每一栋建筑都将变成微型发电厂
———《第三次工业革命》选登之二
2012-06-06          来源:经济参考报

  ● 19世纪,第一次工业革命造就了密集的城市核心区、拔地而起的工厂。

  ● 20世纪,第二次工业革命催生了城郊大片房地产业以及工业区的繁荣。

  ● 21世纪,第三次工业革命将会把每一栋楼房转变成住房和微型发电厂。

  ● 我们即将步入一个“后碳”时代。人类能否可持续发展,能否避免灾难性的气候变化,第三次工业革命将是未来的希望。

  人类已经经历了两次工业革命,马上将迎来开创性的第三次工业革命。1870年以后,以电力的广泛应用、内燃机(石油)和新交通工具(汽车)的创制、新通讯手段(电话、广播和电视)的发明为标志的第二次工业革命隆重登场,取代了第一次工业革命。在某种程度上说,第二次工业革命是以石油和其他化石能源为基础和动力逐步发展起来的,但如今石油资源的日渐枯竭也正将其逼上穷途末路。

  在本书中,作者根据自己几十年的研究和总结,认为我们正处于第二次工业革命和石油世纪的最后阶段,而根本的原因在于以石油为代表的石化资源危机以及它所带来的熵账单。

  石油日益枯竭,第二次工业革命根基遭动摇

  地球物理学家M·金·哈伯特自1956年就开始在壳牌石油公司工作。他随后在其论文中预测:大约在1965年到1970年之间,美国本土48个州的石油产量将达到峰值。虽然他的预测在当时遭到了同事的嘲讽,但后来的事实证明,美国的石油产量在1970年达到峰值,随后进入了长期的下降通道。

  在全世界范围内,全球原油产量也并不乐观。国际能源署总部设在巴黎,在能源信息和预测方面颇具权威,因而深受世界各国政府的信任。该机构在《2010年世界能源展望报告》中称,全球原油产量在2006年就已达到峰值。当时每天的产量为7000桶。为了避免全球经济的剧烈动荡,需要保持每天不低于7000万桶的石油生产量。而获得这些石油需要在未来的25年里投入8万亿美元的巨额资金。而且,据英国石油公司研究证实,全球人均石油峰值早在1979年就已经出现,而这时正处于第二次工业革命的高峰期。

  不仅是石油,铀燃料的储量也逐渐降低,更严重的是,如今人类三分之一的人口进入了石油时代,对石油的需求量急剧增加。石油需求不断上升与石油储备逐渐萎缩之间的矛盾不可避免地导致两者的价格在国际市场上持续攀升。2008年7月,世界市场的油价冲到创纪录的每桶147美元,而在7年前,每桶价格却低于24美元。

  而且,中东地区的政治动荡加剧了石油需求不断上升与石油储备逐渐萎缩之间的矛盾,将会造成世界油价的波动。2011年年初,利比亚的政治动乱迫使其全国的油田关闭,结果是原油产量每天减少160万桶,油价上升到每桶120美元。石油分析家担心沙特阿拉伯或者伊朗也将会发生类似的石油生产中断,这将导致油价一夜之间上升20%至25%,从而严重破坏本就脆弱的全球经济复苏。关注中东政治动荡的国际观察家认为,这个地区将很难恢复正常生产。历史上,独裁政府长时期地统治着社会精英并实行集权体制,石油时代的结束预示着独裁政府的末日,这并不是巧合。

  虽然中东地区年轻人的觉醒值得赞赏和支持,但石油危机后的几年,将有两个相关的现象出现:一个是总需求上升,它将把油价从每桶150美元推高到每桶200美元甚至更高;另一个是石油盛产国因政治动荡导致的生产中断,它将同样推高油价。

