第一章 新能源革命：中國的選擇
導 讀
為什么張擇端筆下的《清明上河圖》沒有從開封延續(xù)到北京，使乾隆皇帝的“天朝上國”永遠繁榮？為什么愛迪生發(fā)明的電燈能夠從美國照亮世界？
人類已經(jīng)經(jīng)歷了兩次工業(yè)革命，目前正在迎來第三次工業(yè)革命的浪潮。
每一次工業(yè)革命的原動力看似是科技發(fā)明，實則是能源革命。在第一次工業(yè)革命中，英國人成功地用煤炭代替了木柴，成就了大國崛起的夢想；在第二次工業(yè)革命中，美國人用石油代替了煤炭，創(chuàng)造了領(lǐng)先世界的輝煌。
在第三次工業(yè)革命中，能源革命的主題又是什么？光伏革命已經(jīng)向我們展示了某種可能。以太陽能為代表的新能源的核心競爭方式與傳統(tǒng)能源相反，即不是資源競爭，而是核心技術(shù)競爭，誰掌握了核心技術(shù)，誰就掌握了能源。
21世紀是中國崛起的世紀，中國的光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)領(lǐng)先世界。這一次，中國能不能把握住能源革命的機遇，讓“光伏夢”照亮“中國夢”呢？

能源替代：工業(yè)革命的“核心動力”
我們已經(jīng)經(jīng)歷了兩次波瀾壯闊的工業(yè)革命，第一次的推動力看似是蒸汽機，實則是煤炭；第二次的推動力看似是電力，實則是石油。從木柴到煤炭再到石油，人類的歷史被化石能源改變，人類的未來則系于可再生能源。
可再生能源如何替代化石能源？未來又會發(fā)生什么？
里夫金的“五大支柱說”
2011年5月24日，《第三次工業(yè)革命》一書的作者、享有國際聲譽的美國未來學家杰里米?里夫金出現(xiàn)在了經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD，簡稱“經(jīng)合組織”）第50屆部長級周年會議的開幕式現(xiàn)場。在開幕式上，他向參會的首腦和政府部長們提出了一個至關(guān)重要的規(guī)劃：第三次工業(yè)革命五大支柱經(jīng)濟計劃。
在過去的20年里，這位目光如炬的賓夕法尼亞大學沃頓商學院教授，幾乎顛覆了前人關(guān)于“第三次工業(yè)革命”的理論體系和重要觀點。
在里夫金之前，“第三次工業(yè)革命”的定義已經(jīng)有了一個世界通用的版本，甚至還被寫進了高中課本：它是人類文明史上繼蒸汽技術(shù)革命（第一次工業(yè)革命）和電力技術(shù)革命（第二次工業(yè)革命）之后科技領(lǐng)域里的又一次重大飛躍，是以原子能、電子計算機、空間技術(shù)和生物工程的發(fā)明和應用為主要標志，涉及信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等諸多領(lǐng)域的一場信息控制技術(shù)革命。
對此，里夫金的回答是：“高中課本里的概念大錯特錯。”在他看來，真正的工業(yè)革命包含兩個同時存在、互相影響的因素：能源革命和信息傳播方式的革命。照此推理，前兩次工業(yè)革命的本質(zhì)其實是：第一次工業(yè)革命時期（18世紀60年代~19世紀40年代），通信技術(shù)發(fā)生了革命性變化，即從手工印刷到蒸汽機動力印刷，后者可以實現(xiàn)低成本大量印制并傳播信息，類似于今天的互聯(lián)網(wǎng)所帶來的變化，人們利用新的通信系統(tǒng)管理以煤炭為基礎(chǔ)的新能源系統(tǒng)；第二次工業(yè)革命時期（19世紀70年代~20世紀初），通信與能源再度攜手，集中的電力、電話以及后來的無線電和電視機可以管理更復雜的石油管道網(wǎng)、公路網(wǎng)，進而為城市文化的興起提供了可能性。
20世紀90年代，在長期研究的基礎(chǔ)上，里夫金徹底顛覆了前人對第三次工業(yè)革命的理解，提出了新定義：這是一場能源互聯(lián)網(wǎng)與可再生能源相結(jié)合而催生的人類社會、經(jīng)濟的重大變革。
以前的經(jīng)濟學家在研究第三次工業(yè)革命時，有的目光只集中在能源上，有的把重點放在通信上，里夫金則創(chuàng)造性地將兩者結(jié)合起來，并自信地得出結(jié)論：通信是社會有機體的神經(jīng)系統(tǒng)，能源則是血液。如今，分布式的信息和通信技術(shù)正與分布式的可再生能源“強強聯(lián)合”，共同孕育真正的第三次工業(yè)革命。
為了傳播自己的“顛覆性”結(jié)論，里夫金撰寫了大量論文，發(fā)表在國際著名的《經(jīng)濟學人》、《世界金融評論》等刊物上，并陸續(xù)出版了一系列著作—《工作的終結(jié)》、《生物技術(shù)的世紀》、《路徑時代》等，每本書都被翻譯成15種以上的語言�！兜谌�次工業(yè)革命》則是其理論的集大成者。
除了在沃頓商學院的講臺上和書齋中激揚文字外，里夫金還是個活動家。從2000年開始，他一直穿梭于大西洋兩岸，講學、擔任顧問、組織基金會，奔走游說，身體力行，將自己2/5的時間留在了歐盟國家。
里夫金成功地使“第三次工業(yè)革命”這一概念成為歐盟各國首腦口中的政治名詞。2006年，里夫金開始與歐洲議會的高級官員共同起草第三次工業(yè)革命的經(jīng)濟發(fā)展計劃。2007年5月，歐洲議會發(fā)布了一份正式書面聲明，宣布把第三次工業(yè)革命作為長遠的經(jīng)濟規(guī)劃以及歐盟發(fā)展的路線圖。目前，歐洲委員會的諸多機構(gòu)及其成員國正在執(zhí)行第三次工業(yè)革命路線圖。
在2011年5月那個開幕式現(xiàn)場，里夫金展示了自己的最新研究成果—第三次工業(yè)革命五大支柱經(jīng)濟計劃：（1）向可再生能源轉(zhuǎn)型；（2）將每一大洲的建筑轉(zhuǎn)化為微型發(fā)電廠，以便就地收集可再生能源；（3）在每一棟建筑物以及基礎(chǔ)設(shè)施中使用氫和其他存儲技術(shù)，以存儲間歇式能源；（4）利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將每一大洲的電力網(wǎng)轉(zhuǎn)化為能源共享網(wǎng)絡(luò)，調(diào)劑余缺，合理配置；（5）運輸工具轉(zhuǎn)向插電式以及燃料電池動力車，所需電源來自上述電網(wǎng)。
這五大支柱經(jīng)濟計劃中的核心詞匯無一不與新能源有關(guān)，例如可再生能源、微型發(fā)電廠、存儲技術(shù)、能源共享網(wǎng)絡(luò)、電池動力車……也就是說，第三次工業(yè)革命與新能源的關(guān)系終于被提上了議事日程。
從木柴到煤炭再到石油
讓我們沿著里夫金的理論體系，回顧一下前兩次工業(yè)革命與能源革命的關(guān)系。
在古代，人類的主要能源來自木柴，中間雖然也有對煤炭和石油的利用，但這些利用僅限于零星的生活燃料和金屬冶煉，對人類文明的推動作用十分有限。因此，這一時代可以被稱作“植物能源時代”。
人類社會從植物能源時代跨越到化石能源時代的轉(zhuǎn)折發(fā)生在18世紀60年代的英國。從16世紀末到17世紀后期，英國的采礦業(yè)，特別是煤礦，已具備一定的規(guī)模，僅憑人力、畜力已難以滿足排除礦井地下水的需求，而現(xiàn)場又有豐富而廉價的煤炭作為燃料�，F(xiàn)實的需要促使人們致力于尋找新的、更強大的動力來源。1698年，英國德文郡的托馬斯?塞維利發(fā)明了世界上第一臺蒸汽機。1712年，托馬斯?紐科門對其進行改進，制造出“紐科門式蒸汽機”。1769年，蘇格蘭發(fā)明家詹姆斯?瓦特在前人發(fā)明成果的基礎(chǔ)上，改良了蒸汽機的一系列技術(shù)設(shè)計，制造出了第一臺現(xiàn)代意義上的蒸汽機。
在前人的論述中，“瓦特式蒸汽機”的意義主要集中在技術(shù)革命方面—它所采用的汽缸、活塞、飛輪、飛錘調(diào)速器、閥門和密封件等均是構(gòu)成多種現(xiàn)代機械的基本元件，這一系列技術(shù)催生了現(xiàn)代機械制造業(yè)；隨后，現(xiàn)代熱力學和機構(gòu)學興起，為汽輪機和內(nèi)燃機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；它還推動了機械工業(yè)的發(fā)展，解決了大機器生產(chǎn)中最關(guān)鍵的問題，推動了交通運輸?shù)木薮筮M步……
在我看來，發(fā)明蒸汽機更重要的意義在于，它讓人們告別了過去以木柴為主的植物能源時代，進入到以煤炭為主的化石能源時代。
蒸汽機促使人們從手工勞動向動力機器大規(guī)模轉(zhuǎn)向，紡織工業(yè)迅猛發(fā)展，植物能源時代所依托的土地、森林、有限的糧食等已經(jīng)無法支撐大工業(yè)的發(fā)展與商業(yè)運輸?shù)男枨�。隨著機械制造業(yè)、鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，人類也不得不面對這樣的問題：即使砍光地球上所有的森林，也無法滿足人們對鐵礦石冶煉的需求。那么，能否找到足量的能源為蒸汽機提供充足的能量呢？
于是，人們不得不求助于煤炭。1709年，亞伯拉罕?達比嘗試在高爐煉鐵中用廉價的焦炭代替當時在英國已開始匱乏的木炭，取得了成功。亞伯拉罕家族的鐵廠也成為18世紀英國最成功的煉鐵及鑄造企業(yè)。隨著亞伯拉罕的成功，已經(jīng)廢棄的古代煉鐵場—科爾布魯克戴爾逐漸成為鋼鐵冶煉中心，最后發(fā)展為工業(yè)重鎮(zhèn)。
1738年，煤炭已被視為“英國制造業(yè)的靈魂”。一向熱衷于航海和經(jīng)商的盎格魯–撒克遜民族由此開始引領(lǐng)世界的工業(yè)化進程。
1800年，英國生產(chǎn)的煤和鐵比世界其他地區(qū)合在一起的產(chǎn)量還多。英國的煤產(chǎn)量從1770年的600萬噸上升到1800年的1200萬噸，進而上升到1861年的5700萬噸。同樣，英國的鐵產(chǎn)量從1770年的5萬噸增長到1800年的13萬噸，進而增長到1861年的380萬噸。至此，鐵這一原料已經(jīng)豐富和便宜到足以普及一般建設(shè)。人類不僅進入了蒸汽時代、鋼鐵時代，同時也進入了煤炭時代。
這就是人類歷史上的“第一次工業(yè)革命”，從能源的角度理解，完成的是煤炭對木柴的替代。
化石能源的一大缺陷就是，采用之后會減少且不可再生。1820年之后的100年間，以煤炭為主要能源的國家都面臨著煤炭資源逐漸枯竭的現(xiàn)實。
回顧歷史，人類社會以往的兩次工業(yè)革命都以“能源替代”為內(nèi)容和標志，第三次工業(yè)革命當然也不例外。
