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十四年前，《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》（The Economist）雜志的維賈伊·維塞斯瓦倫（Vijay Vaitheeswaran）在一篇有關(guān)電力行業(yè)突然出現(xiàn)顛覆性變化的封面報(bào)道中，創(chuàng)造了“微能源（micropower）”這個(gè)詞——統(tǒng)稱規(guī)模相對較小、模塊化、可批量生產(chǎn)、部署快速而且因此可迅速擴(kuò)展的電力來源，與規(guī)模如大教堂般龐大的發(fā)電廠截然相反，那些大型發(fā)電廠的成本高達(dá)數(shù)十億美元，而且在審批和建造方面需要花費(fèi)大約十年的時(shí)間。他的這個(gè)術(shù)語綜合了兩種微能源：可再生能源（大型水電站除外），以及在工廠或建筑物里同時(shí)生產(chǎn)有用熱量的熱電聯(lián)產(chǎn)（簡稱CHP）。
除了具有成本競爭力以及可以迅速擴(kuò)展之外，微能源為什么重要呢？首先，正如下文所述，微能源在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的碳排放量[1]很少，甚至沒有。第二，微能源使得個(gè)人、社區(qū)、建筑物業(yè)主以及工廠運(yùn)營商能夠自行發(fā)電，擺脫對集中部署、效率低下、污染嚴(yán)重的發(fā)電機(jī)的依賴。這讓能源選擇實(shí)現(xiàn)民主化，推動(dòng)競爭，加快學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的速度，并且可以進(jìn)一步加快部署——因?yàn)樵S多不同市場參與者可以利用各種“具有民間風(fēng)格的”技術(shù)，盡管這些技術(shù)各自的規(guī)模很小，但總體而言與幾個(gè)大規(guī)模發(fā)電設(shè)施相比可以更快得到部署，大規(guī)模發(fā)電設(shè)施需要建立專門機(jī)構(gòu)，審批程序復(fù)雜，物流錯(cuò)綜復(fù)雜，因而交貨時(shí)間很長。
多虧跟蹤這方面投資及發(fā)電裝機(jī)容量情況的彭博新能源財(cái)經(jīng)（Bloomberg New Energy Finance）以及跟蹤發(fā)電裝機(jī)容量及（已知地區(qū)）發(fā)電量情況的全球?qū)＜揖W(wǎng)絡(luò)REN21.net，全球在可再生能源領(lǐng)域的進(jìn)展已經(jīng)變得相當(dāng)透明。關(guān)注可持續(xù)能源發(fā)展的非營利組織洛基山協(xié)會(huì)（RMI）從2005年開始發(fā)布微能源數(shù)據(jù)庫（Micropower Database），2014年7月份發(fā)布了第五版微能源數(shù)據(jù)庫，新版數(shù)據(jù)庫增加了第三個(gè)數(shù)據(jù)來源：熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的行業(yè)銷售數(shù)據(jù)。跟蹤可再生能源，扣除大型水電站、再加上熱電聯(lián)產(chǎn)，該數(shù)據(jù)庫記錄了全球在分布式、可快速擴(kuò)展而且（正如我們將會(huì)看到的那樣）碳排放量低或沒有的發(fā)電設(shè)施方面取得的進(jìn)展。
這個(gè)更新版本最令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是：微能源目前在全球發(fā)電總量中占到大約四分之一的份額（圖1）。
微能源對氣候造成的影響
