未來(lái)能源依賴(lài)儲能能否突破？

我們一向熱衷于從物質(zhì)層面討論能源的發(fā)展和變遷，這當然無(wú)可厚非，畢竟大多數時(shí)候能源首先是作為一類(lèi)物質(zhì)而存在。但當我們把眼光逡巡在“水面”之下，試圖找出能源發(fā)展的深層動(dòng)因和內在規律時(shí)，似乎可以發(fā)現一些隱秘的“暗線(xiàn)”在不羈地波動(dòng)，它們既指向能源發(fā)展的本質(zhì)，也彰顯著(zhù)人類(lèi)文明進(jìn)程中某些微妙而深遠的規律。

　　從信息儲存到能量?jì)Υ?br/>
　　人類(lèi)逐漸區隔于動(dòng)物界，最關(guān)鍵的在于大腦的進(jìn)化。得到普遍認可的理論認為，某次偶然的基因突變，改變了人類(lèi)祖先大腦內部的連接方式，讓他們以前所未有的方式來(lái)思考與溝通。當時(shí)，人類(lèi)的大腦只占身體總重的2%～3%，但在身體休息時(shí)大腦的能量消耗卻占了25%，其他猿類(lèi)在同樣狀態(tài)下的大腦能量消耗只占8%。造成這種差異的原因只有一點(diǎn)，那就是人類(lèi)大腦儲存了更多的信息，大腦儲存能力得到了極大的拓展。這種信息儲存能力與認知能力相互促進(jìn)，最終使人類(lèi)在成為地球主宰者的路上走得更快。

　　借助于發(fā)達的大腦，人類(lèi)社會(huì )后來(lái)出現了圖畫(huà)與文字，出現了印刷術(shù)、光盤(pán)、優(yōu)盤(pán)甚至云端，整個(gè)人類(lèi)進(jìn)化史，也是一部人類(lèi)信息活動(dòng)的演進(jìn)史。信息積累和傳播的效率越來(lái)越高，是人類(lèi)文明進(jìn)步的基礎，可以說(shuō)，文化和科技的飛速發(fā)展都緣于信息儲存能力的提升。

　　信息儲存帶來(lái)了文學(xué)、藝術(shù)和科技的發(fā)展，而人類(lèi)所發(fā)明的花樣繁多的食物儲存技術(shù)，則讓其有效地增強了體質(zhì)，延長(cháng)了壽命，拓展了活動(dòng)范圍。動(dòng)物馴化、糧食種植、肉食加工保存、釀酒、罐頭等等，都是對食物的儲存方式。儲存食物的能力讓人類(lèi)免于饑餓、便于遷徙；而隨著(zhù)儲存時(shí)間不斷被延長(cháng)，使人類(lèi)終于突破了地域限制，走向了地球的每一個(gè)角落。

　　在物質(zhì)和信息儲存推動(dòng)文明進(jìn)步之時(shí)，作為人類(lèi)能量的主要來(lái)源，能源的發(fā)展也不自外于這一規律。從能源發(fā)展進(jìn)程中，我們可以合乎邏輯地發(fā)現，能源演進(jìn)就是能量?jì)Υ娌粩喔倪M(jìn)的過(guò)程，遵循著(zhù)從低密度到高密度、從分散到集中的趨勢。儲存能力的增強、效率的提高，在不斷改變著(zhù)人類(lèi)利用能源的方式，也有力地保障了產(chǎn)業(yè)發(fā)展與科技進(jìn)步。

　　從鉆木取火開(kāi)始，人類(lèi)開(kāi)始使用薪柴這樣的初級能源，這一最易獲得的生物質(zhì)能，支撐了人類(lèi)數千甚至數萬(wàn)年的發(fā)展。此外，人類(lèi)學(xué)會(huì )了使用風(fēng)力和水力，并馴化了動(dòng)物以獲得畜力，這些機械能成為人類(lèi)自身力量的延伸。到后來(lái)，化石能源的大規模使用，在能源發(fā)展史上具有顯著(zhù)的意義?；茉纯梢约袃Υ婧瓦\輸，大大減少了搜集薪柴所耗費的人力成本，提升了能源獲取的便捷程度。從薪柴到煤炭再到石油，人類(lèi)使用的主導性化石能源的能量密度不斷增加，成為了技術(shù)快速進(jìn)步的最大動(dòng)力源，煤炭和石油分別催生了第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命，徹底地改造了世界經(jīng)濟政治結構。