英國在1861年產(chǎn)煤5700萬噸，到1865年時就達到1億噸量級。1900年，英國的產(chǎn)煤量已經(jīng)達到2.25億噸，比1820年增加了13倍之多，比1865年增加了將近1.3倍。“一戰(zhàn)”前夕，英國的產(chǎn)煤量達到2.7億噸的最高峰，1929年前后又下降到2.4億噸。1950年前后，英國的產(chǎn)煤量僅為2億噸多一點。2010年左右，英國的產(chǎn)煤量僅為2000萬噸左右，但煤炭使用量已經(jīng)累計達到近200億噸，整個國家剩余的煤炭資源已不足1/3。
19世紀中葉，英國面臨嚴重的“能源危機”和“能源安全”問題。于是，第二次工業(yè)革命順勢走上歷史舞臺，這一次能源替代的主角是石油。
傳統(tǒng)觀點認為，“第二次工業(yè)革命”的首要內(nèi)容就是電力的廣泛應用：1831年，英國科學家法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象；1866年，德國人西門子制成發(fā)電機；1870年，比利時人格拉姆發(fā)明電動機。電力工業(yè)和電器制造業(yè)迅速發(fā)展，人類跨入了“電氣時代”。
傳統(tǒng)觀點還認為，第二次工業(yè)革命還應該包括三方面的內(nèi)容：內(nèi)燃機和新交通工具的創(chuàng)制、新通信手段的發(fā)明、化學工業(yè)的建立。
我認為，用以上四個方面總結(jié)“第二次工業(yè)革命”的主要內(nèi)容當然正確，但還不夠深刻。這樣的總結(jié)還是偏向技術(shù)革命，而忽略了背后隱藏的共同推動因素—能源革命。
我們從內(nèi)燃機的發(fā)明講起。
1876年，德國人奧托制成了第一臺四沖程內(nèi)燃機，以煤氣為燃料。19世紀80年代中期，德國發(fā)明家卡爾?本茨和他的同事成功研制出了以汽油為燃料的輕內(nèi)燃發(fā)動機。19世紀90年代，德國工程師狄塞爾設(shè)計了一種效率較高的內(nèi)燃發(fā)動機，由于它以柴油為燃料，故被稱作柴油機。
內(nèi)燃機的發(fā)明解決了交通工具的發(fā)動機問題。19世紀晚期，新型的交通工具—汽車出現(xiàn)了。19世紀80年代，卡爾?本茨成功地制成了第一輛由汽油內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車，并由此成立了全球著名的奔馳汽車公司；1896年，美國人亨利?福特制造出他的第一輛四輪汽車，隨后成立了福特汽車公司，并創(chuàng)造了工業(yè)界沿用至今、號稱“福特主義”的工業(yè)生產(chǎn)模式。
隨后，以內(nèi)燃機為動力的內(nèi)燃機車、遠洋輪船、飛機等不斷涌現(xiàn)。1903年，美國萊特兄弟制造的飛機試飛成功，實現(xiàn)了人類在天空中翱翔的夢想，預示著交通運輸新紀元的到來。另一方面，內(nèi)燃機的發(fā)明推動了石油開采業(yè)的發(fā)展，石油化學工業(yè)也應運而生。
簡言之，由于以石油作為能源基礎(chǔ)的電力成為補充和取代蒸汽動力的新能源，人類才得以跨入“電氣時代”；由于石油逐漸成為最基本的燃料來源，人類才得以開啟交通新紀元；同樣，石油業(yè)的發(fā)展催生了現(xiàn)代工業(yè)。
與煤炭相比，石油的物理性能更優(yōu)越：同質(zhì)量、同體積的石油產(chǎn)生的能量是煤炭的2倍，直接使用效果則達到3倍左右；石油極易汽化，可以實現(xiàn)連續(xù)性燃燒。因此，在第二次工業(yè)革命中，全世界的石油開采量越來越大，石油的重要地位也日益突出。
從產(chǎn)量的增加看，1870年，全球石油產(chǎn)量只有80萬噸，1900年猛增至2000萬噸，1940年達到2.78億噸，1950年達到5.19億噸。
從石油與煤炭的比重看，以美國為例，1900年美國的石油產(chǎn)量為870萬噸，約占其煤炭產(chǎn)量的6.3%；1913年達到0.34億噸，相當于其煤炭產(chǎn)量的10.7%；1920年為0.61億噸，相當于其煤炭產(chǎn)量的18.5%；1950年為2.69億噸，相當于其煤炭產(chǎn)量的96%。
不僅如此，石油時代也是美國主導的時代。1920年，美國的石油產(chǎn)量約占全球的10%；1940年，美國的石油產(chǎn)量為1.91億噸，占全球產(chǎn)量的68.7%；1950年，美國的石油產(chǎn)量為2.69億噸，占全球產(chǎn)量的51.8%。
由此，我可以大膽地得出結(jié)論：第二次工業(yè)革命最核心的內(nèi)容其實是能源革命，其本質(zhì)內(nèi)容是石油取代煤炭成為人類的第一大能源。主導這場變革的國家是美國。
回顧了從木柴到煤炭再到石油的發(fā)展史后，我們可以從能源更迭的角度將前兩次工業(yè)革命歸納如下：自1820年前后開始的100多年是化石能源時代的第一階段—煤炭時代。在這個階段，人類建立了煤炭能源經(jīng)濟體系。到20世紀早期，煤炭的主導地位開始被石油取代，此時人類進入化石能源時代的第二階段—石油時代，建立了石油能源經(jīng)濟體系。換言之，人類的工業(yè)革命史既是一部技術(shù)經(jīng)濟遞進史，又是一部能源替代史。
新替代正在發(fā)生
20世紀后半葉，新一輪工業(yè)革命的概念開始在美國萌芽。從20世紀70年代開始，美國學者就開始了對“第三次工業(yè)革命”的探討，赫爾夫戈特、格林伍德、莫厄里等學者注意到了新技術(shù)（尤其是信息技術(shù)）對工人在企業(yè)中的地位、產(chǎn)業(yè)研發(fā)結(jié)構(gòu)等的影響，進而推斷新的工業(yè)革命即將發(fā)生。
隨著21世紀的到來，石油和其他化石能源的枯竭態(tài)勢日漸明顯，隨之而來的全球氣候變化給人類的持續(xù)生存構(gòu)成了威脅。同時，化石燃料驅(qū)動的原有工業(yè)經(jīng)濟模式難以支撐全球的可持續(xù)發(fā)展，這就需要尋求一種能使人類進入“后碳”時代的新模式。于是，“第三次工業(yè)革命”的理論被正式提出。
進入21世紀，“第三次工業(yè)革命”理論的代表性人物共有兩位，一位是杰里米?里夫金，另一位是保羅?馬基利。
保羅?馬基利長期關(guān)注制造業(yè)技術(shù)和數(shù)字制造的發(fā)展。他認為，第三次工業(yè)革命這一數(shù)字化革命將帶來制造模式的重大變革，大規(guī)模流水線制造模式將宣告終結(jié)，人們可以完全按照自己的意愿來設(shè)計、制造。第三次工業(yè)革命甚至還可能帶來反城市化浪潮，取代城市生活的將是一種分散式的、自給自足的（農(nóng)村）生活方式。
如前所述，里夫金的論述與保羅?馬基利的理論有一定的差別，他提出互聯(lián)網(wǎng)、綠色電力和3D（三維）打印技術(shù)正引導資本主義進入可持續(xù)、分布式發(fā)展的第三次工業(yè)革命時代，而所謂的第三次工業(yè)革命，就是能源互聯(lián)網(wǎng)與可再生能源結(jié)合導致人類生產(chǎn)生活、社會經(jīng)濟發(fā)生重大變革。
同樣是“能源替代”，第三次工業(yè)革命與以往的工業(yè)革命有兩個根本不同：
第一，內(nèi)容不同。前兩次工業(yè)革命是用一種化石能源替代另一種化石能源或木柴，而第三次工業(yè)革命則是用性質(zhì)完全不同的新能源（即可再生能源）替代化石能源。將來也不會有更新的能源來替代可再生能源，所以這次替代可以被稱作“終極替代”。
第二，宗旨不同。第三次工業(yè)革命的能源替代不再以單純追求財富為終極目標，而是把改善人類生存質(zhì)量和促進社會文明可持續(xù)發(fā)展放在主導地位。
拋開學術(shù)上的差別不談，我們將圍繞里夫金強調(diào)的可再生能源，展開對于“第三次工業(yè)革命”的展望。
可再生能源是一個與新能源緊密相關(guān)的概念。1980年召開的“聯(lián)合國新能源和可再生能源會議”對新能源的解釋是：以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的可再生能源得到現(xiàn)代化的開發(fā)和利用，用取之不盡、周而復始的可再生能源取代資源有限、對環(huán)境有污染的化石能源，重點開發(fā)太陽能、風能、生物質(zhì)能、潮汐能、地熱能、氫能和核能。
簡單地說，所謂新能源就是非常規(guī)能源，是一個與傳統(tǒng)能源、常規(guī)能源相對應的概念。這一概念絕大多數(shù)時候與可再生能源重合，但有時又會有所區(qū)別，比如，水能是可再生能源，但是因為水電的開發(fā)利用已經(jīng)有一段歷史，按照目前的能源分類標準，往往被視為傳統(tǒng)能源。

伴隨著第三次工業(yè)革命的進程，新能源不是補充而是替代化石能源。到2035年，清潔能源將占全球一次能源利用總量的50%，新能源大規(guī)模替代化石能源的時代已經(jīng)來臨！
化石能源越來越不適應社會進步的需求。比如，它會導致能源緊缺、電網(wǎng)安全事故頻發(fā)、油價高漲；同時，它具有高碳排放的弊端，使得環(huán)境污染日益嚴重。所以，以環(huán)保和可再生為特質(zhì)的新能源越來越受各國重視。
2003年8月14日，北美地區(qū)發(fā)生有史以來最嚴重的大面積斷電事故，波及美國1/4的地區(qū)。據(jù)美林公司首席經(jīng)濟學家戴維?羅森伯格估計，整體經(jīng)濟損失大概為250億~300億美元。這場事故給現(xiàn)代工業(yè)文明帶來了極大沖擊—連這個發(fā)明電燈電話、百年前就把帝國大廈點亮的強國，電網(wǎng)安全形勢同樣不容樂觀。
2004年9月，第19屆世界能源大會在悉尼舉行，來自全球的2500名官員、業(yè)界領(lǐng)袖及學者參加了大會。大會的主題正是“實現(xiàn)可持續(xù)性：能源工業(yè)的機遇和挑戰(zhàn)”。在這次大會上，專家們普遍認為，21世紀的油價高漲可能成為長期趨勢。
的確如此。石油時代的巔峰時期是1950~1980年，當時石油價格低廉，供應充足。而經(jīng)過長達60余年的巨量消費，全球石油供應已進入戰(zhàn)略枯竭期，石油價格飆升。
由于石油價格的飛速上漲，目前全球有1/3的人享受不到現(xiàn)代能源服務。而且，從以往案例來看，現(xiàn)有的以石油為主導的能源體系無法保證能源安全，也無法滿足環(huán)境保護的需求。
表1–1?1970年以來的原油價格變遷
時間 價格變化
1970年 沙特原油官方價格為1.8美元/桶
1974年（第一次石油危機） 原油價格首次突破10美元/桶
1979年（第二次石油危機） 原油價格首次突破20美元/桶
1980年 原油價格首次突破30美元/桶
1981年年初 國際原油價格最高達到39美元/桶
2004年9月 受伊拉克戰(zhàn)爭影響，國際原油價格再次突破40美元/桶，之后繼續(xù)上漲并首次突破50美元/桶
