策主管机构则在21日，将全年CPI增速预测值上修至2.16%。
有岛内网媒盘点，2016年民进党上台至今，电价只涨不降，先后共调涨4次，涨幅累计高达33.4%。
从台积电的耗电量可以看出，工业和经济的发展和能源的输入其实是一个正比的关系，这就是为什么发展能源技术如此重要。
在2023年的国家统计局统计公报里面，
里面提到：初步核算，2023年中国能源消费总量57.2亿吨标准煤，比上年增长5.7%。煤炭消费量增长5.6%，原油消费量增长9.1%，天然气消费量增长7.2%，电力消费量增长6.7%。
我注意到，2023年我国能源消费总量增长5.7%，而我国2023年经济增速为5.2%，能源消费的增速还比经济增速高一些，这是因为尽管我国在不断的发展节能技术，但各个产业的耗电量还是不一样的。
我又查了之前几年的统计公报，数据如下：
2022年，经济增速3%，能源消费总量增长2.9%；
2021年，经济增速8.1%，能源消费总量增长5.2%；
2020年，经济增速2.3%，能源消费总量增长2.2%；
2019年，经济增速6.1%，能源消费总量增长3.3%
2018年，经济增速6.6%，能源消费总量增长3.3%
可以看出2018年-2023年的六年中，有五年经济增速高于能源消费总量，有一年的增速低于能源消费总量，也就是说随着节能技术发展，单位能耗在下降，像2023年初步测算，扣除原料用能和非化石能源消费量后，全国万元国内生产总值能耗比上年下降0.5%。
但这种能源利用效率提升并不足以抵消能源总需求的增长，总的能源消费总量还是增长的。
2023年我国煤炭消费量占能源消费总量比重为55.3%，比上年下降0.7个百分点；天然气、水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源消费量占能源消费总量比重为26.4%，上升0.4个百分点。
也就是说，2023年还是有一半以上的能源来自煤炭。
试想一下，我国2023年人均GDP大约1.3万美元左右，以后我们要做到人均四万美元，那就是经济总量是现在的三倍，
那么理论上我国的能源消费总量也会是现在的两倍多，我查了下我国2023年煤炭产量高达47.1亿吨（注意煤炭产量折算成标准煤后会打折），如果再增长到两倍多，意味着我国一年要开采一百多亿吨煤来满足经济发展需要。
虽然我国煤炭资源丰富，但是这样高的开采强度，恐怕也不是什么好事，我国已经有不少煤炭资源枯竭城市了，还是要为子孙后代留下些东西。
这也是为什么我国愿意响应碳达峰，碳中和，这可以促进和刺激新能源技术发展，这也是为什么我国大力发展水力，光伏，风电，核电这些清洁能源技术，尤其是核电，被认为是人类解决能源问题的最终形式。
所以能源技术的发展，其实某种意义上也会决定中国和西方竞争中谁会最终胜利。
光伏已经不用说了，中国已经占到了全球的绝对份额，什么叫做绝对份额呢？3月28日《中国城市报》的报道，
“从以前‘三头在外’受制于人，到今天引领世界光伏产业发展，行业经历了近十年。2023年，我国在光伏主要生产环节产能的全球占比均超80%，
生产了全球90%以上的多晶硅、约98%的太阳能硅片、
85%以上的太阳能电池、80%以上的光伏组件。”
中国电力企业联合会专家委员副主任委员王志轩表示。
这个数据说明，不只是西方，全世界在中国光伏产业链面前都毫无竞争力，不只是光伏的四个环节（多晶硅，硅片，电池片，组件），实际上上游的设备也高度国产化了。
再以水电为例子，
自2014年以来，中国水电装机容量和发电量稳居世界第一，水电资源成为我国第二大能源主体。
2021年6月28日，金沙江白鹤滩水电站首批机组安全准点投产发电，
当时习近平总书记还发了贺信，信中说“白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，是当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，实现了我国高端装备制造的重大突破。
这个白鹤滩的全球单机容量最大功率的百万千瓦水轮发电机组（高于三峡的单机容量70万千瓦），由哈电集团自主研制。
不仅如此，该百万千瓦机组损耗也很低，电能转化率高达96.7%，达到了世界大型混流式机组最高水平。
我曾经总结过2023年中国的一些科技进步，其中全球首座第四代核电站就是其中之一。
华能山东石岛湾高温气冷堆核电站于2023年12月6日完成168小时连续运行考验，正式投入商业运行。该核电站我国具有完全自主知识产权，也是全球首座第四代核电站，标志着我国在第四代核电技术领域达到世界领先水平。
