傳統(tǒng)技術(shù)的末日
2012年10月28日至30日,一個命名為“桑迪(Sandy)”的颶風(fēng)在肆虐了加勒比諸島國,并造成巨大傷亡損失之后,又橫掃了美國的東海岸,導(dǎo)致美國東部地區(qū)大面積遭遇末日般的狂風(fēng)暴雨、暴雪和洪澇災(zāi)害,引發(fā)了大范圍的停電、斷水、通訊和交通中斷,一些地區(qū)發(fā)生的火災(zāi)焚毀了數(shù)百棟房屋,交通事故此起彼伏,2萬架次航班被取消。全美17個州820萬戶被困在家中的居民蒙受斷電之苦,影響范圍波及美國5000多萬人口。“桑迪”毀壞了大量公共設(shè)施、民房、建筑,使得數(shù)十萬人無家可歸,113人死于非命,損失超過500億美元,成為美國歷史上影響最大的“世界末日”般的自然災(zāi)害。
災(zāi)難毀壞了紐約、新澤西地區(qū)的電力系統(tǒng),數(shù)以百萬的家庭供電中斷。由于電力中斷造成電動水泵驅(qū)動的排水系統(tǒng)無法工作,紐約的地鐵、通往外部的隧道和無數(shù)建筑的地下室都被洪水灌滿。被困在曼哈頓高樓大廈中的紐約人被斷電、斷水、斷暖、斷炊、斷電梯,上上不去,下下不來;澡沒法洗,廁所沒法沖,甚至飲水都成了問題;電視看不見,電腦不能工作,手機、IPAD沒法充電,斷電使手機及無線網(wǎng)絡(luò)無法正常使用,人們一夜之間回到了無電原始社會。被“桑迪”摧毀的電力系統(tǒng)遲遲無法恢復(fù),住在紐約長島的4.5萬用戶在風(fēng)暴過去15天后,仍生活在無電可用的環(huán)境之中。憤怒之極的民眾在電力公司門前抗議,而電力公司抱怨由于電價低,投資不足,電網(wǎng)過于陳舊。但是,人們在質(zhì)疑,按照目前的電網(wǎng)模式,即便增加投資,在這樣的災(zāi)難之中能夠保障電力供應(yīng)嗎?
事實上,并非所有住在美國東海岸的人們都陷入無電的尷尬,在紐約、新澤西地區(qū)那些擁有分布式能源系統(tǒng)的建筑、學(xué)校、酒店、居民區(qū),甚至家庭,都沒有陷入無電可用的境地。埋在地下的天然氣管網(wǎng)始終保障著供氣,而依靠天然氣的分布式能源裝置也始終保障著用戶的電力、熱力供應(yīng)。在曼哈頓,人們不得不排隊等待在擁有分布式能源供電的酒店租到一個房間,等著進去洗澡、充電、看電視,享受人間的現(xiàn)代生活。
被描述為世界末日的2012年12月21日“冬至”,在瑪雅人的歷法上其實是一個新時代的開啟。據(jù)瑪雅長老們解釋,瑪雅的歷法由公元前3114年開始,5125年為一個長周期,每394年一個輪回,現(xiàn)在已經(jīng)過了13個輪回,結(jié)束時間為2012年12月21日,并非指這一時間是世界的末日,而是一個新的長周期和輪回的開始。也就是說,人類將開啟一個新的紀(jì)元。那些依附于天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的燃氣分布式能源系統(tǒng)在災(zāi)后黑暗中的北美東海岸就像星星之火,為人類能源的利用方式帶來了新的時代。如果說,火創(chuàng)造了人類的文明,能源技術(shù)推動了人類的社會進步,那么新的能源技術(shù)自然將為人類開啟一個新的時代。
分布式能源在美國的成功業(yè)績,在4個月前的印度大停電中也曾凸顯。2012年7月30日,印度當(dāng)?shù)貢r間凌晨2時30分,由于天氣炎熱居民大量使用空調(diào)、農(nóng)民大量偷電灌溉、各邦電力公司肆無忌憚地超負荷用電,造成北方電網(wǎng)出現(xiàn)大范圍崩潰。北方電網(wǎng)包括首都新德里在內(nèi)的9個邦,占印度全國負荷18%的3567萬千瓦的負荷停電。超過3.7億人在酷暑中被驚醒,在黑暗悶熱中不知所措。一個個陷入癱瘓的城市中路燈、紅綠燈熄滅,鐵路交通中斷,地鐵停運,電梯無法運行,供水系統(tǒng)癱瘓,加油站無法工作,居民被迫在盛夏酷暑中忍受沒有電扇、空調(diào)、冰箱和水的煎熬,并因為電視、廣播和互聯(lián)網(wǎng)中斷而陷入末日般的恐慌……