2005年6月 國際原油價格首次突破60美元/桶
2005年8月 墨西哥遭遇“卡特里”颶風，國際原油價格首次突破70美元/桶
2007年9月12日 國際原油價格首次突破80美元/桶，隨后繼續(xù)加速上揚
2007年10月18日 國際原油價格首次突破90美元/桶，并在年底直逼100美元/桶
2008年7月14日 國際原油價格飆升，紐約商品交易所原油期貨價格創(chuàng)造147.27美元/桶的歷史最高點
2009年1月21日受金融危機沖擊，國際油價大幅回落，紐約商品交易所原油期貨價格跌至33.20美元/桶，為2004年4月以來新低
2011年4月29日 紐約商品交易所原油期貨價格升至114.83美元/桶

2013年1月，中國華北、華中大片地區(qū)連續(xù)出現(xiàn)了嚴重的霧霾天氣，北京尤為嚴重。一個月里只有4天是好天氣，其余的日子都籠罩在昏暗的霧霾之中。造成如此嚴重霧霾天氣的罪魁禍首就是以化石能源消費為主的人為污染。
不單單是中國，世界各地的科學報告都對地球面臨的日益嚴重的環(huán)境危機提出了警告�？茖W界的一個激進觀點是，假如二氧化碳濃度無法從2008年的430ppm（1ppm為百萬分之一）回落，地球冰蓋的局部融化將導致洪水泛濫，除非人類設(shè)法將2050年的二氧化碳排放量減至50億~100億噸，否則人類將面臨滅頂之災。
能源危機意味著整個時代呼吁能源替換。正是基于化石能源導致的資源價格飆升、能源枯竭、安全與環(huán)境等種種無可回避的問題，無論從安全的角度還是可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，整個人類社會都迫切需要建立新能源體系。正如杰里米?里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中描述的那樣，在不遠的將來，每個建筑都是小型發(fā)電廠，人人都是綠色能源的自主生產(chǎn)者。除此之外，人們可以將生產(chǎn)出的多余能量上傳至電網(wǎng)，這就是我經(jīng)常說的“自發(fā)自用，多余上網(wǎng)”。
不管人們承認與否，人類都即將步入“后碳”時代，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與可再生能源的融合將帶來一場全新的工業(yè)革命。
在這場革命中，可再生能源將是關(guān)鍵所在。每一次工業(yè)革命的本質(zhì)要素之一—能源替代極有可能再次上演，新能源將替代傳統(tǒng)能源。
傳統(tǒng)能源的代表是煤炭和石油，那么誰能成為新能源的主要代表呢？

光伏革命：新能源革命的“主打歌”
為什么法國的農(nóng)場主愿意投資2000萬歐元建造太陽能發(fā)電大棚？為什么“滬上太陽能屋頂發(fā)電第一人”趙春江愿意等待7年，最終將自己發(fā)的剩余電力并入國家電網(wǎng)？
“太陽能，量無限，面無邊，照無時，蓋無偏，取無價，用無染�！痹诘谌�次工業(yè)革命中，光伏將是可再生能源的最佳選擇。光伏技術(shù)經(jīng)過三代的發(fā)展之后，目前大規(guī)模發(fā)展的三大條件已經(jīng)具備。
好戲正在上演
2008年，在法國東部的孚日山脈，一家原本以種植、養(yǎng)殖為主的農(nóng)場吸引了其他農(nóng)民和不少投資者的目光—這家農(nóng)場的主人韋斯特法爾在自家的5座大棚屋頂上建造起了面積達3.6萬平方米、裝機容量達4.5MW的巨型太陽能發(fā)電裝置。
韋斯特法爾的工程預算為2 000萬歐元，完工后可為4000戶家庭供電，有望實現(xiàn)年創(chuàng)收200萬歐元。由于獲得了法國人民銀行集團和農(nóng)業(yè)信貸銀行的貸款，他又與政府簽訂了20年的供電合同。韋斯特法爾的創(chuàng)收新途徑讓其他農(nóng)場主羨慕不已。據(jù)臺灣《聯(lián)合報》2009年2月25日報道，由于農(nóng)作物價格下跌、農(nóng)業(yè)成本上漲，2008年法國農(nóng)場的平均收入下跌了15%。
在中國，這樣的故事也時有發(fā)生。2012年12月26日，青島市的徐鵬飛實現(xiàn)了自建家用分布式光伏系統(tǒng)的想法，裝機總?cè)萘繛?KW，并網(wǎng)電壓為380/220V，采用電量自發(fā)自用、余量上網(wǎng)方式并入電網(wǎng)。這套2KW的光伏系統(tǒng)總投資僅2萬多元，在并網(wǎng)的當天就發(fā)電8.5度，一年發(fā)電量預計超過3000度。
對比徐鵬飛，上海電力學院太陽能研究所所長、“滬上太陽能屋頂發(fā)電第一人”趙春江的勝利顯得來之不易。從2006年年底開始，趙春江自掏腰包建起了家庭式太陽能屋頂電站，連續(xù)運行近7年，日均發(fā)電近9度，除供家庭用電外，剩余的1/3電量一直無法并入國家電網(wǎng)。2013年7月的最后一天，趙春江終于迎來了上海市南電力公司的工作人員，并與之簽訂了購電協(xié)議：自給自足后的余電上傳至電網(wǎng)，電力部門暫時按照0.477元/度的電價進行收購。
泰興市農(nóng)民張長旗花2萬元在自家屋頂建成了一個小型光伏發(fā)電站，可滿足2~4戶的家庭用電，并向泰州供電公司提交了并入國家電網(wǎng)的申請。
武漢市居民高松自建由18塊太陽能電池板組成的小型電站，目前已正式并網(wǎng)發(fā)電，預計一年能節(jié)約電費近2 000元。
這樣的例子會越來越多，家庭電站在國內(nèi)不再是能源孤島。
這種故事也許會進一步驗證可再生能源的未來商業(yè)模式。正如杰里米?里夫金所說，“第三次工業(yè)革命”的第二個經(jīng)濟支柱就是，將世界上每個大洲的建筑都轉(zhuǎn)化為微型發(fā)電廠，以便就地收集可再生能源。
“發(fā)跡”于石油危機
繼第一次工業(yè)革命用煤炭替代木柴、第二次工業(yè)革命用石油替代煤炭之后，在已經(jīng)降臨的第三次工業(yè)革命中，必然會有一種新能源來替代石油。
所謂“新能源革命”，不能理解為“新”的“能源革命”，更確切的理解應該是“新能源”的“革命”。必須引入“新能源”的概念，這樣才不會出現(xiàn)偏差。抓住這個實質(zhì)，我們對第三次工業(yè)革命的認識和理解才算到位，否則，說得再多也還是不得要領(lǐng)。
那么，替代石油的主角會是誰呢？
太陽能是可再生能源中最具優(yōu)勢的選擇。為了說明太陽能的好處，我編了幾句順口溜：“太陽能，量無限，面無邊，照無時，蓋無偏，取無價，用無染�！�
首先，從能量的角度看，太陽普照大地，不同種族、不同國籍、不同宗教的人都能夠沐浴在太陽光之中。每秒鐘到達地面的太陽能相當于燃燒500萬噸煤釋放的熱量。這意味著只需一個小時，到達地球的太陽能就能為地球提供一年所需的能量。其次，從“無污染”的角度看，在各種新能源中，太陽能的優(yōu)勢非常明顯。更重要的是，太陽能沒有安全隱患，不存在分布不均衡的問題，而且不受其他資源的制約。所以，無論是從自然稟賦來看，還是從實際利用來看，新能源的代表者和主體、替代化石能源的主力軍只能是太陽能。
和任何一種新能源一樣，太陽能的利用也經(jīng)歷了一個頗為漫長的過程。這個過程也是受石油興衰刺激的過程，其發(fā)展因石油價格下跌而停滯，因石油價格上漲而加速。
人類利用太陽能的歷史已經(jīng)有3000多年，而人類將太陽能視為一種能源和動力的歷史只有300多年。1615年，法國工程師所羅門?德?考克斯發(fā)明了世界上第一臺由太陽能驅(qū)動的發(fā)動機。其工作原理是，采用聚光方式采集陽光，利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功來抽水。
太陽能利用取得突破性進展則集中在20世紀以后。1900~1945年，太陽能的研究進展緩慢，主要是因為化石燃料大量開發(fā)，石油廉價且豐富；在“二戰(zhàn)”結(jié)束后的20年里，有識之士覺察到石油與天然氣的消耗量劇增，存量有枯竭之勢，于是呼吁推動太陽能研究。而此時，光伏發(fā)電大規(guī)模應用的基礎(chǔ)—實用型硅太陽能電池于1945年由美國貝爾實驗室研制成功；10年后，伊斯雷爾?塔爾沃特等人在第一次國際太陽熱科學會議上提出選擇性涂層的基礎(chǔ)理論，并研制出實用的黑鎳等選擇性涂層，為高效集熱器的發(fā)展創(chuàng)造了條件。
太陽能利用在1973年的石油危機之后才真正得到重視。石油輸出國組織采取減產(chǎn)、提價等辦法支持中東人民以斗爭維護本國利益，這使得依靠從中東地區(qū)大量進口廉價石油的國家的經(jīng)濟遭到重創(chuàng)。這使各國意識到，石油已成為左右經(jīng)濟發(fā)展甚至決定一個國家生死存亡的關(guān)鍵因素，而且是一個極其不穩(wěn)定的因素，現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)必須改變。
從那時起，人們才真正將太陽能視為“近期急需的補充能源”、“未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)”，太陽能研究與發(fā)展由此進入快車道。
1973年，美國制訂了聯(lián)邦級的陽光發(fā)電計劃，大幅提高太陽能研究經(jīng)費，并且成立太陽能開發(fā)銀行，促進太陽能產(chǎn)品的商業(yè)化。1974年，日本公布了政府制訂的“陽光計劃”，其中，太陽能的研究開發(fā)項目包括太陽房、工業(yè)太陽能系統(tǒng)、太陽熱發(fā)電、太陽電池生產(chǎn)系統(tǒng)、分散型和大型光伏發(fā)電系統(tǒng)等。在我國，“全國第一次太陽能利用工作經(jīng)驗交流大會”于1975年在河南安陽召開，推動了太陽能事業(yè)的發(fā)展。這段時間，CPC（復合拋物面聚光器）、真空集熱管、非晶硅太陽能電池、光解水制氫技術(shù)、太陽能熱發(fā)電等紛紛研制成功。
不過，在1980~1992年，太陽能熱潮再度遇冷，原因是石油價格大幅回落，而太陽能產(chǎn)品的價格居高不下，技術(shù)上也沒有重大突破。直到1992年聯(lián)合國在巴西召開“世界環(huán)境與發(fā)展大會”，并通過了《里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言》、《21世紀議程》和《聯(lián)合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件，確立了可持續(xù)發(fā)展的模式，并將環(huán)境與發(fā)展納入統(tǒng)一的框架，太陽能才再度受到高度重視。
