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一、工業(yè)革命的原因是能源使用和管理方式的變化
人類歷史上所有經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)力的進(jìn)步在產(chǎn)生條件上有兩個(gè)共同之處：一是能源使用方式發(fā)生變革；二是可以管理這些能源系統(tǒng)的新信息手段的出現(xiàn)。在遠(yuǎn)古的采集狩獵時(shí)代，能源是人力，后來擴(kuò)展為畜力；隨后，在大河文明國度，如中國長江、印度恒河河谷、美索不達(dá)米亞兩河流域、墨西哥的河流上，水利成為運(yùn)輸和灌溉的動(dòng)力方式，以現(xiàn)在的眼光來看，當(dāng)時(shí)這些能源都是綠色能源。過去，人類通過耕作將太陽能儲(chǔ)存在谷物中，盡管無人認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，但這是太陽能的最早的利用方式。當(dāng)時(shí)，組織千百萬草原上的部落從游牧到規(guī)律耕作，需要精致復(fù)雜的統(tǒng)治體制，君王需要組織人民修建運(yùn)河，灌溉，需要建設(shè)城市、鑄造貨幣；文字應(yīng)運(yùn)而生，以滿足管理和統(tǒng)治的需要。這種能源方式造就了當(dāng)時(shí)的封建和奴隸制度。
19世紀(jì)，蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，使得煤炭從僅供燃燒成為了各種機(jī)械的動(dòng)力，人類手工印刷術(shù)被蒸汽驅(qū)動(dòng)的印刷術(shù)取代，這是通訊方式的一大進(jìn)步；使人類可以大量印發(fā)書籍和刊物；公立學(xué)校是因?yàn)樽R(shí)字的工人的需要。同時(shí)，蒸汽機(jī)的大量使用，使得過去的整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)----為柴火和木炭設(shè)計(jì)的火爐和鍋爐，伐木工和其它人類供應(yīng)者，輸送和儲(chǔ)存方法，價(jià)格體系，中間商，公眾習(xí)慣，都發(fā)生了變化，一個(gè)新的煤炭開采、預(yù)處理、運(yùn)輸和利用系統(tǒng)建立了起來，這些人、事和變化推動(dòng)了蒸汽驅(qū)動(dòng)的工業(yè)革命。這是第一次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命催生了資本主義的發(fā)展。
20世紀(jì)，內(nèi)燃機(jī)使得石油逐步替代了煤炭的許多能源范圍，汽車開始廣泛使用，電力設(shè)施、公路、工廠城市大規(guī)模建設(shè)，不斷擴(kuò)張的汽車、卡車、坦克、飛機(jī)以及燃油的艦船宣告了碳?xì)浠衔飼r(shí)代的到來。石油很快改變了地緣政治秩序。這些新的基礎(chǔ)建設(shè)架構(gòu)、經(jīng)濟(jì)體系催生了電話、電報(bào)、電視和后來的互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，使得管理更大范圍的、更大流動(dòng)性的國民經(jīng)濟(jì)成為可能。電力取代蒸汽成為主要的能源使用方式。因此，雖然信息技術(shù)似乎是第二次工業(yè)革命的一個(gè)標(biāo)志，但它實(shí)際上只不過是因應(yīng)了石油和電力這兩種煤炭與蒸汽之后的能源方式的使用和管理的一個(gè)手段。