印度停電是家常便飯,印度的電力公司應(yīng)對停電也比美國更有效率。7月30日清晨經(jīng)過印度電力部門的積極搶修,已經(jīng)恢復(fù)了60%的供電;下午1點,70%的停電用戶恢復(fù)了供電,并在首都新德里全面恢復(fù)了供電;下午4點半,恢復(fù)了85%的供電;隨后95%電力用戶也都陸續(xù)恢復(fù)了供電。然而,在印度北部電網(wǎng)恢復(fù)供電數(shù)小時后, 7月31日下午13點05分,包括首都新德里在內(nèi)的被同步交流電網(wǎng)緊緊綁在一起的印度北部電網(wǎng)、東部電網(wǎng)和東北電網(wǎng)像是多米諾骨牌一樣接踵崩潰,全國28個邦中有20個邦再次無電可用。6.7億人口受到了停電影響,成為人類有史以來影響人口最多的一次電力系統(tǒng)事故。
在這次大停電中,同樣也是那些擁有分布式能源的用戶沒有受到影響,其中最著名的就是“DLF數(shù)碼城”。DLF公司是印度最大的房地產(chǎn)商,該公司在印度德里機場附近哈里亞拉邦葛岡鎮(zhèn)開發(fā)建設(shè)了一個占地面積超過12 平方公里的現(xiàn)代化“私營城市”。其中的“DLF數(shù)碼城”是其中一個基于諸多標(biāo)志性建筑和具有未來形態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的典范城區(qū),為微軟、諾基亞、愛立信、渣打銀行等世界五百強企業(yè),以及為印度的軟件和信息服務(wù)企業(yè)提供了總建筑面積超過180 萬平方米的現(xiàn)代化建筑群。
印度的電網(wǎng)公司與中國一樣不僅要向用戶征收巨額的電力系統(tǒng)配套費用,還無法承諾保障供電質(zhì)量和供電的可靠性,甚至連建設(shè)工期也難以保障。
這迫使DLF異想天開地在區(qū)內(nèi)十多幢頂級高樓的地下室內(nèi)安裝了互聯(lián)網(wǎng)式的分布式能源系統(tǒng),使全部12 幢建筑都依靠該系統(tǒng)供電、制冷和供應(yīng)生活熱水。
這一互聯(lián)網(wǎng)式的分布式能源系統(tǒng)由安裝在不同樓宇中的59臺發(fā)電機組形成了186MW的供電能力,每臺機組平均容量僅3.15MW;并利用發(fā)電機余熱為所有12棟建筑提供了275MW的空調(diào)負荷。
中國的遠大公司為該系統(tǒng)提供了33臺余熱吸收式制冷機組,形成了相當(dāng)于每建筑平米103W供電負荷和153W的供冷負荷,100%滿足了建筑內(nèi)大量計算機消耗的電力和冷卻及空調(diào)的需求。為保障該分布式能源系統(tǒng)安全可靠、高效運行,他們采用了智能電網(wǎng)技術(shù)和智能冷網(wǎng)技術(shù),采用了互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器式的陣列式機組布置模式,使用多套小容量機組平行供電,并將全部余熱回收梯級利用,將系統(tǒng)能效提高到85%。該系統(tǒng)依靠從卡塔爾進口的液化天然氣,通過天然氣管網(wǎng)躉售,并使用液化天然氣備用調(diào)峰,使自己的能源系統(tǒng)完全獨立于電網(wǎng)之外運行。在環(huán)保上大幅度減少了燃煤發(fā)電生成的粉塵、二氧化硫、氮氧化物和MP2.5,每年凈減少 3.6萬噸二氧化碳排放,相當(dāng)于種了 190 萬棵大樹。而全部投資可以在2~3年內(nèi)收回。