1996年，聯(lián)合國在津巴布韋召開“世界太陽能高峰會議”，會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》（1996~2005年）、《國際太陽能公約》、《世界太陽能戰(zhàn)略規(guī)劃》等重要文件，會后發(fā)表了《哈拉雷太陽能與持續(xù)發(fā)展宣言》。這次會議進一步表明了聯(lián)合國和世界各國開發(fā)太陽能的堅定決心，要求全球共同行動，廣泛利用太陽能。
三大條件已具備
進入21世紀，太陽能時代終于到來。雖然太陽不會一直照耀，我們現(xiàn)在也無法完全收集并充分利用太陽光，但人類已經(jīng)掌握的技術(shù)完全可以實現(xiàn)合理成本下的太陽能應用。
現(xiàn)階段，太陽能的利用方式主要有兩種。一種是利用太陽能輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電，即“光熱模式”，簡稱“光熱”。光熱發(fā)電的基本原理是，使用匯聚的太陽光將集熱器中的介質(zhì)（液體或氣體）加熱，然后將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，再將機械能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電方式。
另外一種形式是“光電模式”，全稱是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，簡稱“光伏”（PV）。這是一種利用太陽能電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。其中，單塊太陽能光伏電池的發(fā)電量較少，但將很多電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以組成能夠輸出較大功率的太陽能電池方陣。
光熱發(fā)電與光伏發(fā)電各有優(yōu)劣。光熱發(fā)電目前面臨的主要問題是，其成本必須借助于規(guī)模效應才能迅速下降。這種規(guī)模效應決定了光熱發(fā)電將主要應用于大規(guī)模的發(fā)電站建設(shè)，其能量可儲存的優(yōu)勢和類似火電的發(fā)電原理使得電網(wǎng)更能接受其電量。但是光熱發(fā)電還存在因遠距離傳輸而引起能源損耗的缺點，這使得光熱發(fā)電與傳統(tǒng)能源相比，競爭力不強。
光伏發(fā)電的規(guī)模限制相對較小，更適用于小型發(fā)電站和分布式電站，例如在沒有大量空地可建設(shè)大規(guī)模太陽能發(fā)電站的地方，就可以依附于建筑建設(shè)離網(wǎng)或并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)。
在中國乃至全球太陽能發(fā)電市場越來越大的背景下，這兩種技術(shù)路線都有其市場。但從里夫金對第三次工業(yè)革命的描述來看，光伏發(fā)電無疑更適合未來的能源獨立式、分散式生產(chǎn)。
光伏發(fā)電的全部光電轉(zhuǎn)化都已經(jīng)被完整地包含在一個模塊當中，功能獨立，因此非常適合分散式發(fā)電。光伏發(fā)電的集中式發(fā)電也是基于對數(shù)目眾多的太陽能電池模塊的疊加效應，是對單塊電池的拼裝和連接。
當然，光伏若要實現(xiàn)大規(guī)模應用，需要三個基本因素：轉(zhuǎn)化效率，平價上網(wǎng)和儲存。目前這些因素都已具備。
轉(zhuǎn)化效率的核心技術(shù)指標是“光電轉(zhuǎn)化率”，即單位光能通過光伏電池轉(zhuǎn)化為電能的比率。光電轉(zhuǎn)化率不僅是技術(shù)指標，而且在很大程度上決定著光伏利用的經(jīng)濟指標。轉(zhuǎn)化率越高，單位電能的生產(chǎn)成本就越低，光伏發(fā)電的利用也就越廣泛。
自1969年法國第一個太陽能電站建成以來，光伏發(fā)電的推進并沒有像人們理想中的那樣迅速，原因就是在相當長時間內(nèi)都受到轉(zhuǎn)化率低、成本高的制約。一提及光伏，有些人立刻就會產(chǎn)生“成本高”的反應。
但是，事物是不斷變化的。人們往往高估了1~2年的變化，而低估5~10年的變化，這樣根本沒法看清事物發(fā)展的趨勢。一兩年的變化還處在量變狀態(tài)，5~10年量變的累積則可能發(fā)生質(zhì)變，摩爾定律正在光伏產(chǎn)業(yè)上演。
10年前，光電轉(zhuǎn)化率大約在10%以下。那時，人們認為超過10%、達到11%~12%就相當了不起了，這個跨越需要很長時間。但實際情況很快就超出了這個預期，目前薄膜光電轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達到17%以上，而且提升的速度還在加快。過去，轉(zhuǎn)化率每提升1%至少需要兩年時間，但現(xiàn)在情況完全不同了。MiaSole公司在2012年5月到2012年9月不足5個月的時間里，就把轉(zhuǎn)化率從13.4%提升到了15.5%。目前，研發(fā)轉(zhuǎn)化率最高已達17.6%。
光伏大規(guī)模應用的上網(wǎng)條件也成熟了很多。逆變器生產(chǎn)已經(jīng)成為光伏產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。逆變器可以把光伏發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，技術(shù)難關(guān)已經(jīng)突破。把現(xiàn)在的“統(tǒng)一發(fā)電，統(tǒng)一供電”的電網(wǎng)改造成“自發(fā)自用，多余上網(wǎng)”的分布式電站，從技術(shù)上講早已不是問題，而光伏從業(yè)者思考的更多的是商業(yè)模式和政策問題。
與此同時，智能電網(wǎng)時代可能即將來臨。所謂的智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上，通過先進的傳感和測量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法以及決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應用，實現(xiàn)電網(wǎng)可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。
歐洲在2005年建立了“未來電網(wǎng)歐洲技術(shù)聯(lián)盟”，其目的就是研究如何把電網(wǎng)轉(zhuǎn)換成一個用戶和運營者互動的服務網(wǎng)，以提高歐洲輸配電系統(tǒng)的效率、安全性和可靠性，并為分布式和可再生能源大規(guī)模整合掃除障礙。2009年，智能電表首先在德、法、意、西等國得到應用。歐盟還有一個超級智能電網(wǎng)計劃，其目標是把高壓輸電和智能電網(wǎng)結(jié)合起來。
就儲存條件而言，目前也已經(jīng)不是什么難題。由于太陽能發(fā)電具有波動性（白天陽光充足，發(fā)電量大；夜間沒有陽光，不能發(fā)電），這就需要使用儲電電池把電能儲存起來，調(diào)節(jié)波動�，F(xiàn)在，小容量的儲電電池已經(jīng)得到廣泛應用，而且還在不斷改進。太陽能城市照明、電動汽車使用的電池都已經(jīng)投入實際應用。家庭小型太陽能電站所需的儲電設(shè)備也不存在什么障礙。雖然眼下可重復使用的大容量儲能技術(shù)還沒有突破性進展，但這并不會從根本上影響光電上網(wǎng)。
目前，電網(wǎng)最大的調(diào)峰是白天用電量大和夜間用電量小之間的調(diào)峰。工業(yè)企業(yè)大多是白天用電，其太陽能電站的發(fā)電高峰正好與用電高峰重合，這就自然地減輕了儲能壓力，同時降低了使用外電的比重，實際上也有助于電網(wǎng)緩解調(diào)峰壓力。
從長遠看，電力儲存不僅能夠更好地解決電力系統(tǒng)的“調(diào)峰”問題，還可以更好地解決電能移動利用的問題。這不僅是光伏產(chǎn)業(yè)的課題，也是整個電力產(chǎn)業(yè)和科學技術(shù)界的課題，需要全社會一起努力攻關(guān)。
杰里米?里夫金指出的第三次工業(yè)革命五大經(jīng)濟支柱的第三點，即在每一棟建筑物以及基礎(chǔ)設(shè)施中使用氫和其他存儲技術(shù)，以存儲間歇式能源，在未來是完全可以實現(xiàn)的。
三代技術(shù)已來臨
如果說新能源革命的核心是光伏革命，那么光伏革命的核心就是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的廣泛應用。
除上述優(yōu)勢外，太陽能還有一個技術(shù)優(yōu)勢，即太陽能發(fā)電技術(shù)已趨于成熟，太陽能的發(fā)電成本已迅速逼近傳統(tǒng)電能的發(fā)電成本。
太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是最具發(fā)展前景的清潔能源產(chǎn)業(yè)，薄膜化、柔性化是全球太陽能發(fā)展的總趨勢和方向。我認為，0.5元/度的光伏發(fā)電成本可謂是新能源發(fā)展的里程碑。因為火電發(fā)電成本（包括環(huán)境成本）已超過0.5元/度，而且還在不斷上升，所以，新能源，特別是以太陽能為代表的新能源大規(guī)模替代傳統(tǒng)能源的時代已經(jīng)來臨。
太陽能光伏發(fā)電技術(shù)主要體現(xiàn)在太陽能電池方面。這種電池又叫作“太陽能芯片”或“光伏電池”，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導體薄片。它只要被太陽光照射到，瞬間就可輸出電流。
1883年，光伏電池被美國發(fā)明家查爾斯?弗里茨首次制備成功。他的方法是在硒表面鍍上薄薄的一層金，這種電池的最高光電效率還不到1%。然而，在短短幾十年時間里，太陽能電池技術(shù)已歷經(jīng)三代：從第一代硅基板、第二代薄膜到第三代復合薄膜材料，技術(shù)早已不可同日而語。
值得一提的是薄膜電池。它最大的優(yōu)勢在于成本，在面積相同的情況下，晶體硅太陽能電池的厚度是0.2毫米左右，而薄膜電池的厚度只有它的1%，材料用量節(jié)約至極，在硅原料的使用上，薄膜電池的單位成本要遠遠低于晶硅電池的單位成本。
如今，太陽能電池的切片已經(jīng)達到0.1毫米量級，而薄膜電池的研發(fā)轉(zhuǎn)化率最高已經(jīng)達到18.7%，單晶硅市場上已有轉(zhuǎn)化率為19%~20%的電池片，多晶硅市場也有轉(zhuǎn)化率達到18%左右的電池片。