　　當煤炭在能源舞臺上逐漸黯淡，石油也因“峰值論”的破產(chǎn)而走下神壇，人類(lèi)又把目光投向了天然氣，認為它是向未來(lái)能源體系過(guò)渡的最佳橋梁，也將是清潔能源大行其道之前“碳家族”的最后輝煌。與此同時(shí)，人類(lèi)對能量密度最高的核能也寄予厚望，在核裂變與核聚變領(lǐng)域的孜孜努力從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。

　　未來(lái)能源依賴(lài)儲能突破

　　隨著(zhù)低碳趨勢進(jìn)入不可逆轉的軌道、清潔能源的快速發(fā)展，我們有理由相信，未來(lái)的能源結構是多元化的，多種能源形態(tài)將并存。而風(fēng)、光、水等能量來(lái)源是離散分布的，這讓人不禁疑惑：能源發(fā)展是否將背離從分散到集中、從低密度到高密度這一規律呢？理解這一問(wèn)題的關(guān)鍵，在于儲能技術(shù)。儲能技術(shù)可以把分布式能源進(jìn)行聚集式儲存，如此，即便能源生產(chǎn)是離散的，能源的使用依然是集中式和高密度的。

　　儲能并非多么新鮮的事物，機械能、熱能、化學(xué)能、電能、核能等主要類(lèi)型的能量，都能儲存在一些普通種類(lèi)的能量形式中，但儲能技術(shù)能夠應用于從煤炭到風(fēng)能任何形式的能源供應，也能夠設置于從交通到供暖的任何用途當中。借助于能源儲存技術(shù)，我們可以在最經(jīng)濟的狀態(tài)下生產(chǎn)能源，可以在任何需要的時(shí)候使用能源，供需之間無(wú)需實(shí)時(shí)匹配，從而提高了能效。倫敦大學(xué)國王學(xué)院政策研究所主席尼克·巴特勒曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“在改變能源業(yè)的技術(shù)當中，可能沒(méi)有哪一項比能源存儲更重要的了。在應用規模足夠大的情況下，這項技術(shù)能夠為那些勉強維生的人提供光和熱，并從根本上改變世界的能源結構?！?br/>
　　但儲能技術(shù)發(fā)展過(guò)程中遇到了兩個(gè)問(wèn)題：第一，技術(shù)進(jìn)步對能源體系的改變，必然受到現有能源輸配體系的制約，應該如何應對；第二，能源存儲技術(shù)要具備經(jīng)濟可行性，是否真的一定需要取得爆炸式的突破？

　　前者的解決方案在于，將能源儲存機制融入現有輸配系統，使能源生產(chǎn)與使用得到更好的協(xié)同管理。關(guān)于后者，我們則要認識到技術(shù)進(jìn)步的漸進(jìn)性。能源儲存的核心技術(shù)已經(jīng)為人所知，也正在取得進(jìn)展，一些技術(shù)已經(jīng)擁有了商業(yè)競爭力，就像筆者寫(xiě)作所使用的筆記本電腦，其續航時(shí)間要比十年前有了極大的改進(jìn)，我們可以樂(lè )觀(guān)地預見(jiàn)，在燃料電池、電網(wǎng)端儲能、能源管理系統等領(lǐng)域未來(lái)都將出現一些具有革命性改變的新技術(shù)，但爆炸性突破并非是必不可少的。

　　關(guān)鍵的一點(diǎn)是，我們在不斷取得進(jìn)步。能源儲存的進(jìn)化是能源發(fā)展的內在規律，從歷史深處獲得的信息是，人類(lèi)的發(fā)展是儲存能力提升的過(guò)程，人腦、信息、食物、能源，都在這一軌道上運行。這是歷史進(jìn)程中的偶然嗎？我們有理由如黑格爾所說(shuō)的那樣相信，世界運轉自有其邏輯，使不同領(lǐng)域出現偶合現象。對于這種規律，人類(lèi)的任務(wù)是發(fā)現它、遵循它、適應它。具體而言，能源儲存的進(jìn)化是能源發(fā)展的內在規律，作為能量密度最大的核能，在安全技術(shù)得到保障的前提下，將是未來(lái)的寵兒；而儲能技術(shù)的發(fā)展，將使構想當中以電為基礎平臺的能源結構成為現實(shí)，屆時(shí)人類(lèi)將進(jìn)入一個(gè)全新的電能時(shí)代。

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