在印度和美國大停電之后,全世界從事能源戰(zhàn)略的研究者都越來越清晰了一個方向,未來的能源系統(tǒng)應(yīng)該是DLF模式扁平化的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),而不是
傳統(tǒng)規(guī)模經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的金字塔系統(tǒng)。
兩條能源戰(zhàn)略主線
美國和印度的尷尬早已被預(yù)料到的,早在2001年初,我們和中國科學(xué)院徐建中院士就已經(jīng)清晰描述了信息時代能源系統(tǒng)的形態(tài)。它將是一個互聯(lián)網(wǎng)式的能源系統(tǒng),——以清潔的天然氣分布式能源為主,以分布式的可再生能源,以及分布在用戶端的各種資源綜合利用熱電設(shè)施為輔,通過信息化的電網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)、熱力管網(wǎng)和供冷管網(wǎng)將它們彼此連接,結(jié)合蓄能儲能,相互補充,相互平衡,相互保障,將能源的利用效率大幅度提升,將污染和溫室氣體排放降至最低,在經(jīng)濟可行的前提下,最大限度提高能源的自保能力和能源安全,實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。我們將其稱為“第二代能源系統(tǒng)”。
人類將從傳統(tǒng)的大型金字塔式能源系統(tǒng),走向扁平化的互聯(lián)網(wǎng)式的能源系統(tǒng)。
為什么叫“第二代能源系統(tǒng)”?今天的能源模式是在1870年第二次工業(yè)革命之后形成的。第二次工業(yè)革命的科學(xué)技術(shù)突破主要表現(xiàn)在三個方面,即電力的廣泛應(yīng)用、內(nèi)燃機和新交通工具的出現(xiàn)、新通訊技術(shù)的發(fā)明。而這一時期的工業(yè)系統(tǒng)主要是不斷追求“規(guī)模效益”,將城市、企業(yè)、工廠、發(fā)電設(shè)施與電網(wǎng)等等越建越大,將社會化的生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展到極致,主要依賴那些集中的資源,如煤炭、石油等。這種追求規(guī)模的經(jīng)濟模式同時也帶來了巨大的代價。日益嚴(yán)重的環(huán)境污染與溫室氣體效應(yīng);地緣政治沖突與爭奪資源的殺戮;壟斷與社會的不公;貧富差別與腐敗……
直到互聯(lián)網(wǎng)革命的成功,以及天然氣分布式能源(當(dāng)時被稱為CHP—熱電聯(lián)產(chǎn))在上世紀(jì)七十年代能源危機之后得以普及,人類突然意識到時代即將發(fā)生變化,我們不必再遵循“規(guī)模效益”這一金科玉律。信息技術(shù)的突破使我們完全有可能根據(jù)經(jīng)濟、資源、環(huán)境和需求的實際效益因地制宜地確定規(guī)模,人類可以向互聯(lián)網(wǎng)一樣創(chuàng)造一個廣泛參與的,由各種能源共同組成的,相互補充,以用滿足用戶需求為核心的新型的能源系統(tǒng)——第二代能源系統(tǒng),也就是信息時代的能源系統(tǒng)。
11年后的今天,美國未來學(xué)家杰里米·里夫金著書《第三次工業(yè)革命》中是如此描繪的:“數(shù)億計的人們將在自己家里、辦公室里、工廠里生產(chǎn)出自己的綠色能源,并在‘能源互聯(lián)網(wǎng)’上與大家分享,這就好像現(xiàn)在我們在網(wǎng)上發(fā)布、分享消息一樣。能源民主化將從根本上重塑人際關(guān)系,它將影響我們?nèi)绾巫錾狻⑷绾喂芾砩鐣⑷绾谓逃优腿绾稳ド睢?/p>