如今，由于新技術(shù)以及規(guī)模經(jīng)濟等因素的影響，光伏發(fā)電成本以每年8%左右的速度下降，越發(fā)受到各國重視。這也與世界各國都在實施“上網(wǎng)電價補貼”政策有關(guān)。
隨著光伏發(fā)電技術(shù)的廣泛應用、國家政策的支持，當數(shù)以萬計的小型光伏能源生產(chǎn)者被納入智能電網(wǎng)，這就意味著里夫金所說的新能源與新技術(shù)的融合已經(jīng)實現(xiàn)，全新的社會變革也會由此開始。

大國崛起，中國不再錯過
200年前，第一次工業(yè)革命興起，煤炭替代木柴，英國實現(xiàn)大國崛起，身處“康乾盛世”的中國無動于衷，喪失了引領(lǐng)世界的機遇；100年前，第二次工業(yè)革命爆發(fā)，石油替代煤炭，美國借力實現(xiàn)大國崛起，戰(zhàn)事頻生的中國陷入了“被動挨打”的困境。
21世紀，第三次工業(yè)革命的機遇擺在我們面前，可再生能源將代替化石能源。這一次，中國能否把握住機遇，讓太陽能照亮“中國世紀”呢？
從開封到紐約
2005年5月22日，《紐約時報》在評論版中罕見地以中文標題發(fā)表了一篇評論文章—《從開封到紐約—輝煌如過眼煙云》。該文作者尼古拉斯?克里斯托夫是個中國通，曾作為《紐約時報》記者常駐中國。
2012年5月，他再次來到中國，十分驚訝于中國的發(fā)展速度。在工作期間，尼古拉斯?克里斯托夫發(fā)表了一系列中國主題的專欄文章，其中就包括這篇以開封和紐約這一舊一新兩大世界之都為中心的文章。
此文的用意是想提醒美國人：中國正在復興，在未來的十幾年里，中國將超過美國成為世界最大的經(jīng)濟體，美國人應該居安思危。
進入21世紀，美國已經(jīng)是世界上唯一的超級大國，紐約是全世界最重要的城市之一。但在1000年前，世界的“首都”可是北宋時的國都東京，即現(xiàn)今的開封。開封的繁華在北宋畫家張擇端的《清明上河圖》中可見一斑。鼎盛時期，開封的常住人口超過100萬，而那時倫敦的人口只有15000左右，紐約當時甚至還不存在。
尼古拉斯?克里斯托夫在文中說：“我們?nèi)绻�回顧歷史，會發(fā)現(xiàn)一個國家的輝煌盛世如過眼煙云，轉(zhuǎn)瞬即逝，城市的繁華光景尤其如此�！�
經(jīng)過1000年的歷史變遷，開封和紐約的地位發(fā)生了翻天覆地的變化。是什么使得開封從一個世界級都市的位置上漸趨衰落？又是什么使中國這個經(jīng)濟總量曾達到世界經(jīng)濟總量1/3的世界最大經(jīng)濟體落后于人？答案是：工業(yè)革命。
與“第一次工業(yè)革命”失之交臂
18世紀中期，木材匱乏引發(fā)能源危機，這使得英國人毅然決然地在熱能和機械能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)軌，通過調(diào)整能源結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了國家整體性的產(chǎn)業(yè)變遷，完成了經(jīng)濟史上的重大轉(zhuǎn)折，由此引發(fā)了第一次工業(yè)革命。
如果我們可以穿越時空隧道來到18世紀初的英國，會看到一條條清澈的河流、林立的紡織工廠，看到水流推動舊式紡車緩緩轉(zhuǎn)動，聽到紡車吱呀吱呀的聲音。
1764年，紡織工人哈格里夫斯發(fā)明了珍妮紡紗機，實現(xiàn)了多錠紡紗，大大提高了工作效率。于是，我們可以看到英國約克郡布匹交易大廳里摩肩接踵，一匹匹紗布薄似蟬翼—由于騾機和自動紡紗機的發(fā)明，紡紗產(chǎn)品的質(zhì)量實現(xiàn)了飛躍。
1782年，聯(lián)動式蒸汽機問世。從18世紀下半葉開始，蒸汽機廣泛應用于生產(chǎn)領(lǐng)域。與其說這是瓦特的功勞，不如說是煤炭的貢獻，因為正是后者方便運輸、熱效率更高的特有屬性，使這種新設(shè)備得以被任何一家工廠或礦山采用，而不是必須把廠址選在木材產(chǎn)地附近或河邊。
機器大工業(yè)的發(fā)展離不開煤炭和鋼鐵，煤炭是近代工業(yè)的首要能源，鋼鐵是制造機器的材料。英國正是因為這兩種基礎(chǔ)原材料豐富，才得以在稱霸世界的道路上走得飛快。
蒸汽機還帶給英國人開拓世界航線的信心，他們駕著以煤炭為燃料的大船，在全球廣泛建立殖民地，最終擴張為日不落的大不列顛帝國。
誰擁有資源，誰就能搶先一步。
雖然早在9世紀就有過英格蘭修道士燃煤取暖的記錄，但大部分英國人在17世紀之前對煤炭還是無動于衷，因為英國擁有廣袤的森林，足以滿足英國人冶鐵與取暖的需求。15世紀流行于英國的鼓風爐就是以木炭為燃料的，一家煉鐵廠每年要消耗1036平方公里以上的森林。
按照金融投資家約翰?內(nèi)夫的說法，在伊麗莎白時期的倫敦，2000貨車的木頭僅相當于釀酒業(yè)一年的燃料。到了詹姆斯一世時期，一個玻璃作坊一年就需要4000車木頭。另外，“海軍同樣需要木材制造軍艦”，而且用料講究，用量巨大。
森林的大量砍伐使英國人民的生產(chǎn)和生活都受制于能源供給。1500~1630年，劈柴價格上漲了7倍，而同期物價只不過上漲了3倍。17世紀，城市人口的迅速增加使建筑、取暖和手工業(yè)等各領(lǐng)域的木材需求激增。歐洲“小冰期”的降臨又使得英國的冬季格外寒冷和漫長。英國人不得不積極尋找木材的代替品。于是，煤炭被大量開采。資料顯示，到1700年，英國的煤產(chǎn)量已經(jīng)有250萬~300萬噸之多，相當于世界其他地區(qū)產(chǎn)煤量總和的5倍。
由于英國、法國的加來海峽地區(qū)和德國魯爾地區(qū)的煤礦不斷被開發(fā)，1850~1869年，法國的產(chǎn)煤量由440萬噸上升到1330萬噸，德國的產(chǎn)煤量由420萬噸上升到2370萬噸，整個世界煤炭消耗量占整個能源消耗量的比重從1830年的不足30%，迅速上升至1888年的48%。1920年，煤炭消費比重高達62%。
從13世紀也就是中國的宋代開始，全世界依次進入“煤炭時代”。
當整個歐洲拉開全方位變革的序幕時，中國正在經(jīng)歷什么？
彼時的中國仍然處于農(nóng)耕文明向現(xiàn)代文明的過渡期，仍然以土地為依托，最大的變化可能是糧食產(chǎn)量的大幅增加，而這還是因為美洲開發(fā)產(chǎn)生的全球輻射效應為中國引進了玉米與紅薯等高產(chǎn)作物。
不過，彼時的中國仍舊是世界經(jīng)濟第一大國。1800年，中國的經(jīng)濟總量遠遠超過印度，約為全球30%的量級，約為英國的6倍，在全球制造業(yè)總產(chǎn)出中所占的比重高達33%，人均產(chǎn)值也高于印度，人口急劇增長。
第一次工業(yè)革命發(fā)生時，大清帝國正值鼎盛時期。乾隆四十二年（1777年），清廷重申不許武科改用鳥槍，依然比試刀劍。而5年后，英國人瓦特成功地改良了蒸汽機。
1793年，乾隆在避暑山莊接見英國使臣馬戛爾尼，聲稱“天朝物產(chǎn)豐盈，無所不有，原不藉外夷貨物，以通有無”。英國使團的目的是要中國開放市場，為英國的資本積極開拓遠東市場，實現(xiàn)其利益最大化。
馬戛爾尼使團的中國之行以失敗告終，中英之間的貿(mào)易不平衡問題沒有得到解決。英國商人后以鴉片為商品，進而引發(fā)了第一次鴉片戰(zhàn)爭。近代中國的歷史主題就是回應西方工業(yè)革命、開放市場，將中國先前的農(nóng)業(yè)社會經(jīng)濟形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣�業(yè)形態(tài)。
“康乾盛世”后期的中國不僅缺少必要的世界眼光，更無心留意西方社會發(fā)生了什么。因為“天朝上國”的傲慢，因為閉關(guān)鎖國的政策，因為陸續(xù)經(jīng)歷了《南京條約》、禁煙運動、太平天國、第二次鴉片戰(zhàn)爭……在內(nèi)憂外患中，中國錯失了參與第一次工業(yè)革命的機會。
彼時，受第一次工業(yè)革命的影響，人口較少、工人數(shù)量也相應較少的國家得以首次顯著提升其在全球制造業(yè)產(chǎn)出中的比重。
于是，我們可以看到中國與英國在制造業(yè)比重上的變化。在1840年以前的數(shù)百年間，中國一直占據(jù)著全球制造業(yè)第一的位置。到了1840年前后，第一次工業(yè)革命使得英國工廠的生產(chǎn)力顯著提升，全球制造業(yè)第一的位置被英國奪去。
重倫理不重科技、重農(nóng)業(yè)不重工商業(yè)、自我封閉而不重世界交流，以木柴為驅(qū)動的中國，與第一次工業(yè)革命的歷史機遇失之交臂，終于沒有賽過以煤炭為驅(qū)動的英國。
痛失“第二次工業(yè)革命”機遇
從煤炭時代向石油時代的過渡也是化石能源從第一階段向第二階段的進步。由于電能的應用、內(nèi)燃機的發(fā)明、新交通工具的研發(fā)、新通信手段的進步，逐漸形成了以電力、鋼鐵、石油化工、汽車制造為代表的四大支柱產(chǎn)業(yè)，確立了工業(yè)在國民經(jīng)濟中的主導地位。
可以說，200年前的第一次工業(yè)革命催生了世界市場的雛形，100年前的第二次工業(yè)革命使世界市場最終形成。
工業(yè)革命帶來的動力革命和冶煉技術(shù)、電力、通信技術(shù)的提高，輔之以動力強大的機器，使人們的足跡遍布全球各個角落。由此，殖民地的拓展與戰(zhàn)爭成為世界新興強國的主題，最終引爆了“一戰(zhàn)”和“二戰(zhàn)”。
第一次工業(yè)革命是美國內(nèi)戰(zhàn)的推動力之一，美國內(nèi)戰(zhàn)則拓展了美國的疆土，完成了美國歷史上的第二次資本主義革命，進而為其進行第二次工業(yè)革命準備了條件。此外，“一戰(zhàn)”和“二戰(zhàn)”的輝煌戰(zhàn)績以及被保護的本國工業(yè)、科技和教育體系使美國超越英國成為新帝國。
1894年，美國的工業(yè)總產(chǎn)值躍居世界之首，成為世界第一經(jīng)濟強國。這一年，距離這個新國家的誕生僅僅118年，距離這片新大陸被發(fā)現(xiàn)也只有400年。
從18世紀開始，中國又經(jīng)歷了什么？
彼時，中國還沒能推翻封建統(tǒng)治，舊政治體制依舊嚴重地束縛著生產(chǎn)關(guān)系，無法釋放出新興的生產(chǎn)力，中國不僅沒能進入電力時代、石油時代，更沒能趕上批量生產(chǎn)的時代。中國陸續(xù)經(jīng)歷了革命與戰(zhàn)亂：甲午中日戰(zhàn)爭，戊戌變法，義和團運動，八國聯(lián)軍侵華戰(zhàn)爭，辛亥革命，軍閥混戰(zhàn)……始終處于動蕩之中。
在第二次工業(yè)革命時期，盡管中國也曾有過所謂的“黃金十年”的契機，但當時中國所引進的工業(yè)，如蘇南地區(qū)繅絲工業(yè)的興盛，都是發(fā)達國家第一次工業(yè)革命的剩余產(chǎn)物。中國并沒有建立起一套完整的、適用于第二次工業(yè)革命的產(chǎn)業(yè)體系，農(nóng)業(yè)國的性質(zhì)沒有得到根本性的轉(zhuǎn)變。隨后，日本入侵又打斷了中國工業(yè)化的進程。
