光纤系统的意义就好比铁轨之于铁路,柏油之于公路。对于
能源互联网来说,目前还没有这样低损耗、低成本的传输方式。当下被人们给予厚望的特高压输电系统耗资巨大,技术上也不完善。同时建设周期长,杆塔、线路体积大。真正能在损耗比例上和光纤系统输送信息媲美的超导输电技术,更是尚处于科幻范畴。
能够真正让能量的传输,达到光纤系统传输信息一样便捷、廉价的技术突破,斩获一个诺贝尔奖并不为过。
(2)大容量、低损耗的储能设施(硬盘)
没有巨磁电阻效应的发现,人类就不可能将海量的数据压缩在一块名叫硬盘的小方盒子内。信息本身无法汇总贮存,信息革命也就无从谈起。这也就是为什么2007年的诺贝尔物理学奖授予了发现巨磁电阻效应的费尔和格林,这一自然现象正是大容量数据存储技术的基础。但是对于能量,人们还没有好的办法来对它进行高密度的压缩储存。以至于只能以大自然原本赠与我们的形态来保存它:修建一座座巨大的煤仓、天然气储气罐。
人类最梦寐以求的高密度电能存储设备,目前还遥不可及。无论是传统的化学电池还是新兴的燃料电池,其转换效率或储存密度都远远达不能令人满意。
如果这项技术能够获得突破,至少两个能源领域的难题能够迎刃而解。1.随机性很强的光伏、风电等清洁能源将可以先被集中收集起来,然后再均匀的对外供出。2.电动车普及的最大障碍将被扫除。
(3)能源的海量、廉价供应方法
标题里说我们至少还差五个半诺贝尔奖,那为什么小标题只有四个?因为一个“能源的海量、廉价供应方法”,至少值三个“诺大头”奖牌。
2007年度诺贝尔化学奖授予了德国化学家格哈德·埃特尔(Gerhard Ertl),理由是他发现了哈伯-博施法合成氨的作用机理。而之前,1918年,德国化学家弗里茨·哈伯已经因为发明合成氨方法而获得诺贝尔化学奖。1931年,卡尔·博施又因为改进合成氨方法获得诺贝尔化学奖。
合成氨正是化肥生产的技术基础。这项技术突破颠覆性的提升了人类粮食生产的效率水平(粮食生产本身就是一个能量收集、转化的过程,从太阳能到生物质能)。
而能量的大规模、高效率的生产搜集技术,其意义比化肥只高不小:如果说化肥只是让农作物的生长速度、光合作用水平提升了;那么能源量的大量廉价供应将使得农业完全脱离“靠天吃饭”的尴尬状态。在工业、物流业和服务业中占比巨大的能源成本也将被大幅削减,直接提升人类社会发展的速度和加速度。
虽然目前最被看好的能量来源是光伏与风电等清洁能源,他们在理论上是“廉价、海量”供应的。但从“生物能(牲畜、人力)-化学能(燃烧化石能源)-物理能(聚变与裂变核能)”的科技史规律来看,以后真正能担起重任的将会是核能。因为它寓于更高层次的物质规律,在宇宙空间中的基础也更广泛。毕竟光伏和风能归根结底都来自太阳的能量,而太阳的能量来自其内部的核聚变反应。
(4)智能、可靠的能量调度、分配机制(路由器与通讯协议)
对于一个智能且可靠的能量调度、分配机制,最重要的可能不是其硬件设施。而是规范它运行的数学模型、运行逻辑。它需要雄厚的数学和其他自然科学技术基础来支撑。
就像前文提到的那样,能源互联网需要整合的信息资源碎片化、随机化严重;对处理的效率和可靠性也要求极高;同时规模空前。诺奖的评奖规则可能很难照顾到这方面的重大突破,但是一旦出现能够真正解决问题的成果,一个菲兹奖、高斯应用数学奖或图灵奖,一定不用愁。
除此以外,在商业环境、推广环境上,能源互联网也会有一些软性的问题,试举一例:
互联网行业目前很喜欢提的一个词是“颠覆式创新”。意思是通过互联网行业在技术、效率上的优势,砸掉传统行业中低效运行部门的饭碗。就像余额宝对银行、淘宝对线下商城、亚马逊对书籍出版商、网络媒体对纸媒那样。
我们会发现,这种情况在国内发生的远比在国外多。因为国内社会中有很多很多的行业,由于历史原因发展的并不健全,比如银行业、零售业、山寨手机,所以会很快被支付宝、淘宝、小米式互联网手机这样的后来者严重威胁。而在国外,虽然也有亚马逊重塑出版业这样的经典案例,但是总的来讲还是少得多。这是因为国外如零售、银行这样的传统产业成熟度很高,经营水平和科研实力也不俗。
那么这些对于能源互联网发展的指导意义是什么呢?如果说信息互联网带来的洗牌,威胁的既得利益者是零售、出版等等传统行业的巨头;那么能源互联网所带来的这轮洗牌,将直接针对一些完全不同概念的庞然大物:油气及其他能源巨头。
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