“第二次工業(yè)革命已經(jīng)日薄西山,工業(yè)排放的二氧化碳正在威脅世界上所有生物的生存,這些是愈發(fā)明顯的事實。我們的當(dāng)務(wù)之急應(yīng)該是對未來的經(jīng)濟模式進行大膽的描述,以指引我們進入可持續(xù)發(fā)展的后碳時代。”
“縱觀人類歷史,新型的通訊技術(shù)與能源體系交匯之際,正是經(jīng)濟革命發(fā)生之時。現(xiàn)在,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源即將融合,并為第三次工業(yè)革命奠定一個堅實的基礎(chǔ)。這一革命無疑將改變整個世界。”
分布式能源和智能電網(wǎng)是里夫金憧憬的第三次工業(yè)革命的能源系統(tǒng)的核心,而他更加注重的是可再生能源,這是他認為的戰(zhàn)略主線。然而,他是一個未來學(xué)家而不是一個能源科學(xué)家,所以他忽略了一個重要的問題,世界上沒有一種能源的使用是沒有代價的,可再生能源同樣如此,區(qū)別只是有的代價你不知道,或你目前還可以忍受。美國最近突然興起的非常規(guī)油氣革命,正實實在在地形成了人類另一條能源戰(zhàn)略主線。
非常規(guī)油氣的頁巖氣開發(fā)的大突破,被世界形容為“一場靜悄悄的革命”。古地質(zhì)沉積形成的頁巖層貫穿存在于從古生代5.7億至5.05億年前的寒武紀(jì),一直到中生代1.45億至6550萬年前的白堊紀(jì)之間的各個歷史年代,遍布在整個大陸和海洋的地殼之中,資源總量達到數(shù)千萬億立方米。而聚集在深海之中的可燃冰——天然氣水合物的數(shù)量更是多得驚人,地球上已知的天然氣資源足以維系人類數(shù)百年的文明。天然氣不含硫、氮等污染物質(zhì),分子結(jié)構(gòu)中只有一個碳原子,是最清潔低碳的碳氫化合物,也是最高效、靈活、經(jīng)濟的能源。人類的能源不可能超越天然氣時代,而靈活的天然氣被大規(guī)模利用,可以大幅度增加人類使用可再生能源的比例,況且事實上天然氣主要成分的甲烷也是一種可再生的能源資源。天然氣只有一個碳原子,產(chǎn)生溫室氣體最少,溫室氣體并非完全有害,沒有溫室氣體地球上的高等級生物,其中也包括人類,將無法生存。現(xiàn)在的問題是溫室氣體排放過量,而人類轉(zhuǎn)向天然氣時代,這一問題將會逐步達到平衡與和諧。
美國在頁巖氣革命的推進下,正在快速恢復(fù)制造業(yè),推動美國實行一次“再工業(yè)化革命”。低廉的天然氣不僅壓低了油價,替代了煤炭和石油,還大幅度降低了運輸和多種化工與金屬原料的成本,基本抵消了中國、印度廉價勞動力的優(yōu)勢。頁巖氣在美國吸引了全球大量投資,增加了150萬美國人的新就業(yè)和政府財政稅收的增加,幫助美國逐步擺脫經(jīng)濟危機。
美國的能源戰(zhàn)略經(jīng)過2008年金融危機之后已經(jīng)越發(fā)清晰,依靠頁巖氣革命增加天然氣供應(yīng),通過發(fā)展分布式能源和天然氣交通,直接替代煤炭和石油,以天然氣分布式能源為核心組成微電網(wǎng),更多地容納各種間斷而不穩(wěn)定的可再生能源,將這些微電網(wǎng)與用戶互動,在將微電網(wǎng)彼此連接成為智能電網(wǎng),并將智能技術(shù)進一步延展到天然氣、供熱、供冷、供水、排水系統(tǒng)。通過技術(shù)優(yōu)勢降低能源消耗和成本,保持美國發(fā)展先進制造業(yè)的競爭力,并通過智能化維持信息技術(shù)的戰(zhàn)略優(yōu)勢和戰(zhàn)略遏制能力。
能源共產(chǎn)主義