革命與戰(zhàn)亂使中國錯過了第二次工業(yè)革命的機遇。其直接結(jié)果是：在15世紀之前，中國一直走在世界的前列；然而到了1950年，中國經(jīng)濟總量降至世界的1/20。
1820~1913年，全球經(jīng)濟總量約增長了4倍。其中，西歐增長了近6倍，英國增長了6倍還多，而由于帝國主義的侵略及掠奪，中國前50年是負增長，后50年有所增長，但總量基本保持不變。
這就是中國錯失第二次工業(yè)革命的故事。與錯失第一次工業(yè)革命機遇相比，這一次的錯失不僅僅是失之交臂、被人趕超，而是使中國人感受到了切膚之痛，也深刻地體會了“落后就要挨打”的硬道理。
我們一直認為工業(yè)革命的核心是技術(shù)革命，然而再深究一步就會發(fā)現(xiàn)，人類社會以往兩次工業(yè)革命的驅(qū)動和核心其實都是“能源替代”。大國的興衰完全可以從能源方面尋找注腳。
過去的一個世紀是美國世紀，也是石油世紀。
早在19世紀80年代，美國就已經(jīng)趕上并超過了英國。1871年，英國的鋼鐵產(chǎn)量為660萬噸，美國為170萬噸；1900年，英國的鋼鐵產(chǎn)量為910萬噸，美國則猛增到1400萬噸。1850年，英國工業(yè)產(chǎn)值占世界的39%，而美國只占15%；到了1913年，英國的工業(yè)產(chǎn)值只占世界的14%，而美國卻占36%。1870~1913年，美國工業(yè)生產(chǎn)增長了81倍，而同一時期英國只增長13倍；1913年，美國工業(yè)產(chǎn)值躍居世界第一位，英國則下滑至世界第三位。
在此基礎(chǔ)上，美國經(jīng)濟在20世紀80年代達到全球巔峰。杰里米?里夫金認為，這背后的“功臣”是充足且廉價的石油、汽車和民眾消費，而前者是后兩者的基礎(chǔ)。
如今，中國與其他各國站在第三次工業(yè)革命的同一起跑線上。新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度已經(jīng)超出我們所有人的想象。對中國來說，這是一次難得的機遇，如果能夠抓住這次機遇，將會重新確立中國在世界的強國地位。
“石油世紀”還能持續(xù)多久？
可以說，在第二次工業(yè)革命時期，各國發(fā)展的最根本規(guī)律就是經(jīng)濟高速發(fā)展與化石能源消費高速增長同步。
1950~1973年，全球經(jīng)濟增長達到有史以來的最高速度，23年的平均增長速度為4.91%，接近1870~1913年煤炭黃金時代增長速度的2.5倍，全球經(jīng)濟總量實現(xiàn)了3倍的增長。其中，日本23年的平均經(jīng)濟增長速度達到驚人的9.29%，整個經(jīng)濟總量大約增長了8倍；而美國平均經(jīng)濟增長速度為4.8%，是過去100年增長速度的2.2倍左右，經(jīng)濟總量也實現(xiàn)了3倍的增長。高速增長背后的能源推動力正是量足價廉的石油—到1973年，石油產(chǎn)量占整個能源產(chǎn)量的43%左右，一個全面依賴石油的經(jīng)濟體系與文明體系基本形成。
在《第三次工業(yè)革命》中，杰里米?里夫金在開篇不久就給出了一個讓普通人相當震驚的論斷：2008年7月的世界金融危機可以看作是全球化的巔峰期，在一個依賴石油和其他化石燃料的經(jīng)濟體系中，我們已經(jīng)竭盡全力卻又無能為力。不管我們接受與否，我們正處于第二次工業(yè)革命和石油世紀的最后階段。
作為新能源的忠實信徒，我在讀到這一論斷時并沒有十分震驚，而有一種巧遇知音般的欣喜。在我看來，石油退出歷史舞臺的速度要比普通人想象中的快得多，如果中國能夠把握住第三次工業(yè)革命的機遇，美國主導的石油體系極有可能被中國主導的太陽能體系代替。
那么，石油世紀還能維系多少年的輝煌呢？
首先，我們從石油探明儲量角度討論。從每年國際能源署（IEA）發(fā)布的石油探明儲量數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，1991~2011年，全世界石油探明儲量不斷增加，特別是2001~2011年，平均每年增加50多億噸。目前，全世界已探明的石油儲藏量約有16520億桶。
接下來，我們再看一下石油產(chǎn)量。為荷蘭皇家殼牌石油公司工作的地球物理學家金?哈伯特曾在20世紀50年代預測，大約在2025~2035年，全球石油產(chǎn)量將達到峰值（日產(chǎn)7000萬桶）。國際能源署發(fā)布的《2010年世界能源展望報告》顯示，這個峰值在2006年就已經(jīng)達到，此后能源開采會日益困難、成本會不斷提高，全球經(jīng)濟會出現(xiàn)震蕩。事實上，世界石油產(chǎn)量在2008年已經(jīng)實現(xiàn)日均8173萬桶。
再來看看石油的消費。目前，全世界每天消耗石油8000萬桶（每7桶合1噸），其實際消費量也在逐年增加。例如，1999年為34.62億噸，2006年為38.9億噸，年均遞增1.68%。約40%的石油用于機動車，全球機動車使用量在1999年為6.62億輛，2009年增加到8.47億輛，年均遞增2.49%。包括美國在內(nèi)的絕大多數(shù)國家的石油自給率在快速下降，石油日益集中在占全球人口比例不到0.5%的海灣六國手中……
盡管隨著勘探技術(shù)的改進、勘探投入的增加以及統(tǒng)計方法的改變，石油探明儲量的增長速度實際上比開采速度的增長更快，但是無論如何，石油總歸是一種不可再生的資源，地球上的石油總量終究是一個定值，總有被耗盡的那一天。以目前的開采速度計算，地球上的石油儲量只能再支持41年。1
石油資源的日益枯竭、分布的不平衡和利益集團的壟斷，極有可能在石油世紀的最后階段引發(fā)災難，比如某些國家為了爭奪石油資源而發(fā)動戰(zhàn)爭。
這在歷次的石油危機中可見一斑：
1973年10月，第四次中東戰(zhàn)爭爆發(fā)，中東產(chǎn)油國對支持以色列的美國等國家采取減產(chǎn)、禁運、提價等措施，由此引發(fā)了第一次石油危機。其直接結(jié)果是催生了以美國為主的國際能源機構(gòu)，該機構(gòu)由最初與石油輸出國組織對抗轉(zhuǎn)變?yōu)閷υ捄秃献鳌?br />伊朗伊斯蘭革命（1978年至1979年2月）及隨后的兩伊戰(zhàn)爭（1980年9月22日至1988年8月20日）造成國際油價暴漲，繼而引發(fā)了第二次石油危機。其直接結(jié)果是，卡特政府頒布《能源法案》、《原油暴利稅法案》等，節(jié)能、開發(fā)可替代能源等被提上議程。各國開始重視戰(zhàn)略石油儲備。
海灣危機（20世紀80年代）與海灣戰(zhàn)爭（1990年）造成油價上漲，引發(fā)第三次石油危機。其直接結(jié)果是美國國會通過了《能源政策法案》。蘇聯(lián)解體后，里海地區(qū)豐富的石油資源在國際上的地位日益凸顯，并成為美國能源多元化戰(zhàn)略的一個重要組成部分。
“中國世紀”大幕拉開
近年來，美國著名經(jīng)濟學家、地緣政治學家威廉?恩道爾繼其暢銷書《石油戰(zhàn)爭》之后，又撰寫了一本《石油大棋局：下一個目標中國》，直指美國炮制石油枯竭謊言的目的在于控制石油，并利用手中的石油行使世界霸權(quán)。
至今，美國仍是世界上已探明石油儲量最多的國家之一�；蛟S如威廉?恩道爾所說，在未來的一段時間內(nèi)，美國會利用石油繼續(xù)行使世界霸權(quán)，但另一方面，大型能源企業(yè)左右著美國政府的能源發(fā)展決策，因此，美國也有可能受制于石油文明帶來的政治格局，進而喪失新一輪引領(lǐng)世界的機會。
在新能源領(lǐng)域，這一可能正逐漸演變?yōu)槭聦�。奧巴馬總統(tǒng)在第一個任期的上任之初，曾將新能源作為重點發(fā)展行業(yè)，給予一些能源企業(yè)以貸款擔保。位于美國加利福尼亞州的太陽能電池板制造商索林德拉（Solyndra）就在受益之列：2009年獲得5.35億美元的貸款。然而，該公司因經(jīng)營不善于2011年8月底宣布破產(chǎn)，1100名員工全部失業(yè)。
該案例成為支持石油能源的共和黨抨擊奧巴馬的論據(jù)—在2012年的新一屆總統(tǒng)大選中，共和黨指責奧巴馬政府是出于政治動機而給該公司提供貸款擔保，最終使納稅人蒙受巨大損失。這樣的攻擊使美國政府在支持清潔能源發(fā)展方面變得畏首畏尾。
在以往兩次工業(yè)革命中，中國是一個落伍者。在這場光伏革命中，“中國應該領(lǐng)先一把”。中國應該為世界清潔能源的發(fā)展做出貢獻，如果做到了，就相當于我們?yōu)橹腥A民族的偉大復興以及世界的和平與發(fā)展貢獻了一份力量。
與美國不同的是，中國在促進清潔能源發(fā)展方面是急行軍。中國政府在2009年推出了“太陽能屋頂計劃”和“金太陽工程”，隨后，在光伏業(yè)一片哀嚎的2012年，毅然出臺了一系列扶持、補貼太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的利好政策，扶持光伏產(chǎn)業(yè)的態(tài)度非常堅定。
2013年上半年，財政部發(fā)布《關(guān)于分布式光伏發(fā)電實行按照電量補貼政策等有關(guān)問題的通知》，明確按照發(fā)電量給予補貼；此外，光伏電站項目增值稅即征即退50%的優(yōu)惠政策也于9月份出臺。光伏電站運營企業(yè)的增值稅由17%下調(diào)至8.5%，這就相當于提高上網(wǎng)電價，電站回報率將因此上升，這對光伏電站運營企業(yè)來說絕對是利好消息。
我認為，中國政府的選擇是正確的。正如之前所論述的，將來可能是多種新能源并存的時代，但只有太陽能可以挑大梁，風能、水能的發(fā)展將是有益補充。
能源替代的關(guān)鍵時刻也是中國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵時刻。問題在于，中國將以何種姿態(tài)出現(xiàn)？是西方文明的追隨者、挑戰(zhàn)者、發(fā)展者，還是新能源革命中的領(lǐng)導者？
種種數(shù)據(jù)顯示，中國后來居上。比如，中國的國內(nèi)生產(chǎn)總值30多年來一直以年均9%以上的速度增長，是歷史上增長速度最快的經(jīng)濟體；2011年，中國國內(nèi)生產(chǎn)總值為7.3萬億美元，出口總量占全球出口總量的10%，進口總量占全球進口總量的10%；中國是世界第三大科技強國，如今大約有92.6萬名研究人員……我國在許多領(lǐng)域已經(jīng)接近或領(lǐng)先世界先進水平。
