我们的时代需要创新 寻找新普罗米修斯

　　能源紧缺时代的出路何在？从能源价值链条的源头到终端，创新不仅将缓解能源困局，更能带来新的商业机会

　　本刊记者 王亦丁 余勇 赵聪慧 昝慧日方| 文

　　“能源紧缺”这一命题也许并未说中我们时代能源问题的本质。的确，在油价飞涨、 拉闸限电和加油站排队的消息此起彼伏的今天，紧缺的感觉无比真切，但那可能仅仅是因为我们限制了自己的视野和思维方式。

　　从普罗米修斯的火种开始，能源就一直是人类文明发展的“血液”。二战后全球经济的发展显示，能源开发和利用的增长速度与GDP的增长是同步的。当我们最重要的能源——石油和煤炭——储备已经见底的时候，关于能源的创新，无疑就成为这个时代最需要的创新。

　　回顾能源的历史可以帮我们找到创新思维的入口。在整个前资本主义时期，木柴等在能源消费中居首位，这是所谓“木柴能源时代”；以蒸汽机为标志的18世纪的资本主义产业革命，促进了煤炭的大规模使用，到20世纪初，煤炭在世界能源消费结构中占95%，人类开始进入能源的“煤炭时代”；20世纪内燃机问世，飞机、汽车制造业等兴起，各工业部门和运输业相继采用以石油为燃料的动力装置，从1960年代中期开始，石油取代了煤炭，成为主要能源，进入了“石油时代”。

　　如今，包括石油和煤炭在内的不可再生能源占据了世界能源总消费量的98%以上，按消耗量的增加率推算，世界已探明石油储量的80%将于2015—2035年耗尽，天然气只可维持使用40—80年，煤炭还能支持200—300年使用。

　　接下来呢？答案其实很简单——寻找新能源，进入属于未来的下一个能源时代。事实上，变革已经在发生，从能源价值链条的源头到终端，技术的创新已经为我们揭示出新的方向，从各种可替代能源，到更有效率的传统能源开采、分配和使用方式，再到包括衣食住行在内的各个使用能源的产品终端，创新不仅将缓解能源困局，更带来新的商业机会。

　　新能源的曙光

　　在德国莱比锡附近，经过一片鲜嫩的绿草地和有众多野天鹅栖息的池塘之后，会看到成千上万个朝向太阳的银色花朵，它们成整齐的队列排开。这是世界上布局最大的太阳面板发电序列之一，这里的3万多个光电板，产生的电力足够供给1800个家庭的日常使用。

　　在丹麦阴沉的天空下，从远远的地平线上就能够看到一片片巨大风车的海洋。一个比机翼还长的刀刃在强烈的南风中缓缓转动，这就是风力涡轮。三只40多米长的叶片每扫过一次所产生的嗡嗡声就好像要割裂天空。这些风车巨人提供了丹麦全国用电量的20%。

　　在从

汉堡到柏林的路上，你能够闻到燃烧生物柴油所产生的特殊香味。现在德国每年大约使用4.5亿加仑的生物柴油，已经占其柴油消耗总量的3%。

　　在巴西，政府从1975年就开始首倡“汽油醇计划”，如今巴西年产乙醇约1000万吨，其中97%用于汽车燃料，是世界上惟一不供应纯汽油的国家。

　　在上海，利用垃圾发电技术，一个垃圾发电厂每天处理的垃圾可以供给1500个家庭一个月的用电。

　　人类寻找替代性能源的努力早已开始，大规模商用的条件也已逐渐成熟。事实上，替代性能源的发展并不是煤炭、石油等传统的“化石能源”逐渐枯竭之后的无奈之举；相反，正是在传统能源的成本，包括开发成本和环境成本越来越高昂而无法持续之后，替代性能源的优势才充分得到凸显。作为“战略资源”的石油的式微，还将带来全球政治格局的改写。

