不管你是否相信氣候變化理論,都必須承認(rèn):不愿見到有害溫室氣體及其他污染物破壞環(huán)境的人越來越多,但供應(yīng)充足、價(jià)格實(shí)惠的高效電力卻嚴(yán)重短缺。毋庸置疑,全世界面臨著能源危機(jī)。
解決能源危機(jī)的傳統(tǒng)創(chuàng)新失靈
目前,包括煤在內(nèi)的化石燃料能夠提供廉價(jià)的7×24小時(shí)電力,化石燃料以實(shí)惠的價(jià)格和有效的基本負(fù)荷,為全世界提供了66%的電力。
但是,化石燃料發(fā)電會(huì)釋放有害的溫室氣體,其中大部分為二氧化碳。政府問氣候變化委員會(huì)(IPCC)估計(jì),每年因化石燃料燃燒而排放到大氣里的二氧化碳,78%來自發(fā)電行業(yè)。
隨著人口膨脹,能源需求也會(huì)成比例增加。預(yù)計(jì)到2035年,全球能源需求將增加49%。如果不出臺(tái)限制或減少溫室氣體排放的國(guó)家政策以及達(dá)成具有約束力的國(guó)際協(xié)議,煤炭使用量必須增加64%才能滿足人類的能源需求。
用可再生能源發(fā)電有助于緩解我們對(duì)環(huán)境問題的擔(dān)憂。不過,迄今為止,這些替代性能源一直無法滿足使用需求。大多數(shù)可再生能源無法做到“7×24小時(shí)供應(yīng)”。此外,大型能源存儲(chǔ)系統(tǒng)也尚未開發(fā)成功,無法把波谷電力存儲(chǔ)起來,以供波峰時(shí)使用。
一系列尚待開發(fā)的創(chuàng)新技術(shù),正面臨前所未有的機(jī)遇。如何找到支持新能源發(fā)展的力量,這是不小的挑戰(zhàn)。
為何能源危機(jī)的挑戰(zhàn)迄今尚未得到解決?答案是,沒有明確的“胡蘿卜”(激勵(lì)因素)來推動(dòng)或許5年至10年后才能見成效的創(chuàng)新;另一方面,也沒有什么“大棒”(監(jiān)管規(guī)定)來強(qiáng)制組織機(jī)構(gòu)和社會(huì)去解決問題。技術(shù)障礙、高昂的成本、過時(shí)的監(jiān)管系統(tǒng)等,都是前進(jìn)路上的攔路虎。
X獎(jiǎng)基金會(huì)(X PRIZE Foundation)視能源危機(jī)問題為當(dāng)今世界最嚴(yán)重的大挑戰(zhàn),它的解決宜早不宜遲。如何才能打破障礙、激勵(lì)創(chuàng)新,改變?nèi)祟惸茉瓷a(chǎn)和使用模式?X獎(jiǎng)基金會(huì)認(rèn)為,可以通過這樣的方式來實(shí)現(xiàn):動(dòng)員全世界的力量,激勵(lì)眾人參與,爭(zhēng)相解決那些看似不可思議卻不無實(shí)現(xiàn)可能的大挑戰(zhàn)。X獎(jiǎng)能源與環(huán)境獎(jiǎng)項(xiàng)目組由思科集團(tuán)(Cisco)發(fā)起設(shè)立,希望通過激勵(lì)性競(jìng)賽推動(dòng)能源領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。
林德伯格 飛越大西洋帶來的啟發(fā)
正如X獎(jiǎng)基金會(huì)主席兼首席執(zhí)行官彼得·迪曼蒂斯(Peter Diamandis)博士所說:“被證實(shí)之后,它是個(gè)真正的突破,但在被證實(shí)之前,它只是個(gè)瘋狂的想法?!笔钳偪竦南敕ㄟ€是真正的突破,關(guān)鍵看人們能否冒險(xiǎn)一試。不幸的是,大多數(shù)的私人公司和政府機(jī)構(gòu)都厭惡風(fēng)險(xiǎn),對(duì)失敗的恐懼令他們裹足不前。
不過,X獎(jiǎng)激勵(lì)人們冒險(xiǎn),鼓勵(lì)人們不懼失敗力求成功——所謂成功,形式多樣,既包括巨額的獎(jiǎng)金、市場(chǎng)失靈得以糾正,也包括培育一個(gè)新興行業(yè),乃至最終催生一項(xiàng)利于全人類的根本性突破。
迪曼蒂斯博士創(chuàng)設(shè)X獎(jiǎng),其靈感源自郵遞員查爾斯·林德伯格(Charles Lindbergh)的冒險(xiǎn)故事。1927年,為了贏得2.5萬美元的奧泰格獎(jiǎng)(Orteig Prize),林德伯格駕駛自己的飛機(jī)“圣路易斯精神號(hào)”(The Spirit of St.Louis)飛越大西洋,成為“單人不著陸跨大西洋飛行第一人”。為了爭(zhēng)奪這筆獎(jiǎng)金,9個(gè)團(tuán)隊(duì)共計(jì)花費(fèi)40萬美元。這一切催生了今天2500億美元的航空業(yè)。
通過此事,迪曼蒂斯博士意識(shí)到提供巨額獎(jiǎng)金的激勵(lì)性大獎(jiǎng)賽的力量。1996年,當(dāng)時(shí)沒有人相信一個(gè)私人資助的團(tuán)隊(duì)能開展商業(yè)太空飛行活動(dòng),因?yàn)槟鞘钦畬俚念I(lǐng)域。私人太空飛行?真是個(gè)瘋狂的想法。但X獎(jiǎng)基金會(huì)投資了250萬美元的種子資金,設(shè)立了獎(jiǎng)金額高達(dá)1000萬美元的安薩里X獎(jiǎng)(Ansari X PRIZE),以催生私人太空飛行這一跨時(shí)代的新行業(yè)。