國家電網(wǎng)公司2012年10月26日,在北京發(fā)布了《關(guān)于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》,破天荒地接納了分布式能源的發(fā)電并網(wǎng)。在國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)和各部委的督促下,國網(wǎng)終于放棄了堅持長達12年對分布式發(fā)電并網(wǎng)消極抵制的態(tài)度。劉振亞總經(jīng)理對分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)明確了“歡迎、支持、服務(wù)”的態(tài)度,國網(wǎng)實現(xiàn)了一次歷史性地超越。中國期待著國家電網(wǎng)將這一態(tài)度進一步延伸到天然氣分布式能源中去,放棄狹隘的集團利益,從整個中華民族偉大復(fù)興的層面認識問題,從建設(shè)“美麗中國”的高度去看待問題。
新當(dāng)選的習(xí)近平總書記在十八屆中共中央政治局第一次集體學(xué)習(xí)時的講話中說:“堅定理想信念,堅守共產(chǎn)黨人的精神追求,始終是共產(chǎn)黨人安身立命的根本。理想信念就是共產(chǎn)黨人精神上的‘鈣’,沒有理想信念,理想信念不堅定,精神上就會‘缺鈣’,就會得‘軟骨病’。現(xiàn)實生活中,一些黨員、干部出這樣那樣的問題,說到底是信仰迷茫、精神迷失。”
人類信息技術(shù)革命正在通過新一輪的“云計算革命”,將人們帶入了一個“各盡所能,按需分配”的“信息共產(chǎn)主義”的新境界。過去需要通過一部超級計算機完成的技術(shù)存儲,后來可以通過無數(shù)分布在用戶端的PC來實現(xiàn),而今天可以通過人們在互聯(lián)網(wǎng)中云一樣的計算和存儲資源來完成,并服務(wù)于所有的人。人們無償貢獻了自己在互聯(lián)網(wǎng)上的資源,又彼此分享這些資源帶來的效益。或許與馬克思當(dāng)年設(shè)想的途徑不同,信息技術(shù)革命再次將人類的文明引向了曾經(jīng)無數(shù)人為之前赴后繼的共產(chǎn)主義精神的方向。
里夫金說:“能源民主化將從根本上重塑人際關(guān)系,它將影響我們?nèi)绾巫錾狻⑷绾喂芾砩鐣⑷绾谓逃优腿绾稳ド睢?rdquo;人類將能源供應(yīng)和提供清潔能源的權(quán)利交還給人們,讓每一個企業(yè)、每一個家庭、每一個個人都能夠平等參與清潔能源的生產(chǎn)的“能源民主化”將如何重塑人與人之間的關(guān)系?如何改變社會管理的機制?如何影響我們的未來?
能源民主,能源自由,能源獨立,是一種人類公民意識層面的進步趨勢,是一種權(quán)利,也是一種責(zé)任和義務(wù)。人們只有擁有了參與清潔能源供應(yīng)的民主權(quán)利,才有可能主動承擔(dān)節(jié)能減排的責(zé)任和義務(wù),才會將生態(tài)意識變?yōu)橐环N文明。新能源,新文化,新理念,新責(zé)任,這是我們通過參與來建立現(xiàn)代公民意識,培育現(xiàn)代公民社會必不可少的一步。
能源獨立不僅有國家層面的能源安全意義,更有基于每一個人的能源獨立意識,這是推進生態(tài)文明意識的升華。能源獨立并非中國小農(nóng)經(jīng)濟式的自給自足,而更像互聯(lián)網(wǎng)時代的信息獨立。讓一個個具有獨立意識的個體彼此互聯(lián),取長補短,相互完善。
就像人們說的,沒有獨立人格的公民,沒有公民去積極共同承擔(dān)社會進步的責(zé)任,就沒現(xiàn)代公民社會,也就不可能有中國特色的社會主義。建設(shè)美麗中國,首先需要培育美麗公民。
人們在研究德國和日本人使用太陽能屋頂電源時,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)家庭的投資是不可能回收的,實際上與經(jīng)濟效益本身沒有直接的因果關(guān)系,更多地是人們環(huán)保覺悟提升。即便給予補貼,購買混合動力汽車的人所節(jié)省的油費,根本不可能彌補他們?yōu)檫@一技術(shù)多花的錢,但是,為什么還會有那么多人購買?其實,背后也主要是因為一種“覺悟”的升華,這就是“生態(tài)文明”意識的升華。而在他們的行為中,也暗含了人類本性中的社會主義意識和共產(chǎn)主義精神,也正是我們前赴后繼幾代人追求的境界,也是我們中國特色社會主義理論的重要內(nèi)涵。
