就像從中央處理器到智能手機使得信息免費得以實現(xiàn)樣不斷出現(xiàn)的創(chuàng)新發(fā)明使得能源豐富多彩,幾乎免費可得。
談到不斷出現(xiàn)的清潔能源經(jīng)濟,其潛在力很容易被人夸大其詞。當我在2000年首次涉足開始關(guān)注的時候,這個內(nèi)容(新能源)就已經(jīng)有人振臂高呼,稱之為“下一代互聯(lián)網(wǎng)”。可以肯定,這是一個讓人懷疑的奇特說法,難免會重復(fù)互聯(lián)網(wǎng)突然爆發(fā),然后死亡的老路。
當然,大部分觀點并沒有迷失方向。從風(fēng)、太陽、潮汐和地球中利用能源并把能源通過智能化的方式提供給家庭、企業(yè)和交通工具的業(yè)務(wù)潛力巨大無比,代表著下一波創(chuàng)新和財富制造的方向。在過去的十多年里,有關(guān)清潔能源技術(shù)的咒語,就像反對互聯(lián)通一樣,時而聲大,時而聲小,但是絕沒有消失。
互聯(lián)網(wǎng)也非如此。數(shù)以千計的志同道合之徒聚到一起創(chuàng)建了“寵物網(wǎng)”(Pte.com),眾多企業(yè)和數(shù)不盡的技術(shù)組成了一個生態(tài)體系,給我們?nèi)粘I顜砹藬?shù)字技術(shù),盡管也有過艱難困苦的日子,這些都已成為現(xiàn)實,并且進展順利。互聯(lián)剛已經(jīng)成為了商業(yè)和媒體的支柱,深深扎入了我們的日常生活。如果沒有互聯(lián)剛,生活會是怎樣,這個很難想象?;ヂ?lián)網(wǎng)提供了數(shù)不盡的薪資優(yōu)厚的工作,止許多人富有無比。
新的清潔能源經(jīng)濟將會迎頭趕上,盡管把它和互聯(lián)網(wǎng)相提并論還不合時宜。當今世界會發(fā)生什么一直是讓人爭論不休的話題,但是能源技術(shù)、信息技術(shù)、建筑技術(shù)和交通技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)品、服務(wù)的結(jié)合引發(fā)了更多的爭議。這項業(yè)務(wù)正在不斷改變著我們以及更下一代人的生活,至少會像過去互聯(lián)網(wǎng)一樣影響著我們。
能源:會像信息那么便宜嗎?
一個辦法就是看下計算機技術(shù)的不斷演進而發(fā)生的事情就可以理解了??匆幌逻^去50年計算機技術(shù)的發(fā)展史來做個比較吧:第一套計算機系統(tǒng)是由一些大型計算機用線連接到一排“聾啞”的終端上組成的。之所以這么說,是因為它們的主要目的是到主機上去獲取信息?,F(xiàn)在個人電腦都已經(jīng)高度智能化,也能功能自動化,可以和主機系統(tǒng)和其他電腦雙向?qū)υ挕,F(xiàn)在各種東西之間似乎都會相互交談,何況還能以無線的方式溝通。一臺計算機可以和其他數(shù)十億的電腦交談,也可以和電視、電話、家庭娛樂系統(tǒng)溝通,在不久的將來,還可以和汽車、冰箱和手表一起交流。
數(shù)以百計的創(chuàng)新發(fā)明,幾千家企業(yè)一起奮斗,使得數(shù)碼儲存,微電子速度,軟件標準,通信帶寬,還有其他難以計數(shù)的東西價格急劇下降。各類東西變得非常小巧智能化,而且以后還會不斷改進。信息已經(jīng)非常便宜有效,無處不在,幾乎是免費可得。我們不再擔心花費在打電話、寫東西、上網(wǎng)或者下載等方面的時間,至少費用就已經(jīng)不是個問題。