根據(jù)競(jìng)賽規(guī)則,一個(gè)私人資助的團(tuán)隊(duì)想要奪魁,必須建造和發(fā)射這樣一種航天器——兩周內(nèi)兩次攜帶三個(gè)乘客到達(dá)距地面100公里以上的太空。為爭(zhēng)奪1000萬美元的獎(jiǎng)金,來自7個(gè)國(guó)家的26支代表隊(duì)參與競(jìng)爭(zhēng),總計(jì)耗資1億美元。2004年10月,莫哈韋航空航天風(fēng)險(xiǎn)投資公司(Mojave Aerospace Ventures)獲得了該獎(jiǎng)項(xiàng)。他們的團(tuán)隊(duì)由著名航空設(shè)計(jì)師伯特·魯坦(Burt Rutan)領(lǐng)銜,資金由保羅·艾倫(Paul Allen)贊助。
安薩里X獎(jiǎng)有效地利用了250萬美元的投資,結(jié)果開創(chuàng)了一個(gè)10億美元的全新產(chǎn)業(yè)。這堪稱一項(xiàng)創(chuàng)舉。今天,美國(guó)航空航天局(NASA)正依靠諸如艾龍·馬斯克(Elon Musk)的SpaceX公司等商業(yè)太空飛行服務(wù)機(jī)構(gòu),來完成進(jìn)入國(guó)際空間站的任務(wù)。
激勵(lì)性大獎(jiǎng)賽的可行性已被眾多X獎(jiǎng)競(jìng)賽所證明,既包括140萬美元的溫迪·施密特石油清理X挑戰(zhàn)賽(Wendy Schmidt Oil Cleanup X CHALLENGE),也包括1000萬美元的進(jìn)步保險(xiǎn)汽車X大獎(jiǎng)賽(Progressive Insurance Automotive X PRIZE)。在前一個(gè)項(xiàng)目中,每分鐘的石油回收率達(dá)2500加侖,石油回收率超過70%,這樣的水準(zhǔn)比當(dāng)前業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)好上兩倍。而之前,許多業(yè)界人士認(rèn)為這個(gè)目標(biāo)不可能達(dá)到。更讓他們大跌眼鏡的是,10名進(jìn)入決賽的申請(qǐng)人有7名都達(dá)到了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),而獲勝隊(duì)美國(guó)的Elastec/American Marine竟然做到了現(xiàn)在業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的4倍。
展開碳捕獲競(jìng)賽
這種模式也非常適合解決當(dāng)前的能源大挑戰(zhàn)。激勵(lì)性競(jìng)賽的主要優(yōu)勢(shì)之一,是能夠吸引不同群體的思想領(lǐng)導(dǎo)者和創(chuàng)新者參與。他們獨(dú)特的新觀點(diǎn)對(duì)能源挑戰(zhàn)的解決至關(guān)重要,而這些人通常都身處行業(yè)之外,他們可以從不同角度努力以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。我們需要這類創(chuàng)新型思想家攜手合作,集中精力解決全球能源問題。
X獎(jiǎng)基金會(huì)希望能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)突破:一是減少對(duì)環(huán)境的影響,包括化石燃料燃燒過程中的排放,讓化石燃料繼續(xù)作為基本負(fù)載能源和過渡燃料存在;二是降低主流可再生能源的成本,開發(fā)能源存儲(chǔ)技術(shù),用于儲(chǔ)存非高峰時(shí)段生產(chǎn)的能源,幫助提高可再生能源作為基礎(chǔ)負(fù)載電力來源的使用率;三是為未來打造全新、創(chuàng)新、潔凈、高效的電力供應(yīng)。
三管齊下的策略有助于解決當(dāng)前的能源危機(jī),但只有在上述所有領(lǐng)域均實(shí)現(xiàn)重大創(chuàng)新,才能取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
可否在生產(chǎn)甲酸或石墨烯時(shí)順帶生產(chǎn)能源?可否制造一種容器,在生產(chǎn)過程中分離和捕捉產(chǎn)生的二氧化碳?答案是,如果能將二氧化碳作為商品加以銷售,那么電廠將有動(dòng)力來積極管理它們產(chǎn)生的二氧化碳。如此一來,我們便可以繼續(xù)依賴化石燃料,直到可再生能源的開發(fā)能夠滿足能源需求。
這種技術(shù)給環(huán)境帶來的影響將是巨大的。想象一下:如果美國(guó)所有使用期35年以下、300萬兆瓦以上規(guī)模的發(fā)電廠產(chǎn)生的二氧化碳,其90%都能被捕獲,那么美國(guó)燃煤發(fā)電行業(yè)的二氧化碳排放總量將減少50%。在全球范圍內(nèi),這種技術(shù)的影響將會(huì)更大。
X獎(jiǎng)基金會(huì)正在設(shè)計(jì)一整套激勵(lì)性競(jìng)賽,將于未來幾年陸續(xù)推出。其中就包括一項(xiàng)針對(duì)化石燃料發(fā)電領(lǐng)域的碳捕獲競(jìng)賽。目前,大量針對(duì)碳捕獲和再利用的研究正在進(jìn)行中。