如果每一個企業(yè)、家庭都能夠擁有自己的發(fā)電設(shè)施,通過智能電網(wǎng)彼此聯(lián)系,相互調(diào)節(jié)、相互保障,相互協(xié)作,必將通過能源技術(shù)的互聯(lián)逐步實現(xiàn)能源的共產(chǎn)主義,這是全世界科學(xué)家正在意識到的一個技術(shù)大趨勢。所以,我們要 “道路自信、理論自信、制度自信。”
發(fā)展分布式能源就是解放生產(chǎn)力,就是讓廣大人民群眾擁有參加節(jié)能減排,增加清潔能源供應(yīng),回收利用各種廢棄能源資源,進行科學(xué)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新,建設(shè)生態(tài)文明的權(quán)利。其意義與共產(chǎn)黨人當(dāng)年解放新中國時讓廣大貧苦農(nóng)民重新?lián)碛型恋兀桓母镩_放時讓農(nóng)民包產(chǎn)到戶同出一轍。習(xí)近平總書記說:“中國特色社會主義是億萬人民自己的事業(yè),所以必須發(fā)揮人民主人翁精神,更好保證人民當(dāng)家作主”。這一講話精神實際上是繼承和發(fā)展了毛澤東的思想。
1934年中央革命根據(jù)地在第五次反“圍剿”戰(zhàn)爭慘遭失敗,共產(chǎn)黨岌岌可危,毛主席說:“革命戰(zhàn)爭是群眾的戰(zhàn)爭,只有動員群眾才能進行戰(zhàn)爭,只有依靠群眾才能進行戰(zhàn)爭。”后來共產(chǎn)黨人就是靠人民群眾的支持一路走來奪取了全中國;1955年中國開始了第一個“五年計劃”,國家經(jīng)濟積貧積弱,毛主席說“人民群眾有無限的創(chuàng)造力。他們可以組織起來,向一切可以發(fā)揮自己力量的地方和部門進軍,向生產(chǎn)的深度和廣度進軍,替自己創(chuàng)造日益增多的福利事業(yè)。” 共產(chǎn)黨人又是靠人民群眾,在一片戰(zhàn)爭廢墟上將“新中國”建設(shè)了起來。經(jīng)過文革劫難的中國,滿目瘡痍,鄧小平再次復(fù)出,以恢復(fù)高考和改革開放,煥發(fā)了大多數(shù)人的學(xué)習(xí)、生產(chǎn)積極性使中國走向了30多年的調(diào)整經(jīng)濟增長,難道今天我們要建立“美麗中國”,建設(shè)生態(tài)文明,能夠不再次依賴廣大人們?nèi)罕姷闹С郑慷覀儾毁x予他們參與的權(quán)利,又如何能調(diào)動他們的積極性?中國生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵是能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和能源利用方式的根本轉(zhuǎn)變。中國有著豐富的常規(guī)和非常規(guī)天然氣資源,這些資源足以支撐中國轉(zhuǎn)型到天然氣和可再生能源為主的清潔能源新時代,而科學(xué)利用這些資源是重中之重。任何一個利益集團,任何一個企業(yè),任何一個個人,都應(yīng)該成為“生態(tài)文明”建設(shè)的促進派,而不是絆腳石,更不應(yīng)該將自己背離人類文明趨勢的錯誤認識強加給我們的國家和民族,應(yīng)該知迷而返。“一個政黨,一個政權(quán),其前途和命運最終取決于人心向背。”企業(yè)更是如此。
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