求解：能源革命該如何“鬧”？

摘要：

A  能源革命起因、過程，最終走向何方？

B  個(gè)人、企業(yè)、國(guó)家在能源革命中扮演什么角色？

C  如何從技術(shù)原理、實(shí)現(xiàn)角度判斷能源技術(shù)的發(fā)展？

D  LY混動(dòng)車在太陽能利用系統(tǒng)中是一個(gè)雙向終端，既是能源消耗終端，也是能源生產(chǎn)終端，其巨大并且廉價(jià)的儲(chǔ)能、變換能力使得LY混動(dòng)車是太陽能利用系統(tǒng)中最重要環(huán)節(jié)。

對(duì)于二十世紀(jì)五十年代以來的能源領(lǐng)域的科技、經(jīng)濟(jì)變化，統(tǒng)稱為能源革命。人們對(duì)能源革命的起因，眾說紛紜、莫衷一是。人們對(duì)能源革命的發(fā)展形態(tài)，百花齊放、百家爭(zhēng)鳴并投入大量有價(jià)值的實(shí)踐。對(duì)于能源革命將去往何方、至于何處，未曾有人說起。

本文以較膚淺并且通俗易通的話語，試圖將事關(guān)人類幸福能源革命的概況用最簡(jiǎn)短的文字描述出來。讓每個(gè)讀者明白自己身處一個(gè)什么樣的時(shí)代。

能源革命為什么會(huì)在第二次世界大戰(zhàn)后萌芽、緩慢地成長(zhǎng)，步履瞞珊地一路走來，發(fā)展到今天、能源革命的決戰(zhàn)時(shí)刻到來了。起因非常簡(jiǎn)單的、是一個(gè)的矛盾：人類對(duì)能源需求造成的能源資源、利益分配矛盾，促使了能源革命的萌芽。

二戰(zhàn)之前，人類對(duì)資源、能源等生存必需品的爭(zhēng)奪、分配。除了合理社會(huì)構(gòu)架之外，還有大規(guī)模的的戰(zhàn)爭(zhēng)。而戰(zhàn)爭(zhēng)技術(shù)發(fā)展到核武器的級(jí)別，因戰(zhàn)爭(zhēng)的支出遠(yuǎn)比獲得要少，使得戰(zhàn)爭(zhēng)無法再成為能源分配的方式。相對(duì)和平的環(huán)境，地球上的人口迅速增長(zhǎng)，能源需求矛盾凸顯。

在化石能源等能源供求矛盾日益緊張的同時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，如光伏、光熱、儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展。理論上能夠解決能源供求矛盾。因此萌發(fā)了能源革命。

圖 1 二戰(zhàn)以來全球能源消耗變化

圖 2 中國(guó)燃料消耗能源需求變化

能源革命這半個(gè)多世紀(jì)以來，發(fā)展非常緩慢。盡管能源革命的理論、技術(shù)在能源革命萌發(fā)之前已經(jīng)存在、并成熟了。但是理論、科技的實(shí)踐成本過高，經(jīng)濟(jì)上無法滿足人們對(duì)能源的需求。能源革命是要更多從經(jīng)濟(jì)學(xué)上的行為注釋，而從理論、技術(shù)等自然科學(xué)思考則是輔助注解。

除經(jīng)濟(jì)因素外，影響能源革命最深的是遵循“摩爾定律”發(fā)展的半導(dǎo)體工業(yè)等信息技術(shù)。信息技術(shù)扮演著降低能源革命成本的關(guān)鍵角色，由信息技術(shù)演變而來的智能制造在光伏等新能源提高效率、降低成本的技術(shù)更新中承擔(dān)了近100%的決定性作用。如果沒有這些作用，能源革命將無法進(jìn)入決戰(zhàn)時(shí)刻。

什么才是決戰(zhàn)時(shí)刻呢？由能源革命產(chǎn)生的新能源將大范圍地替代化石能源，這一時(shí)期將會(huì)是二十一世紀(jì)前50年完成。直到2020年，人們?nèi)詫?duì)未來的能源之路充滿憂慮、恐慌。憂慮來自無知、無望。恐慌來自溫室效應(yīng)的恐嚇、環(huán)境惡化和已探明化石能源儲(chǔ)量將會(huì)在百年耗盡。

然而，當(dāng)人們跳出自己身處的時(shí)代，以一個(gè)歷史審視者，而非親歷者的角度看待這半個(gè)世紀(jì)的能源發(fā)展，你會(huì)枉然大悟。并得到如下結(jié)論。

1：能源革命緣起能源供求矛盾，有兩個(gè)特征：一是獲取方式多樣化，可持續(xù)化，如太陽能和核能利用。二是能源的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換高效化，并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

2：能源革命的第一階段是以太陽能利用為核心，以“STS”（即solar to service。即太陽能轉(zhuǎn)換為服務(wù)人們生產(chǎn)生活的有用功）和經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，需找出太陽能應(yīng)用的終極方案，并以太陽能空間能源的規(guī)模應(yīng)用為成熟標(biāo)志（如空間電推、月球、火星、空間站能源的規(guī)?；茉磻?yīng)用）。

基于上面的兩個(gè)結(jié)論。我們?cè)偃ヌ接懳磥?0年的能源革命趨勢(shì)。未來30年內(nèi)人類一定能實(shí)現(xiàn)第一階段的高效經(jīng)濟(jì)太陽能利用終極方案。這個(gè)終極方案相對(duì)于當(dāng)前以化石能源為主的模式更有優(yōu)勢(shì)。尤其是經(jīng)濟(jì)價(jià)值上，能源獲取成本更低。如果能源變革方案符合這樣的預(yù)期、那么這樣的能源變革方案就會(huì)是能源革命的方向。

學(xué)術(shù)、課本、及新聞報(bào)道上，人們都將氫能源稱為終極能源。然而這樣錯(cuò)誤的想法將會(huì)耽誤能源革命的進(jìn)程速度。為什么這樣說呢？評(píng)判體系的不同，思考問題的出發(fā)點(diǎn)不同就會(huì)得到氫能源不同的結(jié)論。氫能源的支撐觀點(diǎn)是能量密度高、在電能充足廉價(jià)的地方，電解水存儲(chǔ)起來會(huì)是太陽能的最佳存儲(chǔ)方式，氫能源發(fā)電效率高。而氫能源的反對(duì)觀點(diǎn)是考慮儲(chǔ)氫介質(zhì)后，其能量密度低于甲醇等，電解水效率低，整體“STS”效率更低。氫燃料電池價(jià)格昂貴。盡管這些爭(zhēng)論是存在，但是任何技術(shù)都是有嘗試的必要，即便試錯(cuò)也會(huì)得到經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

在作者看來氫能源不會(huì)是太陽能終極利用的最佳載體。太陽能光伏、光熱、光液技術(shù)和生物質(zhì)、電動(dòng)車構(gòu)成一個(gè)新的能源利用體系有可能成為太陽能終極利用方案的一種。為什么這樣說呢？

圖 3  太陽能利用LY系統(tǒng)圖示