現(xiàn)代可再生能源的運(yùn)營基本上不產(chǎn)生碳排放，除了可再生能源的一些次要的細(xì)分領(lǐng)域之外——由于利用不可持續(xù)的做法（逐漸耗盡土壤碳[2]）生成的生物質(zhì)能作為燃料，這些可再生能源會(huì)產(chǎn)生碳排放。據(jù)估計(jì)，以生物質(zhì)能為燃料的發(fā)電方式在熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電總量中的占比為3-5%，這其中大部分是在林產(chǎn)工業(yè)中，該行業(yè)的生物質(zhì)廢棄物生產(chǎn)其中的大部分電力和工業(yè)用熱。
煉油廠的熱電聯(lián)產(chǎn)通常以燃料渣為燃料，否則，這些燃料渣也會(huì)被白白燒掉。同樣，許多工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)也利用以前白白浪費(fèi)掉的廢熱。當(dāng)需要額外添加燃料來產(chǎn)生電力和熱量時(shí)，所需要的燃料通常要比分別產(chǎn)生電力和熱量少得多。如果熱電聯(lián)產(chǎn)還產(chǎn)生制冷及提供其他服務(wù)，那么就可以將工業(yè)和建筑物里高達(dá)93%的燃料能量轉(zhuǎn)換成有效功。此外，為大部分熱電聯(lián)產(chǎn)提供燃料的天然氣的碳排放強(qiáng)度大約只有其經(jīng)常取代的純?nèi)济喊l(fā)電的一半左右[3]。
大型水電站和核電的運(yùn)營也不會(huì)產(chǎn)生碳排放。因此，2013年全球近一半的發(fā)電量是在碳排放量很少或沒有的情況下生產(chǎn)的：現(xiàn)代可再生能源[4]在全球發(fā)電總量中的占比為8.4%，核電的占比為10.2%（將在2015年超過現(xiàn)代可再生能源），熱電聯(lián)產(chǎn)[5]的占比為15.5%，而大型水電站（不包括歸屬于現(xiàn)代可再生能源的小型水電站在全球發(fā)電總量中的占比2.8%）的占比為13.5%。
另一半發(fā)電量來自于純發(fā)電的發(fā)電廠，主要通過燃燒煤炭來發(fā)電。這些發(fā)電廠的建造成本更高，而且單單運(yùn)營的成本與競爭對手相比往往就更高，所以他們的訂單正在不斷消失，他們的業(yè)務(wù)正在持續(xù)減少，而在幾十年之后，他們將會(huì)退役，代之以更加清潔、更加便宜的替代選擇——微能源以及有效利用能源。
贏家和輸家
許多燃煤發(fā)電廠或核電站的支持者們非但沒有意識到這些設(shè)施正在被迅速取代，甚至不承認(rèn)微能源是一個(gè)重要的競爭對手——即使微能源搶占他們的市場并且破壞他們的銷售。2009年，某大型核電站設(shè)備供應(yīng)商的一位資深策略規(guī)劃師告訴我說，微能源是微不足道的，因?yàn)樗茨茉诠檬聵I(yè)公司擁有的中央發(fā)電站的正式數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)微能源的相關(guān)數(shù)據(jù)，他不了解其中存在的差異。而且即使在市場份額較小的情況下，微能源技術(shù)也可以產(chǎn)生重大的影響。2013年太陽能在德國發(fā)電總量中的占比僅為4.7%，但卻摧毀了現(xiàn)有公用事業(yè)公司的經(jīng)營模式，并且抹去了他們總計(jì)達(dá)5,000億歐元的市值。
然而到2013年年底，現(xiàn)代可再生能源和熱電聯(lián)產(chǎn)（圖1）的發(fā)電量迅速增長，已經(jīng)使得持續(xù)萎縮的核能黯然失色，前者的發(fā)電裝機(jī)容量是后者的3.34倍，而發(fā)電量是后者的2.35倍。僅現(xiàn)代可再生能源——那些除了大型水電站以外的可再生能源——的發(fā)電裝機(jī)容量在2013年就達(dá)到了核電發(fā)電裝機(jī)容量的1.95倍，而且到2015年應(yīng)該會(huì)超過后者的年度發(fā)電量。這個(gè)地位互換（圖2）的趨勢正在加快步伐，其主要原因在于經(jīng)濟(jì)效益，以及模塊化可再生能源極具動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展機(jī)制。
