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第一次工业革命的标志是煤炭取代木柴,并以蒸汽为动力的革命。蒸汽动力技术催生了制造业的机械化和工厂的规模化生产,蒸汽动力机车使铁路运输极大提高了物流和邮政的效率,而机械化印刷“使新闻媒体在第一次工业革命中一跃成为主要的信息传播工具,促进了历史上第一次公众文化普及运动的产生”。
第二次工业革命的标志是石油取代煤炭,并以电力和燃气为动力的革命。电气化促进了电报、电话、广播、电视等新的通讯革命的发生,为更加复杂的第二次工业革命的管理提供了有力工具。电力和电信技术引发了工厂的电气化和自动化,形成了大批量工业产品自动化生产线的集中大生产方式,同时燃气机的发明以及汽车、飞机等更为便捷的新交通工具的普及也使石油逐渐取代煤炭成为主要的一次能源,社会也随之进入石油时代。
第三次工业革命的特征将是互联网技术与新型可再生能源的融合。新能源技术发展将形成以可再生能源为支撑的新型分布式能源系统,而与分布式网络通讯技术的结合将形成智能型“能源互联网”,实现绿色能源的在线分享。这意味着从前二次工业革命中形成的以化石能源为支柱的能源体系向以可再生能源为基础的可持续能源体系的转型。
第三次工业革命将是以分散采集和转换的可再生能源替代集中开采和转换的煤炭、石油等化石能源。可再生能源就地转化为电力,在智能化区域电网中使用和共享。新的一次能源生产和转换方式的变革,也相应改变能源输配和利用的方式,所以扁平化的智能能源网络应运而生。由于太阳能、风能、水能等可再生能源发电的间歇性,氢将成为新的重要的二次能源载体。利用可再生能源所发电力制氢,氢作为重要的储能方式和洁净无污染的优质二次能源载体,既可用来再次发电,又可用于燃料电池驱动汽车。作为一次能源的可再生能源和作为二次能源的氢能的结合,有可能成为第三次工业革命中新型能源体系的重要特征。未来形成以可再生能源为主体的智能化能源体系,氢能技术将是其重要的支柱。这也即将和前两次工业革命一样,第三次工业革命也将是由新型一次能源和新型二次能源相结合的能源生产和利用方式的革命所驱动。目前由于氢的制备、存储、运输和利用等方面的技术还有待新的突破,因其成本昂贵还不能大规模推广。至于未来是否能以“氢能时代”替代“石油时代”,也取决于未来是否有其他竞争技术的突破和新的颠覆性技术的出现。但无论如何,如同第二次工业革命中电气化的广泛影响一样,未来氢能作为无污染优质二次能源渗透到经济社会各个领域中时,其颠覆性技术的创新以及新型能源体系基础设施运行方式和管理制度的演变,都将会导致经济生产运营方式和社会生活方式的革命性变革,但具体的表现形式和特征仅凭今天的认知则很难想象和预见。
以新型能源体系革命为标志的第三次工业革命寻求人与自然的和谐,经济社会与资源环境的协调和可持续发展。中外学术界中不少人都认为生态文明将是继原始文明、农业文明、工业文明后的另一个新的社会文明形态(P138-140)\[5\](P30-32),地球生物圈意识的觉醒则促使经济社会形态由工业文明向生态文明转型。当前以可再生能源开发利用为支柱的新能源革命所带动的第三次工业革命则成为在可持续发展框架下,由工业文明通向生态文明的必由之路,第三次工业革命的完成也将意味着现代工业文明的终结和生态文明的确立。生态文明是一种长久可持续的社会文明形态,新的能源生产和利用方式的革命将使人类与自然界建立一种和谐伙伴关系,人类不再盲目向大自然摄取资源和排放废物而破坏地球生物圈循环的节律,而是重新回归到地球生物圈生态系统中的应有位置,使经济社会发展与自然生物圈有机地融为一体。最终人类社会不再以消耗地球有限资源和侵占环境容量空间来维持经济社会的持久繁荣和发展,能源生产和使用的CO2排放也趋于零,实现由当今化石能源为基础的“碳时代”向以可再生能源为基础的“后碳时代”或许是“氢时代”转型。表1列出了第三次工业革命与前两次工业革命特征和标志的差别。
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