要建成能源互联网我们还差不止五个半诺奖

李司陶 来源:无所不能 编辑:wutongyufg 能源互联网分布式储能可再生能源 
本文将尝试从建立一个具有理想功能的能源互联网模型入手,提炼一些能源互联网建设过程中需要满足而尚未能够满足的关键需求。希望有助于大家更好的了解能源互联网建设的现状,并明确建设过程中亟待攻关的诸多问题。 一个多月以来,两件大事让“能源互联网”概念持续高热。先是在9月2
 
    (2)大容量、低损耗的储能设施(硬盘)
    没有巨磁电阻效应的发现,人类就不可能将海量的数据压缩在一块名叫硬盘的小方盒子内。信息本身无法汇总贮存,信息革命也就无从谈起。这也就是为什么2007年的诺贝尔物理学奖授予了发现巨磁电阻效应的费尔和格林,这一自然现象正是大容量数据存储技术的基础。但是对于能量,人们还没有好的办法来对它进行高密度的压缩储存。以至于只能以大自然原本赠与我们的形态来保存它:修建一座座巨大的煤仓、天然气储气罐。
    人类最梦寐以求的高密度电能存储设备,目前还遥不可及。无论是传统的化学电池还是新兴的燃料电池,其转换效率或储存密度都远远达不能令人满意。
    如果这项技术能够获得突破,至少两个能源领域的难题能够迎刃而解。1.随机性很强的光伏、风电等清洁能源将可以先被集中收集起来,然后再均匀的对外供出。2.电动车普及的最大障碍将被扫除。
    (3)能源的海量、廉价供应方法
    标题里说我们至少还差五个半诺贝尔奖,那为什么小标题只有四个?因为一个“能源的海量、廉价供应方法”,至少值三个“诺大头”奖牌。
    2007年度诺贝尔化学奖授予了德国化学家格哈德·埃特尔(Gerhard Ertl),理由是他发现了哈伯-博施法合成氨的作用机理。而之前,1918年,德国化学家弗里茨·哈伯已经因为发明合成氨方法而获得诺贝尔化学奖。1931年,卡尔·博施又因为改进合成氨方法获得诺贝尔化学奖。
    合成氨正是化肥生产的技术基础。这项技术突破颠覆性的提升了人类粮食生产的效率水平(粮食生产本身就是一个能量收集、转化的过程,从太阳能到生物质能)。
    而能量的大规模、高效率的生产搜集技术,其意义比化肥只高不小:如果说化肥只是让农作物的生长速度、光合作用水平提升了;那么能源量的大量廉价供应将使得农业完全脱离“靠天吃饭”的尴尬状态。在工业、物流业和服务业中占比巨大的能源成本也将被大幅削减,直接提升人类社会发展的速度和加速度。
    虽然目前最被看好的能量来源是光伏与风电等清洁能源,他们在理论上是“廉价、海量”供应的。但从“生物能(牲畜、人力)-化学能(燃烧化石能源)-物理能(聚变与裂变核能)”的科技史规律来看,以后真正能担起重任的将会是核能。因为它寓于更高层次的物质规律,在宇宙空间中的基础也更广泛。毕竟光伏和风能归根结底都来自太阳的能量,而太阳的能量来自其内部的核聚变反应。
    (4)智能、可靠的能量调度、分配机制(路由器与通讯协议)
    对于一个智能且可靠的能量调度、分配机制,最重要的可能不是其硬件设施。而是规范它运行的数学模型、运行逻辑。它需要雄厚的数学和其他自然科学技术基础来支撑。
    就像前文提到的那样,能源互联网需要整合的信息资源碎片化、随机化严重;对处理的效率和可靠性也要求极高;同时规模空前。诺奖的评奖规则可能很难照顾到这方面的重大突破,但是一旦出现能够真正解决问题的成果,一个菲兹奖、高斯应用数学奖或图灵奖,一定不用愁。 
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