前兩次工業(yè)革命給人類帶來了生活和工作方式的巨大飛躍，進(jìn)入了所謂的現(xiàn)代化時(shí)代。但現(xiàn)在，現(xiàn)有的能源生產(chǎn)和利用系統(tǒng)存在著越來越多的問題，難以滿足新的發(fā)展需要。這些問題包括：化石能源在枯竭，價(jià)格飛漲加重成本負(fù)擔(dān)，同時(shí)，能源利用效率十分低下；中央電網(wǎng)體系已經(jīng)非常過時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃也過時(shí)。以汽車為例，汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)只能把汽油的能量的20%變成動(dòng)力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)車輪的實(shí)際動(dòng)力。而汽油的能量只有石油的85%，如果再考慮石油的來源，太陽能轉(zhuǎn)化為石油的能源轉(zhuǎn)換效率，那就更低得令人難以置信了。相比之下，光伏的17%左右的轉(zhuǎn)換效率，并非那么低廉了。再考慮到，石油、煤炭等化石能源也是來自太陽能，那么，從太陽能到動(dòng)能的轉(zhuǎn)換，可能光伏是一種最為高效的能源轉(zhuǎn)換方式了。
二、第三次工業(yè)革命的標(biāo)志----分布式發(fā)電
第三次工業(yè)革命的標(biāo)志是什么，不同的專家有不同的見解。但從前兩次工藝革命的特征分析下來，多數(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)家的較為統(tǒng)一的共識(shí)是，互聯(lián)網(wǎng)和可再生能源的結(jié)合，形成新能源互聯(lián)網(wǎng)，這就是第三次工業(yè)革命的標(biāo)志。
個(gè)人電腦和互聯(lián)網(wǎng)使人們的溝通方式發(fā)生了翻天覆地的變化，過去是一對(duì)多、自上而下、集中式、垂直式的信息傳播方式，現(xiàn)在是橫向的、用戶對(duì)用戶式的網(wǎng)絡(luò)傳播。這些方式究竟是進(jìn)步，還是一種災(zāi)禍的隱患，現(xiàn)在還存在著爭(zhēng)議。但是，目前在歐洲特別是德國，已經(jīng)將這種扁平式的通訊科技用于能源系統(tǒng)，結(jié)合成分布式能源，精英的經(jīng)濟(jì)學(xué)家和政治家已經(jīng)意識(shí)到，目前歐洲正處于第三次工業(yè)革命的開端。
與那些僅在少數(shù)地方蘊(yùn)藏、需要大量投資的傳統(tǒng)能源不同，分布式能源的唯一特點(diǎn)就是，它在世界上每個(gè)角落都可以被找到。這能源不一定是光伏，但光伏注定是分布式能源的主要方式。
作為第三次工業(yè)革命的支柱，分布式能源和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，將表現(xiàn)五個(gè)方面：
1）能源從化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)型；歐盟成員承諾，可再生能源消費(fèi)量到2020年占到20%；中國政府也作了同樣的承諾（只不過中國的可再生能源與歐盟的可再生能源的定義有所區(qū)別）。這種承諾的背后，是對(duì)傳統(tǒng)能源將要枯竭的焦慮，和對(duì)氣候變化導(dǎo)致的環(huán)境問題的威脅的擔(dān)憂。
2）將每個(gè)住宅和工業(yè)建筑轉(zhuǎn)化為微型發(fā)電廠；歐盟意識(shí)到，他們?cè)哌^集中光伏電站和風(fēng)電的彎路，但逐步發(fā)現(xiàn)人們無法通過集中風(fēng)光發(fā)電來支持整個(gè)歐洲的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。人們需要重新認(rèn)識(shí)構(gòu)成世界的一磚一瓦，將每一處建筑轉(zhuǎn)變成為能就地收集可再生能源的迷你能量采集器。這項(xiàng)工程可持續(xù)四十年到一百年�，F(xiàn)在，我們有大型的公共能源公司，未來，我們會(huì)有數(shù)以百萬計(jì)的小型住宅發(fā)電并把多余的電回售給電網(wǎng)，電力生產(chǎn)成本會(huì)越來越便宜。