　　“太阳能变得越来越便宜，”美国光能公司的总裁丹尼尔?舒加(Daniel Shugar)说，“30年前它可能在卫星上利用更划算，但是现在家庭和公司安装太阳能供电系统也非常便宜，尤其是在常规能源紧缺昂贵的地方”。

　　太阳能的利用目前有两个重要途径，即光热和光电技术。前者如太阳能灶、太阳能热水器，在中国已有广泛应用；后者指的是光伏发电，根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。比较而言，光伏发电更高端，前景更好，在太阳能利用上将是未来的主流。

　　纳米太阳能公司的CEO马丁?罗希森(Martin Roscheisen)把太阳能的未来冀望在纳米技术上。把这些纳米半导体微粒放在手指上，它们很快就会消失在皮肤里，它们的大小仅相当于一个病毒。纳米半导体中孕育着低成本生产太阳能电池的可能，罗希森的公司未来将不会通过厚硅片来生产电池，而是把纳米微粒直接涂在金属箔片上，它们就能自动聚集形成半导体平面，制造出比现在的太阳能面板薄50倍且非常灵活的太阳能电池。

　　在中国，今年2月底正式出台的《可再生能源法》，将可再生能源的发展提升到了国家战略的高度，进一步调动了投资商开发新能源的热情。

　　数据显示，年日照数在2200小时以上的地区约占中国国土面积的三分之二以上，这些地区具有良好的太阳能开发条件。专家估计，按目前光伏能源每年20%到30%的增长速度，20年内我国新增光伏系统节省的总电量就将相当于三峡电站23年的发电量总和。

　　在那些日照不充足的地区，以及在夜晚，太阳能将无用武之地。不过太阳能的另一形式——风能可以成为强有力的补充。在风力发电上，欧洲和北美已经处于世界领先地位，欧洲的风电产能约为35000兆瓦，相当于35个大型火电厂的产能。到2002年底，全球风机装机容量已超过32000兆瓦，并以每年32%的速度增长，有实用规模的风机已经遍布45个国家。

　　在新疆，由于特殊的地形条件形成了9大风区，风力资源丰富且品质良好，可利用总面积约15万平方公里。新疆风能研究所书记杨永保告诉《环球企业家》，达坂城谷地是新疆最大的风区，目前的装机容量为12.5万千瓦。如果按每台风机一年平均工作3500小时测算，整个新疆地区的可装机容量约为8000万千瓦，相当于四个半三峡电站的装机容量。此外，风电地区地势平坦，交通便利，不需要很多前期投入。目前风电厂的建设成本已逼近火电厂，在经济上日益具备可行性。

　　新疆金风股份有限公司投资经营部部长王海波告诉记者，尽管由于风资源的不稳定性而使风电不能被作为骨干电源支撑网，但国际上已经将风电的供能比重目标定在了12%，而在我国，新疆的风电比重是全国最高的，也仅有不足3%，所以我国的风电市场潜力巨大。

　　政策的不完善目前是影响我国风电市场发展的重要制约因素。新疆虽具有丰富的风能，但因其区内电力需求较少且不与国家电网相连，很难得以充分利用。内蒙古天河风能发展有限公司的周建华说，内蒙、河北等地既具备丰富的风力资源，又离电力需求较大的北京等城市很近，天河风能五年前就在内蒙古进行测风、可行性报告和审批等相关程序，然而让周苦恼的是由于国家对新能源扶植政策的不完善，像他们那样的民营企业目前很难在清洁能源市场上立足。而在欧美等发达国家，国家对清洁能源的贷款补贴、全网分摊等政策相当普及。

　　由于风电市场的高速发展，全球风电机组零部件配套能力有限，全球各风机制造商的产能都相对短缺。目前丹麦的Vestas公司和西班牙的Gamesa公司已计划在天津建立风机制造厂，通用电气和印度Suzlon能源等公司也开始在我国积极选址建厂。