该核电站由中国华能牵头，联合清华大学、中核集团共同建设，于2012年12月开工，2021年12月首次并网发电，该项目集聚了设计研发、工程建设、设备制造、生产运营等产业链上下游500余家单位，先后攻克多项世界级关键技术，设备国产化率达到93.4%。高温气冷堆核电站重大专项总设计师、清华大学核能与新能源技术研究院院长张作义说，高温气冷堆是国际公认的第四代核电技术先进堆型，是核电发展的重要方向，具有“固有安全性”，即在丧失所有冷却能力的情况下，不采取任何干预措施，反应堆都能保持安全状态，不会出现堆芯熔毁和放射性物质外泄。
就跟人是一定要通过进食来获取能源一样，工业和经济也一定要通过能源输入才能创造出价值。
随着大量企业投入人工智能，以后会出现更多像台积电这样的吞能源兽公司，根据《华尔街见闻》的报道，据de Vries估计，若谷歌在每次搜索中都使用AIGC（生成式人工智能技术），其年耗电量将增至约290亿千瓦时，这个数字和台积电今年预计的耗电量也没有差太多。
今年3月10日，《纽约客》杂志披露，OpenAI旗下聊天机器人ChatGPT日耗电量高达50万千瓦时，以应对每日约2亿用户请求。
国内的媒体也纷纷对此进行了报道。
我算了下，单日耗电50万度，那一年耗电就超过1.8亿度电了，这还只是ChatGPT，像Sora这样的视频应用，单次用户请求耗电量必然比ChatGPT这种文字图片类的更高的多。
人工智能是少有的未来确定性趋势的产业，而又直接和能源的输入能力相关，实际上人工智能只是一个耗电的例子，耗电的产业不只人工智能。
2023年中国经济增长5.2%，能源消费总量却增长了5.7%就是例子，这个能源消费增长其实主要还不只是人工智能带来的。
因此不管是中国还是美国，都面临以后依靠什么能源技术来满足经济的长期发展的问题。
如果没有先进而又低成本的核电技术，水电技术，风力发电技术，光伏发电技术等，就不能够支撑经济的长期发展，这是一个关键的基础量，也是中美长期竞争的关键变量。
当然，光伏，水电设备等领域美国落后中国了，美国是不是就没有自己的能源优势了？当然不是，像之前说的发电的重型燃气轮机，美国GE公司就仍然比我国先进。
而美国的石油天然气自然资源禀赋更是出色，我们都知道俄罗斯的油气资源非常丰富，但实际上2023年不管是石油还是天然气，美国竟然都是世界第一产量大国，天然气产量超过了俄罗斯，石油产量超过俄罗斯和沙特。
以石油为例，美国能源情报署(EIA)公布，
2023年美国原油及凝析油日均产量达1290万桶，刷新全球产量记录。
这一产量超过了2019年的1230万桶/天，使得美国进一步拉大了与俄罗斯和沙特阿拉伯这两个石油产出大国的差距。
去年（2023年）12月，美国原油产量更是达到1330万桶/天的月度新高。
2023年在全球石油市场中，
俄罗斯2023年产量为1010万桶/天，
沙特阿拉伯为970万桶/天，
而加拿大、伊拉克和中国总产量为1310万桶/天，仅略微超过美国。
而在天然气产量方面，根据《中国石化报》的报道，
2023年美国持续天然气增产以填补市场空白，
2023年美国天然气产量达到9212亿立方米，比2022年增长了4.5%，再次刷新产量峰值，稳居世界第一位。
俄罗斯2023年是全球第二大天然气生产大国，2023年天然气产量为6474亿立方米，比2022年下降了3.9%。
也就是说，美国2023年的天然气产量竟然比俄罗斯还高出了42.3%！
也因为此，天然气发电是美国最大的电力来源，根据BP的能源统计年鉴2023，在2022年的美国发电量中高达39.9%来自天然气发电，高居第一位（第二位是煤电19.9%,第三位是核电17.9%）
能源是基础量，能源方面存在短板，则必定总体产业能力方面存在短板。
我觉得现在的电力和经济的关系，很像农业时代的粮食与人口的关系，
人类进入到工业时代才解决了粮食问题，一方面生育率下降人口不再增长了，一方面由于化肥，农药，先进种子技术等发展粮食大幅增产。
人类或许也会在某一天解决能源问题（例如掌握了传说中的可控核聚变发电技术），不过在那之前，能源将是人类经济发展长期的刚需。
尤其是化石能源发电（煤，石油，天然气）我觉得从长期看是不可持续的，设想一下如果未来人类对电力的需求增长十倍，难道煤，石油，天然气等的年产量也随之增长几倍吗？
就如我在本文前面提到的数据，2023年中国光是煤炭产量就超过47亿吨，以后我们的经济变成现在的三倍，这个数字是不是也得增长到三倍，哪怕只是变成两倍多都变成上百亿吨了，这是多么庞大的量，继续增长下去恐怕整个中国地下的煤都要被我们挖光了。
或者反过来说，如果仅以化石能源发电，那人类的电力来源就几乎可以说被设置了上限了，不能实现10倍，100倍，1000倍的增长。
因此必然要用各种新能源来提供电力。
能源可以说是人类最为确定性增长的行业了。
那么我们作为个人，能不能在能源这种以后需求会确定性增长的产业方面想办法获取收益呢？我觉得是有机会的，当然这是另外一个话题了。