3）在每一棟建筑物以及基礎(chǔ)設(shè)施中使用各類能源存儲(chǔ)技術(shù)以保存間歇式能源；將氫和其它可儲(chǔ)存的能源存在建筑里，利用社會(huì)全部的基礎(chǔ)設(shè)施來儲(chǔ)藏間歇性可再生能源，并保證有持久可依賴的環(huán)保能源供應(yīng)；這種帶有能量儲(chǔ)存功能的建筑物會(huì)使得電力供應(yīng)更加穩(wěn)定和靈活。
4）利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將不同地區(qū)的電力網(wǎng)轉(zhuǎn)化為能源共享網(wǎng)絡(luò)；利用網(wǎng)絡(luò)通信科技把電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芡ㄓ镁W(wǎng)絡(luò)，從而讓千百萬人可以把周圍建筑產(chǎn)生的電能輸送到電網(wǎng)中去，在開放的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)與他人的資源共享，其工作原理就像信息在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生和傳播一樣；電力的共享給人們生活帶來的變化，不會(huì)亞于信息共享帶來的變化。
5）將運(yùn)輸工具轉(zhuǎn)向插電式以及燃料電池動(dòng)力車，所用的電力可以通過共享的電網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行買賣。改變由汽車、火車、公交車、卡車等構(gòu)成的全球運(yùn)輸方式，使之成為由插電式和燃料電池等以可再生能源為動(dòng)力的運(yùn)輸工具構(gòu)成的交通運(yùn)輸網(wǎng)。在全國和國際間建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的充電站，人們可以在充電站買賣電能。這會(huì)形成一個(gè)全新的交易機(jī)制和體系，并催生出許多硬件、軟件、服務(wù)和金融衍生體系。
上述五個(gè)方面將帶來巨大的商機(jī)。歐洲的下一步發(fā)展規(guī)劃已經(jīng)考慮了如何針對(duì)第三次工業(yè)革命來采取相應(yīng)的政策。整個(gè)歐洲的房屋將作為節(jié)點(diǎn)連成網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)將不斷擴(kuò)張，而且必須蔓延到國際和洲際。因?yàn)橹挥袑儆诓煌拇箨懞蜁r(shí)區(qū)、不同地理、氣候條件的房屋加入，才能有足夠調(diào)劑余缺的交易產(chǎn)生。同時(shí)，隨著上述五大支柱的基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)一步步展開，政府將成為這個(gè)跨區(qū)的工程的規(guī)劃、協(xié)調(diào)、運(yùn)作的管理者。
分布式發(fā)電，盡管十分重要，但蘊(yùn)藏的商機(jī)和經(jīng)濟(jì)規(guī)模只是上述五個(gè)方面中最小的一部分。真正巨大的改變，是分布式發(fā)電帶來的后續(xù)能源使用方式的改變，也就是其它四個(gè)方面。不少國家意識(shí)到了這一點(diǎn)，并為此開始進(jìn)行布局，例如前面提到的德國。韓國總理李明博也在呼吁建立橫跨亞洲的職能電網(wǎng)和能源網(wǎng)絡(luò)。但并非每個(gè)國家都意識(shí)到了第三次工業(yè)革命的上述五個(gè)支柱，例如，奧巴馬希望重振綠色經(jīng)濟(jì)，但沒有把這五項(xiàng)支柱聯(lián)系在一起，而是花數(shù)千億美元在單獨(dú)的項(xiàng)目上，導(dǎo)致了美國光伏行業(yè)的與自身實(shí)力不符的落后。
