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能源转型:首先构建,而后阐明

2021-05-14 15:19:07 中国能源网   作者: 镜清 编译  

迈克尔·韦伯(Michael E. Webber)是美国得克萨斯大学奥斯汀分校能源资源杰西·森特尼尔(Josey Centennial)教授,也是总部位于巴黎的全球能源公司ENGIE集团的首席科学技术官。他经常写些短小精炼的短文,启发人们换一种方式思考某些“纠结”的问题,让人“猛醒”。最近他在ASME网站发文的题目是“首先构建,而后阐明”[1],就和中国人“在干中学,在学中干”的智慧有某些近似……

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我们可以加快清洁能源系统的部署,然后应用我们所学到的知识,使整个系统变得更好。

2003年,当拥有电子和软件背景的马丁•埃伯哈德(Martin Eberhard)和马克•塔彭宁(Marc tarpennen)[2]宣布,他们将创办一家生产电动汽车的公司时,人们很容易会对他们“不屑一顾”。 毕竟,两人都不是汽车研究人员,也没有为汽车制造商工作过。 相反,似乎他们“一开始想制造汽车,然后再学习如何制造”。

在现代全球经济中,创新和商业化如何展开有组织和优雅的愿景:从科学到工程,再到制造再到市场。这始于科学家提出的新理论,然后通过实验加以验证。 这些试验为应用科学家带来某些想法,经演示后,工程师们再改进这些概念,直到某家公司生产出造福人类的小部件。

对于目前从碳基燃料的能源转型,整个过程从基础科学到实验室,到试点再到上规模部署,进程过于缓慢。因为很容易需要几十年时间。但现在,需要立即开始。

幸运的是,还有另一种方法。

事实上,在工业革命中,革新者们走了另一条路:他们制造蒸汽机,然后发展热力学的基本科学原理,用以解释机器是如何工作的。

萨维里(Savery)、纽科门(Newcomen)和瓦特[3]等发明家都知道,压力和温度越高,输出的功率越大;锅炉设计得越紧凑,效率就越高。但他们不知道为什么会这样。历史学家布鲁斯·亨特(Bruce Hunt)在所著《追求电力与照明》(Pursuing Power and Light)一书中写道,“科学技术史学家经常非常正确地观察到,蒸汽机对科学的贡献远远超过科学对蒸汽机的贡献。”

尽管最初缺乏准确的理论和科学应用,但这些机器改变了世界,并在短时间内促进了许多后续的创新。

也许我们该“再”回去一次: 与其发展新理论,以最优雅、前瞻性的方式使社会脱碳,不如就进入这个领域,开始建立低碳方案,然后回头看看哪些可行,为什么可行。

遵循正常的过程需要很长时间,所以需要改变顺序来“加速”。 首先构建,然后阐明。

即将到来的数万亿美元的基础设施账单,是将这一想法付诸实践的一个机会。 许多人以缺乏关于气候变化、海洋酸化、地球工程和其他领域的完美科学作为“拖延”的借口,所以我们不妨先开始“行动”。

回顾最近的历史,有理由相信这种方法会奏效。 毕竟过去10年或20年里,风能、太阳能和蓄电池的成本,没有因为我们的理论改进而迅速下降; 它们的成本降低了,是因为我们安装了很多,供应链得到了改善,实现了“规模经济”。

研究仍然很重要,我们需要研究,以识别新的电池化学物质,不然容易发生热失控;由稳定而丰富的固态材料组成,以减少太阳能电池板的退化;在一系列条件下微调风力涡轮机的性能, 开发碳捕获或核设计,以克服成本负担和安全风险。 这种研究应该继续下去,但不要用缓慢的学习过程拖延紧急行动。

我们可以效仿埃伯哈德和塔彭宁,他们和埃隆·马斯克(Elon Musk)一起,把特斯拉(Tesla)打造成了一家公司,正在为许多的汽车行业设定未来的方向。让我们尽可能快地进行部署,然后用学到的知识使整个系统更好。可能会惊讶我们的方案解决问题的速度之快: 在这个过程中,我们将雇佣大量的员工,克服对“脱碳将不利于经济”的恐惧。 倒退或许是最快的前进方式。

资料与注释:

1. Michael E. Webber, Energy Blog: Build First, Explain Second, ASME, May 10, 2021

2. Martin Eberhard,马丁•埃伯哈德,特斯拉公司(Tesla Inc.)创始人;特斯拉公司于2003年7月1日成立,总部设在美国加州的硅谷地带。

Marc Tarpenning,马克•塔彭宁,特斯拉公司(Tesla Inc.)联合创始人,第一任首席财务官(CFO)。

3. Thomas Savery,托马斯·萨维里,苏格兰人,军事工程师1698年,首次利用蒸汽排水。

Thomas Newcomen,托马斯·纽克曼托,苏格兰人,铁匠,1705年,在萨维里和巴本的基础上,把热转变为机械力的原动机,用于矿井排水。

4. James Watt,詹姆斯·瓦特,苏格兰人,格拉斯哥大学仪器维修工,1769年改进了蒸汽机,1777年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。




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责任编辑: 李颖

标签: 能源转型 清洁能源系统

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