  与此同时,受新技术突破、及早采用新技术以及规模经济等因素的影响,新型可再生能源的价格持续下降。光伏发电的成本有望以每年8%的速度下降,使得发电成本每8年可降低一半。如果全球用电量以每年5%的速度增长,到2012年,光伏发电将会在整个欧洲市场达到电网平价(电网平价是指使用替代性能源发电所消耗的成本与使用传统化石燃料或核能发电的成本相当,或者更低)。

  传统化石能源成本不断上扬,可再生能源成本不断下降,两者之间的巨大反差引起了全球经济的巨变,也必将动摇第二次工业革命的根基,从而催生21世纪的新型经济范式和管理模式。以可再生资源为基础、以互联网技术为支撑的第三次工业革命势必会在这一过程中担当重任。

  信用泡沫和金融危机合力压垮第二次工业革命

  信用泡沫和金融危机是怎样把第二次工业革命推上穷途末路的呢?作者在此以金融危机的重灾区美国为例,结合第二次工业革命的进程,揭示了其中蕴含的深层原因。

  汽车时代是第二次工业革命的一个标签。1956年《州际公路法案》通过,为汽车时代完善基础设施提供了强大动力。州际高速公路基础设施加速了公路建设商业化的发展,数以百万计的美国人搬迁到有新建州际高速公路出口的郊区。20世纪80年代,随着州际高速公路建设的完成,商业和房地产的繁荣达到了顶峰,这意味着以汽车时代和石油世纪为标志的第二次工业革命也达到了巅峰时期。而事实上,第二次工业革命在随后即开始减速。因为这时的人们购物成瘾,消费变得更像集体炫富。紧接着,商业和房地产商的过度扩张,导致了20世纪80年代末和90年代初房地产市场的低迷,经济陷入严重的衰退。随后,经济衰退的影响蔓延到全世界,第二次工业革命也开始走下坡路。

  数据显示,20世纪90年代初期,美国家庭平均储蓄率约为8%;2000年时,家庭储蓄率已锐减到1%左右;90年代中期美国人债台高筑,破产创历史新高。1994年,多达832829人申请破产。更令人难以置信的是,2002年,破产人数飙升至1577651。2007年时,许多美国人已入不敷出。然而,信用卡债务仍然在继续攀升。

  正是在这段时间,银行开始推行第二个信用工具———次级抵押贷款,这一业务只需要很少或不需要现金支付。数百万美国人以此方式购买他们原本负担不起的房产。房地产市场的繁荣创造了美国历史上最大的泡沫经济。仅仅几年,在一些地区房价就已翻番。房主们把房产看做有利可图的投资。许多人把他们的新投资作为摇钱树,再次进行抵押,以获取两到三倍的资金偿付信用卡,继续疯狂购物。

  全球抢购风以及总产出的急剧上升,推升了对日益减少的石油的需求,并导致世界石油价格的上涨。石油价格的急剧上涨引发了全球供应链中从谷物到汽油等物品价格和服务价格的上涨。

  当油价超过每桶100美元时,22个国家爆发了自发的抗议和骚乱—在墨西哥发生了玉米粉圆饼抗议,在亚洲爆发了大米骚乱。这都是因为粮食价格的急剧上涨引起的。目前,全球有40%的人每天的生活水平是2美元或更低,大宗商品价格的微小变动都意味着普遍的风险。2008年,大豆和大麦价格上涨了1倍,小麦上涨了2倍,大米上涨了4倍。联合国粮农组织发布的报告说,有10亿人(相当于全部人口的近七分之一)将面临饥饿,这在人类历史上是前所未有的。

  受急剧上升的油价影响,发达国家中产消费者的恐慌情绪开始蔓延。商店中日常用品的价格直线上升,汽油价格和电价扶摇直上,建筑材料、药剂、包装材料的价格也飞速上涨,当然,还可以列出很长的名单。到春末,价格已高得令人望而生畏。