中國政府在開始的時(shí)候，似乎對(duì)新能源的支持非常猶豫。但從2012年的四季度開始，中國政府先后出臺(tái)了一系列的政策，尤其是在分布式光伏發(fā)電方面。中國政府應(yīng)當(dāng)是意識(shí)到了光伏發(fā)電的成本下降使得光伏成為支柱能源的時(shí)間不再遙遠(yuǎn)，而可能是兩三年內(nèi)的事情，再不做好準(zhǔn)備，就會(huì)錯(cuò)失這個(gè)千載難逢的機(jī)遇。中國政府可能也從美國的集中式光伏應(yīng)用的不成功中吸取了教訓(xùn)；加上自從“金太陽”和上網(wǎng)電價(jià)政策后，中國西部光伏的狂熱和東部的冷淡，使得中國政府意識(shí)到，必須要支持分布式光伏發(fā)電，才能使得中國光伏向正確的方向前進(jìn)。
只要認(rèn)真思考就能夠認(rèn)識(shí)到，必須將上述五個(gè)方面的工作協(xié)同進(jìn)行，才能創(chuàng)造最大的價(jià)值和效果。
中國可以成為第三次工業(yè)革命的領(lǐng)導(dǎo)者，因?yàn)�，廣袤的地域和巨大的市場(chǎng)，年輕人對(duì)新觀點(diǎn)和新事物的興趣，企業(yè)家們近乎狂熱的對(duì)利潤的追求，和敢于冒險(xiǎn)的精神，等等；這些，都是十分有利于新生的工業(yè)革命的溫室和土壤。但是，要正確引導(dǎo)這些有利的條件，對(duì)政策制定者的建議是，政府、企業(yè)和公民社會(huì)需要在中央、地方層面，多進(jìn)行交流和協(xié)調(diào)，盡快開始第三次工業(yè)革命的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立起新經(jīng)濟(jì)模式的發(fā)展規(guī)劃。
三、我國發(fā)展分布式光伏發(fā)電的意義
在中國，積極發(fā)展分布式光伏發(fā)電具有重大的意義。
首先，我國的光伏發(fā)電的布局與中國的地勢(shì)相同，都是西高東低。西部日照條件好，土地遼闊，而且大多是戈壁和沙漠，非常適合光伏發(fā)電，而且是集中式的大型光伏電站。但是，另一方面，西部的經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，導(dǎo)致用電需求量很小，而西部地區(qū)，恰恰是傳統(tǒng)能源十分豐富的地區(qū)，如煤炭，石油。既然那么多火力發(fā)電廠都無法滿負(fù)荷發(fā)電，電網(wǎng)公司自然沒有興趣接入目前還很零散、發(fā)電又不穩(wěn)定的光伏發(fā)電。
這并不是巧合。沙漠和戈壁，必然導(dǎo)致工業(yè)和商業(yè)的荒涼；像拉斯維加斯那樣的例子，是個(gè)例外，在中國出現(xiàn)的可能性不大。而工商業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，必然是土地昂貴的地區(qū)，大規(guī)模的地面電站，地價(jià)過于高昂了。
解決這個(gè)問題的唯一方案就是放置在屋頂?shù)姆植际桨l(fā)電。屋頂?shù)姆植际桨l(fā)電不僅不占地，而且可以直接供給建筑內(nèi)的人、機(jī)器和設(shè)備。東部的電力需求大，而能源也少，因此電價(jià)也高。按照目前光伏發(fā)電的成本，即便無需補(bǔ)貼，只要發(fā)電自用，也能夠具有經(jīng)濟(jì)意義。例如，上海地區(qū)白天的工業(yè)用電電價(jià)達(dá)到1.14元/千瓦時(shí)，而光伏發(fā)電的成本，目前只有0.8元／千瓦時(shí)左右。
德國從2005年開始啟動(dòng)光伏市場(chǎng)以來，主要發(fā)展的是屋頂分布式發(fā)電。從目前近八年的實(shí)踐來看，目前，德國累計(jì)光伏裝機(jī)已經(jīng)超過30GW，原來擔(dān)心的光伏發(fā)電的電力質(zhì)量沒有任何問題，而光伏發(fā)電受氣象條件影響，隨著光伏屋頂電站數(shù)量的增多，不僅沒有放大，反而有相互抵消的作用，也就是說，屋頂裝得越多，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)來說越穩(wěn)定。