能源體系正在沿著類似的軌跡發(fā)展?!爸鳈C系統(tǒng)”就是你所在的當?shù)氐哪茉凑军c,它們很可能供應(yīng)著煤和天然氣。那么,“啞巴”終端呢?很可能你坐的地方就有一個:它們是家庭,企業(yè)和其他大部分的大樓,只能從其他“主機”上接收“信息”(電能)。
關(guān)注豐富度,而不是稀缺性
只要我們安裝了太陽能和其他可更新的系統(tǒng)來發(fā)電的話,就會有越來越多的家庭和企業(yè)走向智能化,而且在能源方面可以自給自足。由于智能儀表和其他設(shè)備的出現(xiàn),這些企業(yè)和家庭將來可以和動能化的植物雙向交流。絕大部分使用電能的東西,比如冰箱,照明以及加熱和制冷系統(tǒng),都將會和供電系統(tǒng)來“交談”,隨著歲月的流逝,電能供需的變化,電價會在適當?shù)臅r候,也許會不知不覺地降下來。
插入式電動交通工具和混合型汽車會使用更大容量的電池,如果需要還會把富余的電能賣給供電系統(tǒng),也許在停電的時候給一個家庭,一個單位來提供電能,或者電力的使用效率會大大提高。就像計算機一樣,幾乎每樣?xùn)|西都可以和其他東西來“對話”了。
而大部分的對話都會以無線連接的方式進行。
疑惑,也是難得的機會,就在于此:是什么讓幾百項創(chuàng)新發(fā)明,幾千家企業(yè)一起努力,讓能源這么便宜,有效,無處不在,甚至是幾乎免費呢?噢,還是緩口氣吧。硅谷和其他技術(shù)發(fā)展前沿的那些地方,許多投資者和企業(yè)家都在思考著,這個問題非常重要,讓人撓頭,也是有點異想天開。令人遺憾的是:絕大多數(shù)能源政策方面的對話是相互矛盾的,他們要么只是關(guān)注從現(xiàn)有的資源中如何發(fā)電,產(chǎn)生更多的電量,要么只是關(guān)注清潔技術(shù)會如何影響電力的效能。更應(yīng)該讓人矚目的是,我們應(yīng)該關(guān)注能源的豐富性,而不是能源的稀缺性。
到2018年,3250億美元的“清潔能源”的市場
這不是天上掉下的餡餅而已。能源、水、交通、建筑,所有這些都是幾千億美元的市場規(guī)模。一個名為“清潔邊際”的研究小組遞交的2009年度“能源發(fā)展趨向報告”預(yù)言,在生物燃料、太陽能和風(fēng)能這三項技術(shù)結(jié)合的市場,會從2008年的1 160億美元發(fā)展到2018年的3250億美元的規(guī)模。這還不包括其他那些產(chǎn)出能源的技術(shù),以及聯(lián)動起來的那些電動交通工具、智能化產(chǎn)品、儲存設(shè)備和難以計數(shù)的開關(guān)、路由和軟件等產(chǎn)品。
這就是為什么有數(shù)以千計的創(chuàng)業(yè)者,更不用說那些數(shù)百家成熟的商業(yè)巨頭們也在虎視眈眈,從通用到谷歌、波音和百思買,他們都在期待,創(chuàng)建一條清潔能源生態(tài)體系。就算破產(chǎn)了,通用汽車仍在開會,想要為接插式的電動化交通工具設(shè)計一套智能化的標準化架構(gòu)。很少有企業(yè)看清其全貌,但所有這些企業(yè)都知道,他們正處在一個變革的行列中。
這會讓那些明智的企業(yè)家,投資者和首席執(zhí)行官們來把這個技術(shù)發(fā)展引向高潮。這個變革需要那些競爭者,現(xiàn)有的市場競爭,這類技術(shù)的早期用戶,開放的技術(shù)創(chuàng)新和初始接觸的蕓蕓大眾一起來開拓其商業(yè)模式,相互合作,共同推進。在這個發(fā)展道路上,不可避免地會出現(xiàn)錯誤的開端,言過其實的企業(yè),兼并,也會出現(xiàn)那種人們喜歡看到的投資者們相互殘殺的局面。
聽起來很熟悉吧?確實如此。這更像我們生活中每天碰到的互聯(lián)網(wǎng)。
