要建成能源互聯(lián)網(wǎng)我們還差不止五個(gè)半諾獎(jiǎng)

本文將嘗試從建立一個(gè)具有理想功能的能源互聯(lián)網(wǎng)模型入手，提煉一些能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中需要滿足而尚未能夠滿足的關(guān)鍵需求。希望有助于大家更好的了解能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀，并明確建設(shè)過(guò)程中亟待攻關(guān)的諸多問(wèn)題。 一個(gè)多月以來(lái)，兩件大事讓“能源互聯(lián)網(wǎng)”概念持續(xù)高熱。先是在9月2
 
    （2）大容量、低損耗的儲(chǔ)能設(shè)施（硬盤）
    沒有巨磁電阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，人類就不可能將海量的數(shù)據(jù)壓縮在一塊名叫硬盤的小方盒子內(nèi)。信息本身無(wú)法匯總貯存，信息革命也就無(wú)從談起。這也就是為什么2007年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了發(fā)現(xiàn)巨磁電阻效應(yīng)的費(fèi)爾和格林，這一自然現(xiàn)象正是大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的基礎(chǔ)。但是對(duì)于能量，人們還沒有好的辦法來(lái)對(duì)它進(jìn)行高密度的壓縮儲(chǔ)存。以至于只能以大自然原本贈(zèng)與我們的形態(tài)來(lái)保存它：修建一座座巨大的煤倉(cāng)、天然氣儲(chǔ)氣罐。
    人類最夢(mèng)寐以求的高密度電能存儲(chǔ)設(shè)備，目前還遙不可及。無(wú)論是傳統(tǒng)的化學(xué)電池還是新興的燃料電池，其轉(zhuǎn)換效率或儲(chǔ)存密度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不能令人滿意。
    如果這項(xiàng)技術(shù)能夠獲得突破，至少兩個(gè)能源領(lǐng)域的難題能夠迎刃而解。1.隨機(jī)性很強(qiáng)的光伏、風(fēng)電等清潔能源將可以先被集中收集起來(lái)，然后再均勻的對(duì)外供出。2.電動(dòng)車普及的最大障礙將被掃除。
    （3）能源的海量、廉價(jià)供應(yīng)方法
    標(biāo)題里說(shuō)我們至少還差五個(gè)半諾貝爾獎(jiǎng)，那為什么小標(biāo)題只有四個(gè)？因?yàn)橐粋�(gè)“能源的海量、廉價(jià)供應(yīng)方法”，至少值三個(gè)“諾大頭”獎(jiǎng)牌。
    2007年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了德國(guó)化學(xué)家格哈德·埃特爾（Gerhard Ertl），理由是他發(fā)現(xiàn)了哈伯－博施法合成氨的作用機(jī)理。而之前，1918年，德國(guó)化學(xué)家弗里茨·哈伯已經(jīng)因?yàn)榘l(fā)明合成氨方法而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1931年，卡爾·博施又因?yàn)楦倪M(jìn)合成氨方法獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
    合成氨正是化肥生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)。這項(xiàng)技術(shù)突破顛覆性的提升了人類糧食生產(chǎn)的效率水平（糧食生產(chǎn)本身就是一個(gè)能量收集、轉(zhuǎn)化的過(guò)程，從太陽(yáng)能到生物質(zhì)能）。
    而能量的大規(guī)模、高效率的生產(chǎn)搜集技術(shù)，其意義比化肥只高不�。喝绻f(shuō)化肥只是讓農(nóng)作物的生長(zhǎng)速度、光合作用水平提升了；那么能源量的大量廉價(jià)供應(yīng)將使得農(nóng)業(yè)完全脫離“靠天吃飯”的尷尬狀態(tài)。在工業(yè)、物流業(yè)和服務(wù)業(yè)中占比巨大的能源成本也將被大幅削減，直接提升人類社會(huì)發(fā)展的速度和加速度。
    雖然目前最被看好的能量來(lái)源是光伏與風(fēng)電等清潔能源，他們?cè)诶碚撋鲜恰傲畠r(jià)、海量”供應(yīng)的。但從“生物能（牲畜、人力）-化學(xué)能（燃燒化石能源）-物理能（聚變與裂變核能）”的科技史規(guī)律來(lái)看，以后真正能擔(dān)起重任的將會(huì)是核能。因?yàn)樗⒂诟邔哟蔚奈镔|(zhì)規(guī)律，在宇宙空間中的基礎(chǔ)也更廣泛。畢竟光伏和風(fēng)能歸根結(jié)底都來(lái)自太陽(yáng)的能量，而太陽(yáng)的能量來(lái)自其內(nèi)部的核聚變反應(yīng)。
    （4）智能、可靠的能量調(diào)度、分配機(jī)制（路由器與通訊協(xié)議）
    對(duì)于一個(gè)智能且可靠的能量調(diào)度、分配機(jī)制，最重要的可能不是其硬件設(shè)施。而是規(guī)范它運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型、運(yùn)行邏輯。它需要雄厚的數(shù)學(xué)和其他自然科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)來(lái)支撐。
    就像前文提到的那樣，能源互聯(lián)網(wǎng)需要整合的信息資源碎片化、隨機(jī)化嚴(yán)重；對(duì)處理的效率和可靠性也要求極高；同時(shí)規(guī)模空前。諾獎(jiǎng)的評(píng)獎(jiǎng)規(guī)則可能很難照顧到這方面的重大突破，但是一旦出現(xiàn)能夠真正解決問(wèn)題的成果，一個(gè)菲茲獎(jiǎng)、高斯應(yīng)用數(shù)學(xué)獎(jiǎng)或圖靈獎(jiǎng)，一定不用愁。 

作者：李司陶 來(lái)源：無(wú)所不能 責(zé)任編輯：wutongyufg

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