更重要的，由于屋頂發(fā)電的大部分電力首先是滿足建筑物內(nèi)用電，因此，外輸?shù)诫娋W(wǎng)的并不多，而且，內(nèi)部的這些電力代替了原來要從電網(wǎng)傳輸過來的電力，反而使得電網(wǎng)的壓力大大減輕。這就是用戶側(cè)并網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)。此外，由于是用戶側(cè)并網(wǎng)，因此，用戶自用電的價(jià)格是相對(duì)于購電電價(jià)來比較的，而不是上網(wǎng)電價(jià)，因此，價(jià)格要高得多。以法蘭克福為例，普通用戶電價(jià)為0.14歐元/千瓦時(shí)，而上網(wǎng)電價(jià)為0.08歐元/千瓦時(shí)，現(xiàn)在德國政府給屋頂光伏的電價(jià)是0.22歐元/千瓦時(shí)，因此，實(shí)際政府的補(bǔ)貼只有0.06歐元/千瓦時(shí)。因此，分布式光伏發(fā)電相對(duì)于發(fā)電側(cè)并網(wǎng)的大型地面光伏電站來說，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)要大得多，應(yīng)當(dāng)成為光伏發(fā)電的一種主要形式。
此前，中國的分布式發(fā)電有一個(gè)很大的難題。那就是并網(wǎng)難。但是，2012年10月26日，國家電網(wǎng)公布的《分布式光伏發(fā)電的服務(wù)意見》解決了這一難題，不僅并網(wǎng)無需到國家發(fā)改委審批，而改由電網(wǎng)公司備案，而且，6MW以下的分布式電站還免收接入費(fèi)，6MW的電站，需要約20萬平方米的屋頂，因此，這個(gè)規(guī)模能源等于將所有的單體的工業(yè)廠房和商業(yè)建筑悉數(shù)涵蓋在內(nèi)，更遑論住宅了。隨后幾年光伏的發(fā)展將會(huì)證明，這個(gè)政策雖然只是執(zhí)行層面的，但其對(duì)于中國光伏乃至能源的貢獻(xiàn)，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于“金太陽”、“金屋頂”等政策。雖然僅靠一個(gè)部門主管機(jī)構(gòu)的一兩份文件就像徹底解決這個(gè)問題是不可能的，但從這一系列的文件可以看出，我國政府關(guān)于光伏的政策，正在朝著正確的方向不斷地邁進(jìn)。
我國分布式發(fā)電的發(fā)展，首先將帶來系統(tǒng)集成產(chǎn)業(yè)的興起，其次，對(duì)于電網(wǎng)廣域監(jiān)控系統(tǒng)和微功率調(diào)度系統(tǒng)將有一個(gè)很大的促進(jìn)。這只是直接的產(chǎn)業(yè)輻射。而隨著越來越多的建筑具有自發(fā)電功能，能源的存儲(chǔ)能源的使用，以及光伏光熱一體化，建筑節(jié)能設(shè)施，將隨后興起。
在屋頂?shù)姆植际焦夥l(fā)電達(dá)到一定的比例的時(shí)候，將形成節(jié)點(diǎn)式、橫向、市際的能源基礎(chǔ)設(shè)施，以及由此形成的市場(chǎng)，會(huì)促進(jìn)人們?cè)S多新的工作方式和生活方式的形成。其影響將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于互聯(lián)網(wǎng)給人們帶來的變化。
我國還有部分地區(qū)沒有送上電。在已經(jīng)送上電的農(nóng)村，還有許多家庭因?yàn)槭杖氲�，僅有的電器是電燈和電視，他們晚上天一黑就睡覺，只為了節(jié)省一些電費(fèi)。如果采用光伏分布式發(fā)電，能夠讓那些現(xiàn)在用不起電的人都能夠享受哪怕是最基本的電力設(shè)施可以提供的便利，如現(xiàn)代化的學(xué)校、醫(yī)院、健康護(hù)理、食品和公共衛(wèi)生、就業(yè)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，那我們的國家將會(huì)發(fā)生巨大的變化。
四、多種能源形式的并存