　　除了来自天空的清洁能源，替代性能源还可以来源于土壤之中。生物能源技术将“油”变成了像粮食一样可以从土地里源源不断的“长”出来。目前生物能源主要包括乙醇、生物汽油和生物柴油——它们的原料都是植物：在美国是玉米，在巴西则是甘蔗。

　　乙醇作为一种清洁能源，少量使用可作汽油的防爆剂，大量使用则可与汽油混合制造汽油醇作汽车燃料。这种燃料在减少汽油燃烧对大气的污染的同时，还可以增加汽油辛烷值，提高燃烧效率。

　　美国的汽车现在使用的汽油普遍添加10%到15%的乙醇，巴西则在1980年就开始普遍推行含22%乙醇的汽油燃料。2002年起，我国也开始在部分地区进行添加10%乙醇的汽油试点。

　　然而生物能源最大的限制因素是土地问题。植物的光合作用对太阳能的利用效率要比光伏太阳能低得多，规模发展就需要大量土地，成本必然高企。目前在美国、巴西都对汽油醇进行政府补贴。

　　世界各地的研究人员正在寻求可将玉米秸、稻草、木屑等有机废料转化成酒精的方法。将生物废料炼成酒精的困难在于如何将其中的纤维素更多地转化为葡萄糖，酶和其它微生物在这个过程中至关重要。

　　全球白色生物技术的领导者丹麦诺维信(Novozymes)公司总裁斯蒂恩?利斯加德(Steen Riisgaard)对《环球企业家》说：“要使这个过程在商业上可行，一个重要的条件是纤维素酶的成本必须至少下降到原来的十分之一。目前这种超级纤维素酶我们正在研究之中。”

　　诺维信公司的酶制剂产品目前占据了全球酶制剂市场44%的份额。生物废料在世界上每一个角落都可以找到，如果这项新的酶技术研究成功，就可以极低成本大量生产乙醇，那将是一场革命性的进步。据保守估计，美国的生物废料每年能够生产300亿加仑酒精，这相当于美国2002年汽油销售总量的22%。

　　提高乙醇在汽油醇中所占百分比的努力目前也进展顺利，一种“弹性燃料发动机”能够根据混合燃料的百分比自动调节燃油喷射。所有的问题变成了如何开发汽油醇。美国国会通过的一项法案要求未来10年内大力发展乙醇工业，将每年燃料乙醇的使用量增加到1000万吨。

　　更多的替代性能源正在进入我们的视野，比如深海水发电、垃圾焚烧发电和地源热泵技术；还有一些则早已存在，比如核电。在法国，核能发电量已占到了总能源供给量的78%。中国的目标是在2020年使核电实现满足6%的国民电力需求。中国国家核能集团总经理康日新说，为实现这一目标，需要在未来15年内新建30个百万千瓦级的核电站。

　　国际能源机构的市场调查分析报告称，今后全球将迎接新一轮的核电站建设高峰，预计在2030年前的25年中，全世界在核电站建设领域，包括核电站的一系列成套设备、交通运输设施、配套附属设施建设、土木工程建设、钢材和水泥等主要建材的投入，总投资需2000亿美元以上。

　　传统的革新

　　“当岩层被穿透后，石油就像黑色喷泉那样喷薄而出，石油是多么的轻盈、芳香和令人钟爱”，这是一位外国记者描述他在沙特“石油之城”谢拜的见闻，然而，这并不是国际能源业的图景，在距离谢拜300英里以外的盖瓦尔才是。这里曾经每天600万桶的石油产量相当于全世界石油消费量的十二分之一，但目前它的油田含水量高达30%。

　　盖瓦尔也许代表了全球石油行业的境遇，越来越多的石油被开采出来，但经营者必须往油井注水才能使石油继续流出，直到最终流出的全部是水，油田也不再具有开采价值。在中国，大庆、胜利两大油田的含水量已经超过50%，从1990年代开始，大庆就开始限产以延长油田的开采寿命。