據(jù)中科院國情分析研究小組預測，2020~2030年，中國的經(jīng)濟總量將位居世界第一；2040~2050年，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值將達到目前發(fā)達國家的水平；21世紀末，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值和人均社會發(fā)展水平兩項重要指標均可達到發(fā)達國家水平。
這意味著“中國世紀”的到來。那么，在如此快的發(fā)展速度下，中國憑借目前的能源、資源與環(huán)境容量能否支撐起一個中國的世紀？關(guān)于這個問題，我認為只有一條解決方案，即中國要做綠色崛起的代表，以最小的環(huán)境代價和最合理的資源消耗獲得最大的經(jīng)濟效益和社會效益。
照此推理，“中國世紀”必須是“太陽能世紀”。

“終極替代”，誰領(lǐng)風騷？
在我們賴以生存的地球上，人類已經(jīng)繁衍出了第70億名成員，她的名字叫丹妮卡?卡馬喬。如何使以卡馬喬為代表的人類后代過上綠色、和平、可持續(xù)的新能源生活？化石能源有三大死穴—“質(zhì)、量、分布”，使其無法支撐世界文明的可持續(xù)發(fā)展，而風能、核能、潮汐能等新能源也各有各的局限，唯一可靠的能源替代將是太陽能替代煤炭和石油。
這是一次“終極替代”，我已經(jīng)越來越真切地感受到它的氣息。
化石能源三大“死穴”
2011年10月31日，菲律賓馬尼拉一個名叫丹妮卡?卡馬喬的女孩一出生就被載入史冊，因為她是這個地球上的第70億個居民。
丹妮卡?卡馬喬并不知道，她的誕生是人口數(shù)量的一個新的里程碑，同時也令遠在中國北京的我憂心忡忡：世界人口已經(jīng)達到70億，人口的增長必然帶來能耗的增長，要滿足超出人口數(shù)量幾倍比例增長的人類能耗需要，作為一名致力于推動綠色能源的企業(yè)管理者，我該如何努力才能讓中國的光伏產(chǎn)業(yè)盡早惠及小女孩的生活？
于是我想到，應該盡快讓大家理解可再生能源替代傳統(tǒng)化石能源的必然性和必要性，并通過自己的努力加快這一替代過程的實現(xiàn)。
所以，我要向全世界大聲呼吁：太陽能時代已經(jīng)到來，化石能源正在加速退出歷史舞臺，這是一個不可抗拒的歷史潮流，也是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，太陽能才是人類未來的希望所在！
我之所以認定新能源革命的必然性，基本根據(jù)就是兩條：一是以化石能源為主體的傳統(tǒng)能源體系將難以為繼；二是依托可再生能源優(yōu)越稟賦形成的新能源體系將逐漸成為替代者。一個難以為繼，一個可以替代，革命當然就要發(fā)生了。
那么，為什么說以化石能源為主體的傳統(tǒng)能源體系難以為繼？這是因為化石能源在數(shù)量、質(zhì)量、分布三個方面存在的硬制約和由此產(chǎn)生的不可克服的弊端。這是它的三個“死穴”。
第一，化石能源存在“數(shù)量”上的硬制約。全球化石能源的儲量是一個定數(shù)，探明儲量和開采量的增加只是利用層次的改變，并不是數(shù)量的增加。作為一種既定數(shù)量的資源，它只會越消耗越少。
儲量是固定的，而人口卻是不斷增加的，經(jīng)濟也是不斷增長的。隨著工業(yè)化的普及和生活水平的提高，人類對于化石能源的消耗量迅速增加。更重要的是，能耗并不是與人口數(shù)量同比增長，而是超出其幾倍。
2007年，美國能源信息署預測，2010年世界能源需求量為105.99億噸油當量，2020年將達到128.89億噸油當量，2025年將達到136.50億噸油當量。事實上，我們所消耗的能源遠遠超出原先的預測。而根據(jù)世界能源權(quán)威機構(gòu)的分析，主要化石能源的可開采年限并不是很長。
第二，化石能源存在“質(zhì)量”上的硬制約�；�石能源主要是碳氫化合物或其衍生物，通過化學反應達到能源利用，在此過程中，可能導致嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。相關(guān)研究表明，大氣中主要有五種污染物：氮氧化物（如一氧化氮與二氧化氮）、硫氧化物（如二氧化硫）、碳的氧化物（主要是一氧化碳）、碳氫化合物（如甲烷）以及各種懸浮顆粒物，它們基本上都來源于化石能源的使用。
使用化石能源的主要后果包括酸雨、臭氧層破壞等。近20年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境污染已經(jīng)成為威脅人類生存與健康的重大因素，尤以空氣污染最為突出。地球?qū)⒃絹碓讲贿m宜人類和其他生物生存。
第三，化石能源存在“分布”上的硬制約�；�石能源深埋于地下，它的分布是固定的，而且在世界各國的分布是不均衡的。其不均衡體現(xiàn)在：第一，數(shù)量上的不均衡，有的國家多，有的國家少，有的基本沒有；第二，品種上的不均衡，有的國家石油多，有的國家煤炭多，有的國家天然氣多。
除儲量、品種分布的不均衡外，供需狀態(tài)也不平衡。在一國范圍內(nèi)看，能源儲量和能源消費不對稱。有的國家儲量多，而消費少；有的國家消費多，而儲量少。比如，中東地區(qū)石油儲量很大，約占世界總儲量的65%，但人口總數(shù)少，消耗量也少；歐美等工業(yè)發(fā)達地區(qū)石油消耗量很大，而儲量相對不足，這就需要從國外進口。
對任何一個國家而言，能源都是其生存和發(fā)展的最重要的資源，保證能源供應都是頭等大事。在能源分布不均衡的情況下，解決供應和消費不平衡的問題必然會催生國與國之間的各種紛爭。可以說，化石能源左右著我們?nèi)祟悺?br />在全球經(jīng)濟體系下，任何商業(yè)活動都與化石能源息息相關(guān)，整個人類文明都建立在碳資源上。石油緊缺必然會帶來石油價格的上漲，這將直接導致全球商品和服務價格的攀升。同時，石油價格上漲將引起糧食危機和社會秩序騷亂。為轉(zhuǎn)移國內(nèi)矛盾，許多國家通常會選擇將問題國際化，尋求外界擴張，爭奪能源要地就成了戰(zhàn)爭的導火索�？梢姡�能源危機可能引發(fā)一系列可怕的連鎖反應，會上升到國家的戰(zhàn)略問題高度，直接關(guān)乎人類的生存和人類文明的延續(xù)。
因此，不均衡的化石能源會直接影響人類文明的延續(xù)。當可替代的新能源出現(xiàn)時，化石能源逐漸退出歷史舞臺將成為必然。
該是哪一種？
我們可以用什么來替代化石能源？我認為，對中國來說，太陽能是最好的選擇。
我們先討論風能。風能除蘊藏量豐富外，還具有可再生、永不枯竭、清潔無污染等諸多優(yōu)點。風是一種自然現(xiàn)象，由太陽輻射熱引起。太陽光照射到地球表面，地球表面各處受熱不均，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對流運動，風由此形成。雖然到達地球的太陽能中只有2％能夠轉(zhuǎn)化為風能，但其總量仍十分可觀。據(jù)估算，地球上的風能資源是水能資源的10倍，高達53萬億度/年。即使2020年全球的電力需求增長至25萬億~30萬億度，從純技術(shù)的角度講，只需利用地球上50%的風能就能夠滿足全球的電力需求。
風力發(fā)電成本逐年下降，目前達到每度0.5~0.6元，是眼下最具成本優(yōu)勢的可再生能源。風能資源豐富地區(qū)的風力發(fā)電成本與燃油發(fā)電或燃氣發(fā)電的成本相比，已經(jīng)具備成本競爭力。
中國初步探明的風能資源在陸地上約為2.53億千瓦，沿海約為7.5億千瓦，總計約為10億千瓦，但這一風能資源只是10米低空范圍內(nèi)的風能，如果擴展到50~60米以上的高空，這一數(shù)字將至少再增加一倍，即20億~25億千瓦的風能資源。如果其中的2/3被開發(fā)，將可達到水能資源的4倍以上，開發(fā)前景十分廣闊。
但從我國風能資源的分布看，分布不均衡的問題比較突出。資源豐富的地區(qū)集中在東北、內(nèi)蒙古、新疆、西藏和沿海地區(qū)，西南地區(qū)和中部的風能資源相對貧乏。由于地形的影響，風力的地區(qū)差異非常明顯。在鄰近的區(qū)域，有利地形處的風力往往是不利地形處的幾倍甚至幾十倍。
風能也具有密度低、風力不穩(wěn)定等缺點。此外，其發(fā)電能力僅相當于傳統(tǒng)化石能源的1/3左右，其遠距離輸送成本也頗高（理論上是煤電的3倍），若將此成本計算在內(nèi)，則其成本優(yōu)勢并不明顯。
雖然海上風能資源更豐富，但海上風能的建設(shè)、開發(fā)和運行遠比陸地上復雜得多。比如，中國海洋功能區(qū)域劃分不是很明晰，海上風電開發(fā)牽涉到海洋局、海事、軍事、交通、漁業(yè)等多個部門的利益。風電場項目距離海岸較近時，較易和漁業(yè)、生態(tài)保護等發(fā)生沖突；距離海岸較遠時，又會影響航道。
在風機運營過程中，維護成本高企也成為制約其發(fā)展的重要因素。由于遠離海岸，維護工作需要特殊的設(shè)備和運輸工具，并網(wǎng)均需要進行額外投入，而且配套零部件以進口為主。目前，無論是建設(shè)成本還是運行成本，海上風電場都要高于陸上風電場。
接下來，我們再來討論水能。中國能源探明總儲量的構(gòu)成為原煤85.1%、水能11.9%、原油12.7%、天然氣0.3%，能源剩余可采總儲量的構(gòu)成為原煤51.4%、水能44.6%、原油2.9%、天然氣1.1%。我國傳統(tǒng)能源以煤炭和水能為主，水能僅次于煤炭，居于十分重要的地位。
然而，中國水資源雖然豐富但分布不均—西多東少，主要集中在西部和中部地區(qū)。根據(jù)漢能2006年的研究數(shù)據(jù)，在全國可開發(fā)水能資源中，東部的華東、東北、華北三大區(qū)域僅占6.8％，中南五大區(qū)域占15.5％，西北地區(qū)占9.9％，西南地區(qū)占67.8%。在西南地區(qū)，除西藏外，四川、云南、貴州三省占全國的50.7%。
此外，大型電站比重大且分布集中。各�。▍^(qū)）單站裝機10萬千瓦以上的大型水電站有203座，其裝機容量和年發(fā)電量占總數(shù)的80％左右；而且，70％以上的大型電站集中分布在西南四省。
更不均衡的是，中國氣候受季風影響，降水和徑流分配不均，夏秋季4~5個月的徑流量占年徑流量的60%~70％，而冬季的徑流量卻很少，因而水電站的季節(jié)性電能較多。
水能開發(fā)同樣面臨挑戰(zhàn)。一方面，中國地少人多，修建水庫往往受到淹沒損失的限制，而在深山峽谷或河流中修建水庫雖可減少淹沒損失，但必須建高壩，工程比較艱巨。另一方面，中國大部分河流，特別是中下游，往往有防洪、灌溉、航運、供水、水產(chǎn)、旅游等綜合利用要求。在水能開發(fā)時往往需要統(tǒng)籌規(guī)劃，牽一發(fā)而動全身，需要綜合考慮整個國民經(jīng)濟的最大經(jīng)濟效益和社會效益。