  2007年,房价暴跌,房地产泡沫破灭。数百万曾认为自己是富人的美国人突然发现,他们已无法支付即将到期的抵押贷款的利息了,丧失抵押品赎回权的房屋数量暴涨。2008年7月,当石油价格飙升至创纪录的每桶147美元时,全球范围内的购买力终于崩溃了。由于大量借款未得到清偿,银行和其他信用机构随后停止了放贷,股市崩溃。美国政府虽被迫向华尔街非银行金融机构提供7000亿美元救助资金,但是,所谓的大萧条还是开始了,实际失业率逐月上升。到2009年年底,全美失业率已达10%。这意味着有近2700万人失业和未充分就业。这是20世纪30年代大萧条以来美国失业率的最高水平。奥巴马总统采取一揽子措施拯救银行系统,但对美国家庭却几乎没有任何作为。2008年,美国家庭累积债务逼近14万亿美元。下面一组数据可以清晰地看出美国家庭债务有多重:20年前,普通家庭债务是其收入的83%;10年前,这一比例上升到92%;而到了2007年,这一比例已上升至130%。

  就这样,美国人似乎在不知不觉中以一种僵化的思维,用疯狂购物的方式,降低直至毁掉了第二次工业革命的经济增长速度,挥霍了“二战”以来40年间积累的财富。当储蓄花光后,他们又借了数万亿美元,继续花着自己还没有挣来的钱,以继续生活在无可匹敌的经济神话中。由于美国、欧洲和亚洲的银行、金融相互交织,这次信贷危机超越美国,席卷全球经济。这次经济大地震标志着化石燃料时代的结束。

  生态危机击溃最后一道防线

  信用泡沫和金融危机是第一种债务,接下来这个债务远比第一种更加严重,更加难以偿还,并且现在正在源源不断地积累起来。第一次和第二次工业革命的熵账单即将到期。近200年来,燃烧煤炭、石油、天然气推动了人类的工业化进程,向地球大气中排放了大量的二氧化碳,阻止了太阳的热量从地球上空散去,导致地球温度灾难性的转变,继而会造成对未来生命的毁灭性打击。

  2009年12月,192个国家的政府首脑聚集在哥本哈根,共同商讨应对人类面临的历史上最严峻的危机—由工业化引发的气候变化。2007年3月,联合国政府间气候变化专门委员会曾在巴黎发表了一项有关气候变化的报告,阐述问题的严峻性,共有来自100多个国家的2500多名科学家参与了此项报告。这是15年中发表的第四份类似报告。

  1、协同效应加剧气候变暖

  在报告中,作者敏锐地发现了一个问题,即“协同效应”。作者在1980年出版的《熵》一书中就开始论述气候变化,并引起了人们对此问题的关注。1988年作者所在的部门成立了“全球温室网络”,召集了气候研究人员、环境保护组织以及经济发展专家,进行了10年之久的努力,推动有关气候变暖的讨论从学术走向公共政策领域。但作者在该书中坦承说,虽然自己早就意识到了全球变暖的紧迫性,但仍然低估了地球温度上升的速度,原因在于没有正确地理解协同效应以及它可能导致的意想不到的正反馈。而这一效应正是温室效应剧增的重要原因之一。

  举例来说,由于空气中的二氧化碳增加,地表温度升高,进而导致北极地区冰层融化,这样避免了热量从地球上消失。雪面覆盖的减少,意味着反射能力的丧失———白色反射热量,黑色吸收热量———地球散发的热量减少。反过来,这又提升了地球表面的温度,以正反馈的方式加速了雪的融化。现在,可以认为,当地球生物圈中其他突变引发它们自己的反馈回路时,这一反馈回路及其乘数效应几乎是没有止境的。我们所面临的不确定性更加可怕。

  2、地表温度上升将导致物种灭绝

  第四次联合国气候报告提醒我们:地球的化学性质正在发生变化。这绝对不是什么好消息。科学家告诉我们,到本世纪末,地球表面的温度有可能上升至少3℃,气温会显著升高。虽然3℃听起来不高,但我们需要知道的是,这个幅度的上升使温度达到了300万年前的上新世的温度。那是一个非常不同的世界。