　　全球的石油公司在压力下都被迫重新发明和勘探开采技术：今天的钻头可以到达地下10英里的深处，可以向任何方向转动，甚至可以利用大型计算机将地下的油层和天然气岩石层用三维动画清晰表现，以确定钻井的最好路线。现在的石油工业可以在任何地质和气候环境下作业，不仅如此，对于石油地质认识的深化让一个个新发明诞生，在以往并不被看好的深海，也被认为是未来石油开采的大竞技场。

　　在加拿大阿尔伯达省，沉积的沥青砂相当于1.6万亿桶石油，这几乎超过了世界上探明的原油总量。油砂是石油渗入到地球表面的多孔性砂中而形成的，壳牌利用一系列技术可以将砂中的石油提取出来，从而每天从这里获得超过60万桶石油。从2003年建立油砂矿和工厂，壳牌已经花费了近40亿美金。

　　中国仍然是个煤炭经济国家，预计到2010年，煤炭在中国初级能源的比例将仍然维持在60%以上，这意味着，高效煤炭开采和利用技术的发展对中国市场更有实际意义。许多能源专家认为，当全世界都在研究替代碳氢化合物的新能源时，如何找出更洁净的使用碳氢化合物的方法对中国而言更重要。

　　煤脱碳，又称煤汽化，是目前高效利用煤炭资源的主流技术。不像在大多数的发电厂那样将煤炭烧掉，而是将煤炭首先提炼成一种合成气体，再作为燃料进入涡轮机发电。

　　与英国石油公司(BP)合作的清华能源清洁中心正在推广一种高效利用煤炭资源的多联产技术。它通过煤气化炉将煤炭汽化，净化后的干净合成气首先通过合成反应器，生产甲醇、二甲醚、合成油等洁净燃料或其它高附加值化工产品，未反应的尾气不再循环而是直接通往燃气—蒸汽联合循环发电系统。

　　神华能源公司已经开始尝试使用这项技术进行煤制甲醇和煤制二甲醚的项目，其优势在于煤炭的高效低污染利用，“多联产是一种连接近期和远期，满足我国能源可持续发展的战略性关键技术”，BP-清华清洁能源研究中心主任李政对记者说。

　　在能源的终端创新

　　南京市下关区挹江门外，与紧邻城墙根下的小桃园风景区隔河相望的空地上，是正在施工的锋尚楼盘。从外表并不能看出它的独特之处：这是中国第一个零能耗住宅。零能耗，意味着居住者将不用在冷暖空调和日常照明等方面花一毛钱。

　　它的设计师、五合国际高级建筑师刘力博士告诉记者，零能耗是通过以下高科技设计所实现的：混凝土楼板辐射制冷采暖系统的使用使室温一年四季保持在22到26度；自然通风采光的设计和可再生能源的充分利用，使建筑的基本能耗做到7瓦每平米(普通住宅的平均基本能耗是每平米30-40瓦)；屋顶的光伏电池板和太阳能集热器足以提供这7瓦的能源。

　　“这是未来中国建筑业发展的方向”，中国建筑业协会建筑节能委员会会长涂逢祥对《环球企业家》说。

　　建筑是能源消耗的巨大单位，目前在中国，建筑物消耗了50%左右的能源和40%左右的原材料。从建筑总量上来看，不仅中国既有的400多亿平方米城乡建筑中的99%为高能耗建筑，新建的数量巨大的房屋建筑中95%以上仍是高能耗建筑，单位建筑面积采暖能耗高达气候条件相近的发达国家新建建筑的3倍左右。

　　预计到2020年，全国制冷电力高峰负荷将会翻两番，即达到约相当于10个三峡电站的满负荷电力，为了满足2020年短时间空调制冷的高峰负荷，电力建设总投资共约需1.4万亿元。“很多电站的建设只是为了对付夏季几个月的用电需求，很不经济”，涂逢祥说，“开发商只需花费建造成本的6%至7%的费用，给住宅穿上一层‘棉袄’，冬夏两季所用空调的耗电量就会大幅减少，住宅总能耗就能减少一半以上。”