新能源和傳統(tǒng)能源，并非誰替代誰的問題，更不是你死我活。分布式發(fā)電，也有多種形式。能源的利用方式的變化，可能比新的能源形式更重要。煤炭，最早只是用來取暖，后來被用來制玻璃、磚塊和釀酒；之后，被用來驅(qū)動(dòng)蒸汽機(jī)，這導(dǎo)致了第一次工業(yè)革命，為工業(yè)和交通催生了數(shù)不清的創(chuàng)新。煤炭極大地推動(dòng)了鋼鐵和水泥的生產(chǎn)，后者是城市的骨骼和肌肉。煤炭用來發(fā)電，為城市提供照明和動(dòng)力；近年來，煤炭又成為了天然氣和液體燃料的來源。石油也是一樣，從燃料到塑料，應(yīng)用更加多種多樣。
我們希望光伏稱為一種美妙的能源，取之不盡，用之不竭，這種想法可以理解。光伏發(fā)電本身也會(huì)像煤炭的利用那樣多種多樣，晶體硅、薄膜、風(fēng)光一體化、光伏光熱一體化等等，總的方向是，轉(zhuǎn)換效率越來越高，而成本則越來越低。但是，即便最終光伏得到了充分的應(yīng)用，煤炭、石油、核能都還是會(huì)有各自的份額。1930年，地球95%的能源消費(fèi)依賴于煤炭、石油和傳統(tǒng)的生物質(zhì)。1990年，依然還是這些燃料起著關(guān)鍵作用，只不過，那95%的能源組合中增加了天然氣、核能、水電、風(fēng)力、太陽能、地?zé)崮芤约吧锶剂稀５�，具體到某個(gè)國家，一些新能源已經(jīng)變成了不可或缺的重要選擇。例如，在新西蘭、冰島、菲律賓，地?zé)嵴寄茉聪M(fèi)的比例超過了15%，風(fēng)力發(fā)電在德國占7%，在西班牙占10%，在丹麥的比例則更高。整個(gè)歐盟每年的新增電力已經(jīng)全部由可再生能源承擔(dān)了。
再看看汽車，這個(gè)能源消費(fèi)大戶。1970年，還只有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，今天，除了大量的柴油外，還有乙醇燃料、混合動(dòng)力、純電動(dòng)以及天然氣汽車。要注意的是，這些新型汽車的任何一種不可能獨(dú)霸整個(gè)全球市場(chǎng)，也不可能都在競(jìng)爭(zhēng)中幸存。
當(dāng)我們著眼于電力、運(yùn)輸、工業(yè)、商業(yè)、住宅、農(nóng)業(yè)等整體需求時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)過去半個(gè)世紀(jì)發(fā)展起來的，是能源的多樣化，是對(duì)新的技術(shù)選擇的探索和擴(kuò)充。不同的國家，有不同的合適的能源使用方式。中國的小區(qū)與美國的Community相比，對(duì)于利用能源的最合適的方式就可能大不相同。中國北方的熱電聯(lián)供，對(duì)于北美的獨(dú)立屋就可能不適合。這是能源利用方式的本地化。這種本地化不僅取決于國家的自然資源，而且還取決于國家的政治、財(cái)富和文化。能源利用方式與社會(huì)的結(jié)構(gòu)、觀點(diǎn)甚至身份認(rèn)同緊密地交織在一起。
可持續(xù)發(fā)展是我們所有人都同意的目標(biāo)。但是，不能教條地理解可持續(xù)發(fā)展�；剂虾痛笠�(guī)模電力系統(tǒng)不能被排除在未來的能源構(gòu)成之外。把化石能源看成是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路上的阻礙，這是個(gè)非常嚴(yán)重的錯(cuò)誤。煤炭、石油和天然氣驅(qū)動(dòng)著今天的世界，因此，他們必須促進(jìn)所有其它能源選擇的發(fā)展。今后的分布式能源，也會(huì)是多種能源方式共同給一棟或者所有的建筑物供電。光伏發(fā)電，尤其是分布式光伏發(fā)電，如果能夠與其它能源方式結(jié)合以得到最大的能源轉(zhuǎn)換效率，將是今后一個(gè)很重要的產(chǎn)業(yè)方向。
歷史給出的一個(gè)教訓(xùn)在于，過度依賴和指望任何單一的燃料或技術(shù)都是不明智的。