可再生能源團隊中的其他成員，比如生物質(zhì)能、潮汐能和地熱能等，尚未得到規(guī)�；�運用，且在“質(zhì)量”與“數(shù)量”上各有各的缺憾（下文會詳細論述）。至于頁巖氣，在我看來，它并不屬于可再生能源（下文會詳細論述）。
幸運的是，我們還有太陽能。太陽是地球的主要能源供應者。太陽在其核反應過程中釋放的能量是巨大無比的，其中只有二十二億分之一的能量經(jīng)過1.5億公里的長途跋涉來到地球，30%的能量被大氣層反射回宇宙，23%的能量被大氣層吸收，最終，每秒到達地球表面的功率仍然高達80萬~85萬千瓦，相當于每秒燃燒500萬噸煤釋放的能量。這些能量形成了水能、風能、潮汐能、地熱能等。事實上，化石能源也是太陽能的轉(zhuǎn)化物。因此，在新能源的替代中，太陽能理應成為最佳選擇。
終極替代
經(jīng)過對比我們得出結(jié)論：太陽能是最符合21世紀發(fā)展需求的新能源。那么，在適當?shù)臈l件下，當我們實現(xiàn)太陽能發(fā)電的低成本、實現(xiàn)平價上網(wǎng)（太陽能發(fā)電成本與傳統(tǒng)能源發(fā)電成本相當）時，分布式發(fā)電站就能夠得到普遍認可與普及。屆時，新能源將實現(xiàn)對化石能源的“終極替代”。
從目前的形勢看，“終極替代”離我們越來越近。在我國，光伏電站項目越來越多，超過70%的光伏裝機容量都來自大型光伏電站。在世界范圍內(nèi)，分布式占光伏累計總裝機容量的68.9%，在美國超過83%，德國超過85%，日本更是高達90%以上。從2012年開始，歐美主流的“分布式”光伏發(fā)電也在中國悄然興起。分布式光伏設(shè)備主要安裝在家庭、工廠的屋頂上，自發(fā)自用，多余的電量再上傳至電網(wǎng)。
2012年，在國家能源局的多份文件中，“分布式”取代光伏電站成為政策關(guān)注的重點。在提法上，對光伏電站的要求是“有序推進”，而對“分布式”的要求則是“大力推廣”。
2012年10月26日上午，國家電網(wǎng)召開了一場新聞發(fā)布會，這標志著并網(wǎng)政策出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機。國家電網(wǎng)宣布，接受6MW以下的分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)，并承諾為此類項目的接入提供便利，受理、制定接入電網(wǎng)方案，并網(wǎng)調(diào)試全過程均不收取任何費用。不僅如此，2012年12月19日召開的國務院常務會議更是明確提出，“積極開拓國內(nèi)光伏應用市場，著力推進分布式光伏發(fā)電”。
對于剛剛經(jīng)歷過2012年歐美“雙反”的光伏企業(yè)來說，如果國內(nèi)的“分布式”市場能夠順利開啟，無疑將成為消化光伏產(chǎn)能的一個新出口。
不僅是個人，企業(yè)也在紛紛響應。2013年7月30日，中國航空工業(yè)集團公司（簡稱“中航工業(yè)集團”）400MW分布式光伏發(fā)電示范項目首批20MW項目在石家莊中航通飛華北飛機工業(yè)有限公司開工建設(shè)。這是在7月15日國務院出臺《關(guān)于促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展若干意見》后，我國首個啟動的大型分布式光伏發(fā)電項目，中航工業(yè)集團也成為我國第一家利用自身的廠房屋頂建設(shè)分布式光伏項目的大型中央企業(yè)。
至于成本與普及問題，從目前來看，應該很快就能攻克。就成本而言，國內(nèi)外的太陽能電池生產(chǎn)商都在努力，目前太陽能電池的發(fā)電成本越來越低。從2011年6月10日國家能源局與亞洲開發(fā)銀行聯(lián)合召開的太陽能發(fā)電規(guī)�；�發(fā)展研討會上傳來的消息顯示，光伏發(fā)電的成本比3年前降低了50%；在不考慮土地成本的情況下，中國的太陽能發(fā)電價格已降至1元/度以下。按照這樣的速度，也許在3~5年內(nèi)，太陽能電池的發(fā)電成本已經(jīng)可以接近火電。
事實上，已有研究表明：火電等化石能源如果加上其對環(huán)境影響的成本，其綜合成本已在0.7元/度以上。
關(guān)于普及問題，中國一直在努力解決商業(yè)模式問題，比如賣給電網(wǎng)的上網(wǎng)電價是多少；政府怎么補貼，又怎么退出補貼。畢竟，政府補貼的目的是將來不用補貼。這些政策性的問題是各國政府都在努力解決的。
2013年7月31日，國家財政部發(fā)布通知，確定了分布式光伏發(fā)電項目按電量補貼的實施辦法：國家對分布式光伏發(fā)電項目按電量給予補貼，補貼資金通過電網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)付給分布式光伏發(fā)電項目所在的單位。
清潔能源將占50%
根據(jù)多年的從業(yè)經(jīng)驗，我得出一個判斷：到2035年，清潔能源將占全球一次能源利用總量的50%。
有人可能會問，50%是不是太樂觀了？我的回答是，占比低于50%只能算作補充，不足以證明清潔能源是對化石能源的一種“替代”。我認為，很多人往往高估1~2年的變化，而低估5~10年的變化，更何況是20年以后！歷史已經(jīng)證明，能源結(jié)構(gòu)上發(fā)生“替代”的時間間隔一次比一次短。
目前，包括太陽能在內(nèi)的清潔能源在能源消費結(jié)構(gòu)中僅占13%的份額，而化石能源占87%，但新能源的開發(fā)與研究是大勢所趨。美國總統(tǒng)奧巴馬曾經(jīng)預測，到2025年，可再生能源將占全球能源利用總量的25%；聯(lián)合國秘書長潘基文也曾預測，到2030年，可再生能源將占全球能源利用總量的30%。
從世界能源結(jié)構(gòu)演變歷史看，煤炭代替木柴成為主要能源的第一次能源消費結(jié)構(gòu)變革用了100多年；石油替代煤炭成為主要能源的第二次能源消費結(jié)構(gòu)變革用了 60年左右；目前，能源結(jié)構(gòu)正朝著高效、清潔、低碳甚至無碳的方向發(fā)展。專家們預計，可再生能源有望在2050年全面替代化石能源。但我認為，替代有可能不需要那么長的時間，因為光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新?lián)Q代的速度、光伏發(fā)電成本降低的速度超乎我們的想象。
或許很多人認為我說的事情虛無縹緲，認為清潔能源替代化石能源遙不可及，而作為身處一線的企業(yè)管理者，我有最直接的感悟和體會，我天天都能看見市場的硝煙，聽見市場的炮聲，而一線的實踐表明，這一替代并不遙遠。里夫金是清潔能源的積極倡導者，但在企業(yè)實踐中，技術(shù)的發(fā)展速度之快仍然超乎他的想象。
從2000年開始，太陽能的發(fā)展在5年內(nèi)實現(xiàn)了超過40%的世界年均增長速度。20世紀90年代初，全球太陽能電池的產(chǎn)量不足100MW；到20世紀90年代末，全球太陽能電池的產(chǎn)量已經(jīng)飆升至287.7MW，年均增長20%。2000~2006年，這個數(shù)字增至2.5GW。
2011年，全球太陽能光伏電池產(chǎn)量為37.2GW，相比2010年的27.4GW提升了36%；2012年第一季度，全球太陽能光伏電池產(chǎn)量同比增長率高達120%。即便是受到歐盟“雙反”的影響，中國2012年上半年的太陽能電池產(chǎn)量仍高達11.3GW，占全球總產(chǎn)量的63%左右。
除了產(chǎn)量的提升，太陽能技術(shù)的進步更是重中之重。漢能選擇的方向是薄膜技術(shù)。我們依據(jù)電池材料，可以將薄膜電池分為三類：硅基薄膜電池、化合物薄膜電池和染料敏化太陽能電池。其中，只有非晶硅薄膜、碲化鎘薄膜和銅銦鎵硒薄膜實現(xiàn)了商業(yè)化。
資訊傳媒OFweek行業(yè)研究中心出版的《2013~2015年全球與中國薄膜電池行業(yè)市場研究及預測分析報告》顯示，全球薄膜電池行業(yè)興起于2005年，在短短5年內(nèi)，薄膜電池產(chǎn)量就從100MW增長到2009年的1981MW。
該報告還預測，2013年全球薄膜電池產(chǎn)量將比2012年增長30%，而2014~2016年全球薄膜電池產(chǎn)量的年均增長率在25%左右。預計到2016年，全球薄膜電池產(chǎn)量將達到12.5GW，行業(yè)產(chǎn)值將達到70億美元。而且，薄膜電池的發(fā)電成本也在持續(xù)下降，MiaSole公司擁有世界上最先進的薄膜技術(shù)，其生產(chǎn)的銅銦鎵硒薄膜光伏組件量產(chǎn)轉(zhuǎn)化率已達15.5%，預計到2014年，生產(chǎn)成本將降至0.5美元/瓦。
光伏企業(yè)通過多種渠道，快速把太陽能引入人們的生活。第一，各國紛紛出臺“屋頂計劃”，將太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝在屋頂或住宅、辦公室和公共建筑的外墻，與電網(wǎng)連接并向電網(wǎng)輸電。
第二，在新建筑模式下，光伏企業(yè)與房屋開發(fā)商合作，以太陽能發(fā)電為設(shè)計特點，請建筑師將電池整合在建筑物中，取代傳統(tǒng)的建筑材料。這類建筑同樣可以接入公共電網(wǎng)，比如中國無錫機場屋頂?shù)奶�陽能離網(wǎng)項目。
第三，將電池模塊安裝在系統(tǒng)上，太陽能發(fā)電系統(tǒng)通過充電控制器與蓄電池連接，生產(chǎn)的電力可以儲存起來供日后使用。
第四，挖掘各種新市場，比如太陽能照明、太陽能汽車等。
第五，薄膜電池具有便攜、可卷曲等特性，可以用來制造消費類電子產(chǎn)品和小型電器。
在這些利好因素的綜合作用下，光伏產(chǎn)業(yè)的春天即將來臨。
就我國而言，光伏應用市場已經(jīng)打開，我國將由以前的光伏制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)閼�用方面的領(lǐng)先者。通過大規(guī)模的結(jié)構(gòu)調(diào)整，廣泛應用新的更好的產(chǎn)品，比如薄膜、轉(zhuǎn)化率高的晶硅等，從而大幅降低整個市場成本，這樣老百姓就能買到便宜的太陽能電力并最終實現(xiàn)平價上網(wǎng)。這一天并不遙遠：2012年下半年，意大利已經(jīng)實現(xiàn)平價上網(wǎng)，中國在兩三年內(nèi)也將實現(xiàn)。
一旦太陽能的發(fā)電成本等于或低于傳統(tǒng)化石能源的發(fā)電成本，替代還會遠嗎？