　　随着去年政府开始鼓励节能建筑，中国节能市场出现了空前的繁荣景象，刘力深有感触的说，前几年五合国际的节能设计理念还无人问津，现在却已门庭若市。然而与此同时，中国的节能建筑市场也出现了前所未有的混乱，很多开发商打着某个高科技节能的技术就大肆炒作。“事实上，节能建筑的关键在于系统地应用各种技术，比如高档节能的双层复式玻璃必须跟外遮阳配套使用才能达到节能的目的，但很多开发商往往只将此玻璃安装之后就吹嘘自己的住宅是节能建筑，这都是不科学不负责任的。”刘力说。

　　而我国对于节能建筑政策鼓励的弱势也是影响此行业发展的一个重要因素。在欧洲，政府对节能建筑给予减免税收、低息贷款和特殊补贴等诸多优惠，比如节能建筑利用太阳能发的电在白天用不完，国家就允许其并入国家电网，晚上用电量大的时候再取回来，一存一取间的差价由国家提供补贴。国外的这种模式已经很成熟，但在我国还没有开始应用。

　　“在大哥大时代，没人相信手机还可以拍照看电影听音乐，”刘力说，“我们现在设计的就是大哥大的替代产品——多功能手机，我们建造的是下一代的房子。”

　　下一代的代步工具似乎比房子吸引了更多的眼球。如果说1997年1月推出的第一代丰田Prius还只能引起人们的好奇，2003年推出的第二代很快就被美国环保人士推崇备至。到了油价飙升的2005年，Prius则一跃成为市场热点。以至于在今年年初的美国市场上，一辆2004年生产的Prius二手车卖到了新车的价钱。

　　不断攀升的油价正在提升混合动力汽车的市场份额。今年，在混合动力汽车的最大市场美国，出现了混合动力汽车销售的热潮，预计2005年的销售量将超过过去四年的总和。

　　虽然目前大多数的混合动力车比同级别的汽油车价格普遍高3000美元至5000美元，但研究表明，只需5年的时间，高出的这部分购车成本就会被节省的燃油费和水费所冲抵。去年10月上市的第二代Prius的百公里油耗还不足3升，排放量减少了50%-70%。

　　如果汽车生产商安装混合动力系统的速度与他们过去采用安全气囊和ABS的速度一样快，那么到2010年就会有20%的车辆使用这种动力系统，到2015年这个数字就会增加到80%。

　　随着油价上升到50美元以上，汽车制造商深信混合动力车对于购车者具有无法抵御的吸引力。如此巨大的市场潜力必定会引起全球汽车生产巨头之间的竞争，还可能令整个行业在未来几年内重新洗牌，并促使生产商结成不同的联盟。

　　丰田汽车从1997年推出的Prius，全球累计销售超过40万辆，今年有望达到25万辆，成为目前世界混合动力技术当之无愧的领导者。本田1999年推出Insight混合动力汽车，到今年8月底，其混合动力产品系列累计销售近12万辆。2004年，福特也推出了世界上第一款混合动力SUV。

　　丰田在混合动力汽车上的不俗表现，狠狠的刺激了欧美汽车制造商。一直将氢动力作为主攻方向的宝马在今年9月宣布与通用和戴姆勒-克莱斯勒合作，结成开发混合动力的技术联盟。随后，大众、奥迪和保时捷也宣布将联合开发混合动力技术。

　　在混合动力汽车市场上，已经成为领跑者的丰田希望其他汽车生产商签约使用自己的混合动力技术，将之发展为行业通行标准。事实上，丰田现在正在销售其技术、零部件，很多汽车制造商都在自觉不自觉中学习丰田。而丰田已经把围绕自身混合动力技术的所有可能的专利收入囊中，其他汽车制造商如果不能研发出具有自主知识产权的产品，那么最终就只能向丰田购买需要的专利技术。

