分布式光伏发电与第三次工业革命

[摘要]：随着中国政府2012年底的一系列政策的推出，分布式光伏发电在中国逐渐受到重视。这个在日本和德国早已大量应用的方式，其实不止是光伏发电的安装方式那么简单。在蒸汽机和信息技术两次工业革命之后，第三次工业革命的时代已经开始到来。第三次工业革命的重要标志就是分布式发电与互联网技术的紧密结合。今后，每个建筑物都会变为一座发电主体，这不仅仅是解决了建筑用电的问题，而是会带来诸如电力输送方式、信息传播、人们的生活方式和工作方式的巨大变化，同时，也会给新能源、新材料、建筑结构、信息技术和网络技术带来一次新的技术革命和工业浪潮。本文叙述了分布式发电的意义，同时阐明，今后多种能源形式并存是大的趋势。

 一 工业革命的原因是能源使用和管理方式的变化

人类历史上所有经济和生产力的进步在产生条件上有两个共同之处：一是能源使用方式发生变革；二是可以管理这些能源系统的新信息手段的出现。在远古的采集狩猎时代，能源是人力，后来扩展为畜力；随后，在大河文明国度，如中国长江、印度恒河河谷、美索不达米亚两河流域、墨西哥的河流上，水利成为运输和灌溉的动力方式，以现在的眼光来看，当时这些能源都是绿色能源。过去，人类通过耕作将太阳能储存在谷物中，尽管无人认识到这一点，但这是太阳能的最早的利用方式。当时，组织千百万草原上的部落从游牧到规律耕作，需要精致复杂的统治体制，君王需要组织人民修建运河，灌溉，需要建设城市、铸造货币；文字应运而生，以满足管理和统治的需要。这种能源方式造就了当时的封建和奴隶制度。

19世纪，蒸汽机的出现，使得煤炭从仅供燃烧成为了各种机械的动力，人类手工印刷术被蒸汽驱动的印刷术取代，这是通讯方式的一大进步；使人类可以大量印发书籍和刊物；公立学校是因为识字的工人的需要。同时，蒸汽机的大量使用，使得过去的整个基础设施系统----为柴火和木炭设计的火炉和锅炉，伐木工和其它人类供应者，输送和储存方法，价格体系，中间商，公众习惯，都发生了变化，一个新的煤炭开采、预处理、运输和利用系统建立了起来，这些人、事和变化推动了蒸汽驱动的工业革命。这是第一次工业革命。第一次工业革命催生了资本主义的发展。

20世纪，内燃机使得石油逐步替代了煤炭的许多能源范围，汽车开始广泛使用，电力设施、公路、工厂城市大规模建设，不断扩张的汽车、卡车、坦克、飞机以及燃油的舰船宣告了碳氢化合物时代的到来。石油很快改变了地缘政治秩序。这些新的基础建设架构、经济体系催生了电话、电报、电视和后来的互联网等信息技术，使得管理更大范围的、更大流动性的国民经济成为可能。电力取代蒸汽成为主要的能源使用方式。因此，虽然信息技术似乎是第二次工业革命的一个标志，但它实际上只不过是因应了石油和电力这两种煤炭与蒸汽之后的能源方式的使用和管理的一个手段。

前两次工业革命给人类带来了生活和工作方式的巨大飞跃，进入了所谓的现代化时代。但现在，现有的能源生产和利用系统存在着越来越多的问题，难以满足新的发展需要。这些问题包括：化石能源在枯竭，价格飞涨加重成本负担，同时，能源利用效率十分低下；中央电网体系已经非常过时，基础设施规划也过时。以汽车为例，汽车的发动机和传动系统只能把汽油的能量的20%变成动力转化为驱动车轮的实际动力。而汽油的能量只有石油的85%，如果再考虑石油的来源，太阳能转化为石油的能源转换效率，那就更低得令人难以置信了。相比之下，光伏的17%左右的转换效率，并非那么低廉了。再考虑到，石油、煤炭等化石能源也是来自太阳能，那么，从太阳能到动能的转换，可能光伏是一种最为高效的能源转换方式了。