新的待起之業(yè)? KEITH BRADSHER
木炭早已過時。工業(yè)革命之前,煉鐵工為獲得能將鐵礦轉(zhuǎn)為金屬的碳,將大片森林焚燒在木炭爐中。當時,一位叫阿伯拉罕-達比(Abraham Darby)的煉鐵工發(fā)現(xiàn)焦炭也可以起到同樣的作用。從此以后,木炭爐逐漸淡出工業(yè)舞臺,而能夠提煉焦炭的煤炭開始興起,隨之增長的還有近代大氣層中的二氧化碳。
近年來,人類對應(yīng)全球變暖的方法是重新啟用木炭——真是諷刺的可愛。當然,對現(xiàn)代消費者還需重新包裝,于是現(xiàn)在取名叫“生物碳”。但也有人認為生物碳能為克服全球問題提供新出路——通過一個簡單的方法把大氣中的二氧化碳分離出來,埋在地下,這樣同時也可提高土壤質(zhì)量。
有此共同想法的人們近日相聚于科羅拉多大學(xué),在北美生物碳研討會上共商巨細。會議上討論了獲取生物碳的各種方法、各種原材料的優(yōu)劣以及能夠達到的最大效益。
將木炭埋于地下可能會提高土壤肥力的想法出現(xiàn)于一個多世紀以前,一名叫赫伯特-史密斯(HerbertSrrfith)的探險者發(fā)現(xiàn)巴西的亞馬遜熱帶雨林中有幾片異常肥沃的土地。雨林中的大多數(shù)土壤都嚴重風(fēng)化、礦物質(zhì)流失。但這片所謂的“亞馬遜黑土”(terra preta:葡萄牙語“黑土”的意思,是一種骨骼、糞便和木炭的混合物,最初在哥倫布之前的時代用于改善亞馬遜流域中部的貧瘠土壤——譯者注),或“黑土地”卻相當肥沃。
這片土壤上曾住有古代居民,但肥沃程度之高絕不像居民偶然造成,而更像是將植物燃燒后的殘余故意埋入土壤。最近,一些現(xiàn)代農(nóng)民——在荷蘭土壤學(xué)家維姆·宋布魯克(WireSombroek,2003年逝世)的指導(dǎo)下——開始類似做法。
烤炭
結(jié)果十分驚人。根據(jù)國際生物碳倡導(dǎo)組織(International BiocharInitiative)成員朱莉·梅杰(JulieMajor)提供的信息,緬因州的一個游說團將由玉米稈制成的生物碳埋入哥倫比亞大草原中,結(jié)果使當?shù)氐淖魑锂a(chǎn)量遠高于周邊無碳土壤。喬治亞州立大學(xué)的克里斯托弗·斯迪納(Christoph Steiner)報道說,從雞糞中制造的生物碳也可以使蒂夫頓的沙土肥沃起來。美國農(nóng)業(yè)部的大衛(wèi)·萊爾德(David Laird)表示,生物碳有助于土壤礦物質(zhì)的流失,包括硝酸鹽、磷酸鹽和鉀,從而有助于提高美國中西部土壤的肥沃性。
這些都很有趣。然而,讓農(nóng)業(yè)界外人士開始關(guān)注生物碳的確是中期內(nèi)用生物碳將大氣中的二氧化碳分離出來的想法。宋布魯克曾于1992年就其可能性發(fā)表文章,直至現(xiàn)在才被人們重視。
在正常的碳循環(huán)中,植物生長時會吸收二氧化碳,死亡腐爛后,二氧化碳重新回到大氣中。但如果經(jīng)過高溫分解——在低氧環(huán)境下有控制地燃燒——它將會形成木炭,其大部分是永久碳。雖然從本質(zhì)上講生命都是碳元素構(gòu)成的復(fù)雜體,但生物體無法處理永久碳。因此木炭在長時間內(nèi)不會腐爛。如果在土壤中焚燒,它就會長時間地留在那里。一些亞馬遜黑土已有千年之久了。
此外,與未經(jīng)過處理的土壤相比,含生物碳的土壤會釋放較少的甲烷和一氧化二氮。原因可能是生物碳充當了分解這些氣體的催化劑。由于甲烷和一氧化二氮是比二氧化碳更有害的溫室氣體,從而溫室效應(yīng)能得到更好的控制。同時,生物碳的獲取過程能帶來有益的副產(chǎn)品,包括不完全燃燒產(chǎn)生的熱能,可用作燃料的氣體混合物“合成氣”,以及一種重油。
