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【思考】光伏发电到底能带我们走多远?

导读: 想象一下,我们所知的世界明天灭亡了。发生了世界级的大灾变:大流感、小行星撞击,或者核毁灭。绝大部分人都死了,文明倾毁,后启示录时代的幸存者们发现他们身处一个劫后世界:城市荒芜,人们互相劫掠,弱肉强食成为新的生存法则。

   想象一下,我们所知的世界明天灭亡了。发生了世界级的大灾变:大流感、小行星撞击,或者核毁灭。绝大部分人都死了,文明倾毁,后启示录时代的幸存者们发现他们身处一个劫后世界:城市荒芜,人们互相劫掠,弱肉强食成为新的生存法则。

  就算听起来很糟糕,这也不是人类的末日,我们总会回来的。就像在历史中无数次的重演,和平与秩序早晚会重建起来,稳定的社群会逐渐成型,并痛苦地从头开始重建技术基础。但是这里有个问题:这么个社会能走多远?一个后启示录时代的社会,还有没有机会再重建一个技术文明?

  说得再具体一点,我们今天已经消耗了绝大多数易于开采的石油,还有相当一部分浅表而容易开采的煤矿储备。化石能源既是现代工业社会得以组织起来的核心,又是工业化本身诞生过程中的关键角色。而这是一个独一无二的角色——就算我们今天在某种程度上可以不靠化石能源(其实不能),我们能不能在根本没有化石能源的情况下重新达到今日的技术水平,可是另外一个问题。

  所以,在一个星球上,不依靠化石能源储备而重建文明,有没有可能达到新的工业革命的可能?换句话说,如果地球人从来没有过石油和煤矿能源会怎么样?我们的文明,会不会必然停滞于18世纪以前的前工业化时代?

  我们很容易低估今日世界对于化石能源的依赖程度。提到化石能源,我们总是会想到它们最直观的用途是燃油驱动的车辆以及煤炭天然气提供的火力发电。但我们还有赖于大范围的工业原料,大多数情况下,原材料转换为可用的产品需要极高的温度,比如制造玻璃和金属制品、水泥、化肥等。大多数情况下,这些制造过程所需的热能来自化石燃料:石油、煤、天然气和油。

  问题不止于此。从杀虫剂到塑料,现代世界运作所需的大量化学产品,都是来自原油的有机物。由于世界原油储量进一步减少,可以说,对这些有限资源的最浪费的应用莫过于把它烧掉。为了这些这些珍贵的有机化合物,人们得非常谨慎地保存剩下的这些有限资源。

  不过本文要谈的主题并不是我们现在应该怎么办——可能每个人都知道,无论如何人们都必须过渡到低碳经济。我要回答的是一个(但愿)更为理论化的问题:一个技术发达的文明要崛起,是否必然有赖于易得的古老能源?有没有可能在没有化石能源的前提下建立工业文明?答案是:也许——不过极端困难。

  太阳和风:可持续能源能带我们走多远?

  首先是一个自然而然的想法。许多替代能源技术已经很发达了,比如说,越来越多的房顶安装上了太阳能板以作家庭或商用之需。一个诱人的思路是,文明2.0能不能直接从废墟里捡起前人遗产,以可再生能源作为工业化的起点呢?

  唔,在非常有限的意义上是可行的。如果你是个后启示录世界的幸存者,确实可以收集到足够过上一阵子的太阳能板,维持电气化的生活方式。光伏电池没有活动部件,需要的维护很少,而且能抵抗恶劣环境。但是它们也会随着时间而逐渐损耗:湿气会侵蚀其外表,阳光本身也会降低硅层的纯度,它提供的电力大约每年下降1%,几代人以后,所有传承下来的太阳能板就都会损耗得无法使用。然后怎么办呢?

  要想从头制造新的太阳能板,难如登天。太阳能板要用到极端纯净的薄硅片,虽然原料只是常见的沙子,但处理和精炼硅需要用到复杂精密的技术。这一技术能力差不多也就是我们用来做现代半导体电子元件所需的。开发这一技术已经花费了漫长的时光,很可能恢复这一技术也一样久。所以一个处于工业化早期的社会可能不会有能力生产光伏太阳能了。

  不过,从电能开始可能是一条正确的思路——现今的大多数可再生能源技术生产的是电力。在我们自己的历史进程中,电的核心现象发现于十九世纪上半叶,大大晚于蒸汽机械的早期发展。那时的重工业已经依赖于基于内燃的机械装置,自那以后,电能在我们组织经济结构的进程中主要扮演了辅助型的角色。但是这个顺序能不能变换?工业化进程是否要求热能机械必须先出现?

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