【深度】未来能源发展将依赖能量储存的突破-北极星储能网

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石油、煤炭同新能源的较量愈演愈烈，公众习惯了从生产成本、资源量上来比较不同能源的竞争力。然而决定化石能源和新能源胜负的，更深层的因素是储能方式的较量。

《全球通史》的第一句话就是：“现代人所取得的一项杰出成就就是对过往历史的研究和再现，而古人对在他们之前发生的事情则知之甚少。”作者举例说：希腊历史学家中最无偏见的修昔底德在研究伯罗奔尼撒战争之初就断言，在他所处的时代之前没有发生过什么大事——对历史的忽视使他无法得知雅典无与伦比的光荣和贡献。

我们不能责怪古人的无知和疏漏，这缘于历史本身的特性和人类有限理性的矛盾。一些历史的重大线索并非清清楚楚呈现的，而是隐藏在草蛇灰线的痕迹中，只有当时间累积得足够长，人们才能从零碎的事件中透视背后的规律，抽取清晰的脉络，获得对于未来的启示。——这与其说是历史的吊诡，毋宁说是历史对人的诱惑。

关于能源的历史，同样如此。我们一向热衷于从物质层面讨论能源的发展和变迁，这当然无可厚非，毕竟能源首先是作为一种巨大的物质力量而存在，“及物性”是能源作为一项社会经济话题内在的特性。但当我的眼光逡巡在“水面”之下，试图找出能源发展的深层动因和内在规律时，似乎隐约发现一些隐秘的“暗线”在不羁地波动，它们不是那么显而易见，但又确实存在，它们既指向着能源发展的本质，也彰显着人类文明进程的某些微妙而深远的启示。

文明发展与储存能力息息相关

人类从动物发展而来，从“智人”开始，人类逐渐区隔于动物界，并成为万物之灵，其中最关键的在于大脑的进化。以色列历史学家赫拉利的《人类简史》清楚地描述：大约是在距今7万到3万年前，智人出现了新的思维和沟通方式，即所谓的认知革命。得到普遍认可的理论认为，某次偶然的基因突变，改变了智人的大脑内部连接方式，让他们以前所未有的方式来思考，用完全新式的语言来沟通。“智人”最终得以从远古人类的众多分支中脱颖而出，成为现代人类的先祖，原因正在于认知革命所带来的大脑的快速进化。

与当时的很多大型动物相比，智人的大脑只占身体总重约2%~3%，但在身体休息时，大脑的能量消耗却占了25%，而其他猿类同样状态的能量消耗大约只占8%。好比同样是一部“手机”，为何智人这么“耗电”?原因只有一点，就是智人的大脑储存了更多的信息，大脑储存能力得到了大大地拓展。大脑的快速发展最初源于人类的社会化所带来的信息需求，通过建立群体交往在恶劣环境中生存下去并占据更多的主动，无疑是其背后最主要的动力。这种信息储存能力与认知能力的相互促进，使智人在成为地球主宰者的路上走得更快。

在文字发明以前，人类初民们所使用的信息只能留存在大脑和稍纵即逝的口语当中，绘画和文字的出现，使信息交流突破了时间和空间的局限，极大增强了人类改造世界的能力。为了记录思维活动的痕迹，人类使用过岩石、动物甲骨、金属、竹木、布帛等各种载体，经历了印刷术诞生、利用电磁波和计算机技术出现。近百年来，人类的储存介质经历了从录音带到软盘、光盘、U盘到云端等不断变迁的过程。21世纪的信息社会，还将创造出更加先进的储存介质，更加广泛和多样地带来全新的工作方式和生活方式。

整个人类的进化史，也是一部人类信息活动的演进史。信息的积累和传播，是人类文明进步的基础，文化和科技的飞速发展缘于信息储存能力提升。当作为人脑外延的信息储存技术日新月异地发展之时，人脑的“内存”也在不断拓展。英国每日邮报称，科学家最新研究表明，人类大脑的信息存储能力是之前预计的10倍。美国科学家现测量了大脑神经突触的存储能力，结果显示人类大脑可以存储1000万亿字节数据信息，相当于存储13.3年高清电视节目的数据量，而人类真正利用的还只是很小一部分。