如果我們查看如今的資金投向情況，那么這個(gè)趨勢就更加清晰可見，因?yàn)楹芫靡郧敖ㄔ斓陌l(fā)電廠只是告訴我們過去的情況，而那些現(xiàn)在正在預(yù)訂建造的發(fā)電設(shè)施才為我們揭示未來。2013年，可再生能源的新增發(fā)電裝機(jī)容量超過了化石燃料和核能兩者的新增發(fā)電裝機(jī)容量之和。由于可再生能源的訂單增長，而中央熱力發(fā)電站的訂單縮減，彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)計(jì)，到2030年，包括大型水電站在內(nèi)的可再生能源的新增發(fā)電裝機(jī)容量將會(huì)達(dá)到熱力發(fā)電裝機(jī)容量的7.4倍（圖3），這其中甚至還沒有包括熱電聯(lián)產(chǎn)。
對于用于手機(jī)和個(gè)人電腦的微能源而言，這場競賽進(jìn)入加速階段，但全球光伏發(fā)電的規(guī)模正在以比手機(jī)更快的速度擴(kuò)張。有些人認(rèn)為，在電力大規(guī)模儲存沒有出現(xiàn)突破性進(jìn)展的情況下，可再生能源就無法有多少作為，他們必然會(huì)后悔莫及。
銀行業(yè)巨頭瑞銀集團(tuán)（UBS）把規(guī)模龐大、增長速度緩慢、對市場的反應(yīng)愚鈍而且成本昂貴的煤電廠和核電站稱作為“未來能源體系的恐龍：從長遠(yuǎn)來看，過于龐大，過于死板，甚至與備用能源無關(guān)�！边@些過時(shí)的技術(shù)在監(jiān)管要求方面面臨的風(fēng)險(xiǎn)不如由于大批行動(dòng)敏捷的競爭對手（那些技術(shù)的倡導(dǎo)者甚至還沒有意識到）而在市場上遭受失敗的風(fēng)險(xiǎn)高。多么令人悲哀的墓志銘——被看不見的螞蟻大軍所吞沒。
[1] 在能源以及用于生產(chǎn)各種能源設(shè)備的原材料中表現(xiàn)出來的碳排放是獨(dú)立的，相對較少，而且大致上與他們的相對經(jīng)濟(jì)成本相一致，所以在此對他們就不加以進(jìn)一步的研究了。淹沒大面積地區(qū)的新水壩也可以通過被淹沒的植物發(fā)生腐爛來釋放大量的甲烷。
[2] 美國木屑出口（主要作為英國德拉克斯燃煤發(fā)電廠的燃料）引出了這個(gè)擔(dān)憂，但RMI的數(shù)據(jù)庫沒有包括這個(gè)因素，因?yàn)榈吕怂谷济喊l(fā)電廠是一家只發(fā)電的巨型發(fā)電廠，而不是規(guī)模較小的熱電聯(lián)產(chǎn)廠。
[3] 然而，這個(gè)比較忽略了天然氣和煤炭系統(tǒng)未知的甲烷泄漏程度，被取代的煤炭出口到海外燃燒，以及熱電聯(lián)產(chǎn)有可能取代一些沒有碳排放的發(fā)電設(shè)施。
[4]RMI的2013年發(fā)電量估計(jì)值超過了全球?qū)＜揖W(wǎng)絡(luò)REN21.net所說的大約6%這個(gè)數(shù)字。這是因?yàn)镽MI包含了根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)基于交易的裝機(jī)容量數(shù)據(jù)而得出的小型水電站（裝機(jī)容量不到50MW）的發(fā)電量191GW（吉瓦），而REN21的6%這一數(shù)字不包括所有水電站。
[5]為保守起見，不包括大型工業(yè)裝機(jī)容量：RMI的數(shù)據(jù)庫包括所有裝機(jī)容量不超過30MW的熱電聯(lián)產(chǎn)渦輪機(jī)，但對于裝機(jī)容量超過120MW的熱電聯(lián)產(chǎn)渦輪機(jī)而言，這個(gè)比例下降至5%。