綜合考量——將生物碳埋入土壤,取代化石燃料產(chǎn)能,獲取氣、油等副產(chǎn)品——康奈爾大學(xué)的約翰尼斯萊曼(Johannes Lehmann)和太平洋西北國家實驗室的吉姆·阿莫奈特(Jim Amonette)認為一年減少lO到20億噸的碳排放量是可以做到的。目前碳的年排放量高達97億噸。然而,事實上做出這些估計數(shù)據(jù)的計算模型仍不完善,研究人員對相關(guān)影響因素的了解不夠多也不夠準確:比如,多少原料可用來轉(zhuǎn)化生物碳,多少土地可以埋入生物碳,土地處理生物碳的限度有多大?阿蒙耐特博士的估計是在不傷害土地生產(chǎn)力的前提下可向每公頃土壤埋入50噸生物碳——這一數(shù)字超過了以往任何試驗中埋入的生物碳的數(shù)量。一些土壤也許可以處理更多。
但也并非所有人都支持生物碳的想法。英國游說團“生物碳觀測”擔心人們對生物碳趨之若鶩,只為了將植物高溫處理再埋入土壤就將處女地變?yōu)榱︷?switchgrass)等類似作物的專門種植場。這種形式的種植會釋放二氧化碳和甲烷,但如果用現(xiàn)有土地種植這些作物,就需要開辟新的土地來種植食用作物。康奈爾大學(xué)的另一位研究員凱利·羅伯茨(Ketli Roberts)在會上指出,縱觀全局,如果為了獲取生物碳而專門種植柳枝稷,的確弊大于利。她認為,用玉米稈、雜草等園圃廢物、木材的邊角料等做原料會取得更好的效果。
如果生物碳確實可行,剩下的問題就是應(yīng)該具體怎樣實行。獲取木炭不是問題。高溫分解爐很容易制造,可用的模型從便攜式到成千上萬美金工廠規(guī)模的大器械都有。此外,佛蒙特州的派利特期貨公司(PetbtFutures)的約克-吉爾(JockGill)告訴與會人員他的一個青年學(xué)徒已發(fā)明出一種可以持續(xù)填料的燒爐,不用再一批一批地放進原材料。如果這項發(fā)明真的成功,它就將成為那種過去使其他企業(yè)騰飛的突破。
單是能夠提高土壤質(zhì)量一點好處就足夠說服一些農(nóng)民制造、填埋生物碳。剩下的就需要更多的刺激,比如減少的碳可補償其他地方的碳排量。在發(fā)達國家,歐洲已限定二氧化碳排放上限,來換取二氧化碳排放許可。美國也許近期也會這樣做。排放二氧化碳的工業(yè)會向農(nóng)民支付一定費用,由農(nóng)民買燒爐煉木炭、收集農(nóng)場廢物。這就意味著要計算出制造多少什么樣的生物碳才等同于減少一噸二氧化碳排放量,也需要充分的警察監(jiān)管。
木炭草圖
如果細節(jié)問題能確定下來,即使貧困國家的農(nóng)民也能通過清潔發(fā)展機制參與到這一行動中。清潔發(fā)展機制由聯(lián)合國建立,允許發(fā)達國家的氣體排放機構(gòu)向貧困國家購買補償。科羅拉多大學(xué)的拉克什曼·古魯斯瓦米(Lakshman Guruswamy)在會議上指出貧困國家的農(nóng)民能帶來的另一個好處。很多農(nóng)民通過燃燒木頭、垃圾和糞便來取暖、燒飯,排放到大氣中的煤煙因為是黑色而吸熱同樣會造成氣候變化。更糟的是,每年約有160萬人口死于吸入這種有害氣體。然而高溫分解爐基本不會產(chǎn)生任何煤煙,所有的碳都被封入生物碳中了。意大利公司世界鍋爐正向貧困國家推銷小而方便的高溫分解爐。
所有一切都令人好奇。當然,這個方法無法一舉解決二氧化碳問題,但卻可以像普林斯頓大學(xué)的羅伯特。索科洛(Robert Socolow)所指出的,成為一系列解決方法中的一環(huán),最終共同解決問題。這個被碳所取代的物質(zhì)最終被用來解決碳帶來的問題,也算是歷史漂亮的公正。