信息储存带来了文学、艺术和科技的发展，而人类学会和发展出的花样繁多的食物储存能力，则有效地增强了体质，延长了寿命，拓展了活动范围。动物驯化和养殖，粮食作物种植，肉食加工保存，奶酪，酿酒，干粮罐头等等，都是对食物不同的“储存”方式。储存食物的能力使人免于饥饿和便于迁徙，最终使人突破地域的限制，走向了地球的每一个角落。

《全球通史》记载显示，在食物储存方面，早期祖先基本上已经用上了我们今天所知的全部技术。他们拥有泥质灶，使用石板烧烤技术，在北极圈内冷冻食物，通过风干来保存食物，并用牛油或兽脂来密封食物。除了冰箱、塑料容器、煤气和电力等纯现代发明的用具外，旧石器时代的厨师对现代的厨房和烹饪技术并不会感到陌生。

倒是罐头的发展史，称得上是一个创造性的故事，它改变了我们的饮食、购物和旅行方式。对于18世纪末期的海洋国家而言，食品是航海者和将领们脑海中萦绕不去的问题。18世纪50年代，超过半数的英国海员死于营养不良。如何在远离陆地食品供应的条件下更好地生存下来，这一难题的解决显得极其重要。奇迹制造者来自巴黎南部的一家糖果店，尼古拉˙阿佩尔发明了将食物放在密封的玻璃器皿内，再连瓶带罐放入沸水中加热的方法。在《保存动物和蔬菜的艺术》一书中，阿佩尔公布了他的发现。法国海军最初使用了他的方法，英国商人彼得˙杜兰德则进一步改良，用镀锡罐保存食物，工程师布莱恩˙唐金购买了这一技术专利，并开始真正意义上的商业化规模生产。罐头的发明，使人们不再为远足时的食物匮乏而担忧，为轮船的跨洋航行和战争的长途征伐提供了后勤保障，深刻地改变了近代历史。

能量储存的进化路径

人类社会赖以生存发展的三大基础是物质、信息和能量。世界是由物质组成的，信息是交流的媒介，能量则是一切物质运动的动力。在物质和信息储存推动文明进步之时，作为人类能量的主要来源，能源的发展也不自外于这一规律，储存能力的增强不断改变着人们利用能源的方式，也有力地推动了产业发展和科技的进步。

从钻木取火开始，人类开始使用薪柴这样的初级能源，这一最易获得的生物质能，支撑了人类数千年的发展。与此同时，人们学会使用了风力和水力，并驯化了动物以获得畜力，这些机械能成为人的自身力量的延伸，使人类改造自然的力量大大增强。

化石能源的大规模使用，在能源发展史上具有显著的意义。它的集中储存和运输，大大减少了搜集薪柴所耗费的人力成本，提升了能源获取的便捷程度;从薪柴到煤炭再到石油，人类使用的主导性的化石能源能量密度不断增加，则成为了技术快速进步的最大驱动力。煤炭和石油分别催生了第一次工业革命和第二次工业革命，改造了全世界的经济政治结构和全球化体系，使这个地球发生了迄今最为深远的改变。

当煤炭在能源舞台上逐渐黯淡时，石油也因为“峰值论”的破产而走下神坛。人们把目光投向了天然气，认为它是向未来能源体系过渡的最佳桥梁，也将是清洁能源大行其道之前“碳家族”的最后辉煌。页岩气的大规模发展，更是使天然气被寄予了更多厚望。而作为能量密度最高的核能，人们在核裂变和核聚变领域的孜孜努力从来没有停止过。

从能源发展的历史进程中，我们可以合乎逻辑地发现，能源发展就是能量储存不断改进的过程，遵循着从低密度到高密度、从分散到集中的趋势。从薪柴到化石能源到核能的发展，使这一规律显性地呈现，而另一些领域，这一规律则以隐形的方式存在，比如页岩气的大范围、低丰度分布，似乎逸出了这一规律的制约，但实际上，由于压裂技术带来的聚集效应，使其依然符合这一规律。

随着低碳趋势带来的转型，新能源的快速发展，人们有理由相信，与历史既往不同的是，未来的能源结构是多元化的，多种能源形态并存，新旧能源和谐相处。而以风、光、水为主要能量来源的新能源的离散分布，让人不禁疑惑：能源发展是否将背离从分散到集中、从低密度到高密度这一规律呢?关键在于储能技术的发展。储能技术将把分布生产的能源大规模聚集储存，如此，即便能源生产方式是多元甚至离散的，但能源的使用依然是集中式和高密度的。

原标题：追寻能源的本质：储存的进化

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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