　　同济大学校长、国家“电动汽车重大科技专项组”组长万钢教授对此表示乐观。他说《环球企业家》说：“丰田能锁住别人，但它锁不住我们”。

　　在丰田和本田一路遥遥领先之下，国家863计划电动汽车重大专项组的研发布局是“ 三横三纵”： 三横指纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的整车；三纵是指电池、电机和控制系统的关键零部件。政府为该专项计划总体投资24亿元，三大汽车集团、112家科研单位参与了这次规模空前的研发项目。经过四年多的研究，专项组找到了一条与丰田混合动力汽车技术不同的路径。围绕这一项目，中国已经申请了520个专利，其中发明专利310个。

　　专家指出，虽然我国在内燃机汽车技术上距国际先进水平有近20年的差距，但在混合动力汽车方面差距为5年，而在燃料电池汽车技术上，与全球最领先的戴-克最新车型也只有2年左右差距。在局部技术上——比如燃料电池组——中国还具优势。

　　“我们现在的方案还不能和丰田比，它能达到节油45%，我们只能达到30%，但是我们已经不需要向它购买任何技术，”万钢对记者说，“我们现在的情况有点像丰田在1997年。而欧美连1997年都没有到，差不多相当于1995年，刚刚进入这个行当。”

　　不仅仅是汽车公司和建筑商，“绿色”也正在成为飞利浦、通用电气等消费品公司的DNA，尽管环保主义者的矛头通常并不太指向这类公司。

　　飞利浦大力推行手机、照明、电视等低耗能技术的开发，而通用电气也在全球启动了Ecomagination的节能计划，他们难道走火入魔了？或者只是希望赚取噱头？

　　看看飞利浦在全国热播的最新广告：职场精英已经被各种电话打的晕头转向，不停地乘飞机奔波甚至无法充电，而飞利浦最新的9@9C手机可以支持通话一个星期，这是飞利浦绿色计划的一部分，这款手机被评为“待机最长的彩屏手机”。这家老牌消费电子公司正投入巨资于低能耗产品的开发，收回投资仍有待时日。

　　不仅仅是飞利浦，更多的公司开始尝试低能耗产品的研发。通用电气预计环保节能产品的收入将在2010年达到200亿美金，它们都意识到这样的困难：能源越来越昂贵，温室气体越来越严重，环保规章制度越来越严格。

　　“我们希望环保产品的开发不仅仅是个概念，而且对消费者是经济的，这样产品的商业价值就最大化”，飞利浦中国首席市场官陈继钧说。在道琼斯可持续发展指数中，飞利浦名列榜首，而对于通用电气而言，伊梅尔特确信Ecomagination是一种销售更多服务和产品的手段，包括使用更清洁的方式来烧煤，用更有效率的废水处理系统，还有核能和氢燃料电池。

　　通用电气为此制定了明确的项目计划。通用电气将17类产品认定为“达到且具有重大环境保护优点”的标准，包括Lexan节能塑料板，存水洗衣机，有效利用燃料的GEnx喷气发动机等等。CEO伊梅尔特5月份宣布，通用电气未来在环保项目上的研发投入将翻两番，到2010年达到15亿美元。

　　与三星和

苹果们在创新技术上的突飞猛进相比，飞利浦已经为其低能耗的产品开发制定了更为明晰的标准。飞利浦去年评选了以无汞纳灯为代表的21款绿色旗舰产品，选择旗舰产品有五个条件，一是包装材料较以前更加环保，二是原材料环保，三是产品的重量要比以前降低，四是一定要可回收，五是节能，不仅是最终产品，所有的配件都要做到节能。

　　在过去十几年中，飞利浦在中国生产了5亿只节能荧光灯，与普通的荧光灯和白炽灯相比，它们节电1360亿度。(81212)(本刊助理记者罗燕对本文亦有贡献)

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