  根据科学家的观点,仅仅1.5℃至3.5℃的变化,就能导致动植物在不到100年内大量灭绝。这一观点意味着,将有最低20%、最高70%的物种灭绝。这其实是一件非常严峻的事情。在最近的4.5亿年里,地球上已发生了五次物种灭绝事件。每次都是一个大毁灭,需要1000万年才能恢复生物物种的多样性。

  那么,地表温度的上升是怎样影响了生命的存亡呢?作者以生态系统中树木的消失为例解释了这一问题。21世纪下半叶的时候,美国东北部地区气候的变化也会影响到迈阿密的气候。人类能通过迁移适应气候变化,但树木显然不具备这种能力。几千年来,不同种类的树木已经适应了某个地区相对稳定的气候。更重要的是,树木生长缓慢。因此,当温度在几十年里发生急剧变化的时候,树木不可能快速迁移以适应气候的变化。这对地球生物的生存具有重大的影响。森林覆盖了地球表面的25%,森林是许多生物物种的栖息地,树木的突然消失会严重影响动物的生存。

  更严重的是,哥斯达黎加的科学家注意到,在过去16年里,随着气温的上升,树木的生长速度在稳步下降。研究人员援引的世界各地的类似记录,使人们更加担心我们可能已处在大灭绝时期的早期阶段。

  3、水循环受影响最大

  全球气温上升最重要的影响是水循环。温度每升高1℃,大气保水量将增加7%。这将导致水分布的根本变化,虽然降水强度会增加,但是降水时间会减少或频率会降低,结果就是更多的水灾和长期的干旱。生态系统已经适应了长期稳定的气候环境,由于不能迅速适应这突如其来的变化,生态系统的不稳定和崩溃就是难以避免的了。频繁的飓风便是有力的说明。2005年出版的《科学》杂志指出,从20世纪70年代以来,第四类和第五类风暴的数量已翻了一番。卡特里娜、丽塔、古斯塔和艾克等飓风为21世纪的人类敲响了警钟。

  科学家们也预测了海平面的上升及海岸线的消失情况。一些小岛群,像印度洋上的马尔代夫群岛、太平洋上的马绍尔群岛,将会彻底消失在海平面下。世界一些大山上的积雪正在融化。到2050年,一些山上的积雪可能会融化60%。而要在40年里迁移近10亿人,这几乎是难以做到的。北极地区也将是生态系统破坏的重灾区。新的研究预测,到2050年时,夏季冰层覆盖面将会不超过75%。2008年8月,北极周围已有开阔的水域,这是至少12.5万年来第一次发生这种现象。

  4、反馈回路会导致地表温度大幅升高

  气候学家们最担忧的是难以预测的反馈回路,反馈回路会引起生物圈的巨大改变,导致地表温度大幅升高,而现有机制又无法预测。可以用20世纪前就存在的亚北极地区的永久冻土层的例子说明。这个地区的面积有法、德两个国家的大小,这里草原与野生动物和谐共生。就像一个时代文物密藏容器,这里的永久冻土层保存着大量有机物。科学家们说,西伯利亚永久冻土层的有机物存量比世界所有热带雨林的存量都多。

  联合国政府间气候变化专门委员会在第四次评估报告中提到了永久冻土层问题,并指出如果永久冻土层融化,将会引起潜在的灾难性后果:二氧化碳进入大气层,进而导致地球温度急剧上升,其水平将远高于现在的预测。但是,目前没有数据能够确认这一状况。

