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能源轉型:首先構建,而后闡明

2021-05-14 15:19:07 中國能源網   作者: 鏡清 編譯  

邁克爾·韋伯(Michael E. Webber)是美國得克薩斯大學奧斯汀分校能源資源杰西·森特尼爾(Josey Centennial)教授,也是總部位于巴黎的全球能源公司ENGIE集團的首席科學技術官。他經常寫些短小精煉的短文,啟發人們換一種方式思考某些“糾結”的問題,讓人“猛醒”。最近他在ASME網站發文的題目是“首先構建,而后闡明”[1],就和中國人“在干中學,在學中干”的智慧有某些近似……

我們可以加快清潔能源系統的部署,然后應用我們所學到的知識,使整個系統變得更好。

2003年,當擁有電子和軟件背景的馬丁•埃伯哈德(Martin Eberhard)和馬克•塔彭寧(Marc tarpennen)[2]宣布,他們將創辦一家生產電動汽車的公司時,人們很容易會對他們“不屑一顧”。 畢竟,兩人都不是汽車研究人員,也沒有為汽車制造商工作過。 相反,似乎他們“一開始想制造汽車,然后再學習如何制造”。

在現代全球經濟中,創新和商業化如何展開有組織和優雅的愿景:從科學到工程,再到制造再到市場。這始于科學家提出的新理論,然后通過實驗加以驗證。 這些試驗為應用科學家帶來某些想法,經演示后,工程師們再改進這些概念,直到某家公司生產出造福人類的小部件。

對于目前從碳基燃料的能源轉型,整個過程從基礎科學到實驗室,到試點再到上規模部署,進程過于緩慢。因為很容易需要幾十年時間。但現在,需要立即開始。

幸運的是,還有另一種方法。

事實上,在工業革命中,革新者們走了另一條路:他們制造蒸汽機,然后發展熱力學的基本科學原理,用以解釋機器是如何工作的。

薩維里(Savery)、紐科門(Newcomen)和瓦特[3]等發明家都知道,壓力和溫度越高,輸出的功率越大;鍋爐設計得越緊湊,效率就越高。但他們不知道為什么會這樣。歷史學家布魯斯·亨特(Bruce Hunt)在所著《追求電力與照明》(Pursuing Power and Light)一書中寫道,“科學技術史學家經常非常正確地觀察到,蒸汽機對科學的貢獻遠遠超過科學對蒸汽機的貢獻。”

盡管最初缺乏準確的理論和科學應用,但這些機器改變了世界,并在短時間內促進了許多后續的創新。

也許我們該“再”回去一次: 與其發展新理論,以最優雅、前瞻性的方式使社會脫碳,不如就進入這個領域,開始建立低碳方案,然后回頭看看哪些可行,為什么可行。

遵循正常的過程需要很長時間,所以需要改變順序來“加速”。 首先構建,然后闡明。

即將到來的數萬億美元的基礎設施賬單,是將這一想法付諸實踐的一個機會。 許多人以缺乏關于氣候變化、海洋酸化、地球工程和其他領域的完美科學作為“拖延”的借口,所以我們不妨先開始“行動”。

回顧最近的歷史,有理由相信這種方法會奏效。 畢竟過去10年或20年里,風能、太陽能和蓄電池的成本,沒有因為我們的理論改進而迅速下降; 它們的成本降低了,是因為我們安裝了很多,供應鏈得到了改善,實現了“規模經濟”。

研究仍然很重要,我們需要研究,以識別新的電池化學物質,不然容易發生熱失控;由穩定而豐富的固態材料組成,以減少太陽能電池板的退化;在一系列條件下微調風力渦輪機的性能, 開發碳捕獲或核設計,以克服成本負擔和安全風險。 這種研究應該繼續下去,但不要用緩慢的學習過程拖延緊急行動。

我們可以效仿埃伯哈德和塔彭寧,他們和埃隆·馬斯克(Elon Musk)一起,把特斯拉(Tesla)打造成了一家公司,正在為許多的汽車行業設定未來的方向。讓我們盡可能快地進行部署,然后用學到的知識使整個系統更好??赡軙@訝我們的方案解決問題的速度之快: 在這個過程中,我們將雇傭大量的員工,克服對“脫碳將不利于經濟”的恐懼。 倒退或許是最快的前進方式。

資料與注釋:

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

2. Martin Eberhard,馬丁•埃伯哈德,特斯拉公司(Tesla Inc.)創始人;特斯拉公司于2003年7月1日成立,總部設在美國加州的硅谷地帶。

Marc Tarpenning,馬克•塔彭寧,特斯拉公司(Tesla Inc.)聯合創始人,第一任首席財務官(CFO)。

3. Thomas Savery,托馬斯·薩維里,蘇格蘭人,軍事工程師1698年,首次利用蒸汽排水。

Thomas Newcomen,托馬斯·紐克曼托,蘇格蘭人,鐵匠,1705年,在薩維里和巴本的基礎上,把熱轉變為機械力的原動機,用于礦井排水。

4. James Watt,詹姆斯·瓦特,蘇格蘭人,格拉斯哥大學儀器維修工,1769年改進了蒸汽機,1777年制造出第一臺有實用價值的蒸汽機。




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責任編輯: 李穎

標簽:能源轉型,清潔能源系統