  然而,最近刊登在《自然》杂志上的实地考察报告震惊了研究人员:由于温度上升,永久冻土层已经开始以令人惊愕的速度融化。阿拉斯加大学费尔班克斯分校北极生物研究所的科学家警告说,在本世纪的某个时间,随着数量可观的冰层消失、大量二氧化碳和甲烷排放到大气中以及短短几十年温度的急剧上升,人类将迎来严峻的考验。如果这种情况发生,人类将无法阻止这一生态系统的毁灭,地球上的生命将会消失。

  5、只有可再生能源才能可持续发展

  美国政府气候学家、美国宇航局戈达德空间研究所所长詹姆斯·汉森所在的研究小组指出,如果用冰芯作为样品测算,工业化前大气中二氧化碳的水平在65万年前就已超过了300ppm。当前的工业化水平远远超过那时的水平,目前二氧化碳的水平是385ppm,并且还在快速上升。根据汉森研究小组的研究结果,由人类活动引起的气候变化会在本世纪末或此后不久导致温度上升6℃,并导致人类文明的消亡。如果人类希望保存一个文明发展、适合居住的星球,依据古气候证据和当前变化的气候,需要将二氧化碳由当前的385ppm减至最多350ppm,但希望能减少更多。

  化石燃料驱动的工业时代即将结束,这已经是无可辩驳的事实。这并不意味着明天石油就会枯竭。石油还会供应,但供应量会减少,价格会上升。由于石油的生产与定价都取决于单一的世界市场,所以,没有哪个国家能够在能源自立的旗帜下独善其身。至于天然气,其全球状况与石油大体相似。虽然中国的煤炭、加拿大的沥青砂、委内瑞拉的重油、美国的油页岩储量相对丰富,但是这些能源开采费用高昂,并且这些能源比原油和传统天然气都要排放更多导致全球变暖的气体。如果我们转而使用这些污染性的能源以推迟化石燃料时代的结束,那么,急剧升高的全球气温将不可避免地主宰人类的命运。

  关于替代性资源,人们认为,相对于化石能源来讲,核能是一个可替代的选择,因为它不产生二氧化碳,某种程度上可作为解决全球气候变暖的措施。但核能从来就不是清洁的能源。放射性物质和核废料对人类的健康、对生物和环境都是严重的威胁。2011年,日本地震和海啸引发的福岛核泄漏引发了世界范围的政治地震,大多数国家的政府推迟了筹建新核电厂的计划,降低了对这项20世纪技术的期待。

  可再生能源与互联网技术催生第三次工业革命

  要想产生新的工业革命,新通信技术必须和新能源体系结合,就像历史上的每次重大经济革新一样。

  新通信系统从来不会独立存在,它们是通过新能源系统管理流动性的机制。第二代电子通信技术(互联网技术)与第一代电子通信技术(电话、广播与电视)有着根本的不同。第一代电子通信技术用来管理经济和使经济市场化。这种经济的基础是化石能源,大量商业活动源于特定的能源体系。虽然它提高了生产效率,优化了操作实践,创造了新的商业和就业机会,在一定程度上可能延长传统工业模式的寿命,但它不可能完全发挥分布式通信的潜力,其阻力来自能源集中化的体制与商业基本结构的内在制约因素。相比之下,第二代电子通信技术分布自然而理想,更适合管理分散式能源(可再生能源)以及与新能源相伴而来的扁平化的商业活动。

  如今,互联网信息技术与可再生能源的出现与融合让我们迎来了第三次工业革命。在不久的将来,每个建筑都是小型的发电厂,人人都是绿色能源的自助生产者。除此之外,正如人们在互联网上可以任意创建属于个人的信息并分享一样,任何一个能源生产者都能够将所生产的能源通过一种外部网格式的智能型分布式电力系统与他人分享。这就是第三次工业革命为我们描绘的蓝图。

  总之,第二次工业革命已经走到尽头,我们即将步入一个“后碳”时代。人类能否可持续发展,能否避免灾难性的气候变化,经济能否实现新的跨越式发展,第三次工业革命将是未来的希望。

  (中信出版社授权独家选登)

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