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第三次工业革命在中国_1
前言 //IX第一章新能源革命：中国的选择能源替代：工业革命的“核心动力” //003光伏革命：新能源革命的“主打歌” //016大国崛起，中国不再错过 //027“终极替代”，谁领风骚？ //040“能源独立”非我莫属 //052光伏革命：中国必然要选择的道路 //067光伏革命引领全球未来 //079第二章机遇与挑战：光伏产业新格局从必须到必然 //093页岩气是个伪命题？ //102美国光伏歧途 //113德国光伏怎么了 //123韩日觉醒又如何 //134中国光伏产业的崛起 //146欧盟的“双反阴谋” //160薄膜光伏时代已经来临 //168目录中国领先一把第三章为什么是中国：中国光伏产业的优势地位突破能源瓶颈 //179独特的中国发展模式 //190要素优势1：市场广阔，资金雄厚 //200要素优势2：产业，成本，技术 //209要素优势3：企业家精神 //216中国企业的光伏实践 //224世界光伏看中国 //237第四章国策：中国光伏产业的正途光伏市场失衡的背后 //245上兵伐谋 //270政府的缺位、越位和到位 //281中国政府在行动 //301光伏产业的发展方向 //310第五章光伏：未来的展望光伏的世纪 //317车轮上的新景 //324绿色家园不是梦 //334光伏助力“中国梦”//339“太阳文化”重塑世界 //345尾 声 “光伏人”的生活 //353注 释 //359参考文献 //363IV我确信这个判断本书有一个判断：在新能源革命中，中国可以领先世界一把。这是一个大胆的、具有重要意义的判断，不能不引起我们的深切关注。判断不是现实。当某些事情已成为现实的时候，人们就不需要判断了。判断的重要性在于它的正确性和前瞻性。判断是做事的方向，也是做事的动力。作者的判断能够变成现实吗？读者也许会带着这个最大的悬念阅读本书。中国读者更是如此。在我的印象中，李河君是一个善于做判断的人。“我有一个判断”是他的常用语。值得注意的是，迄今为止，李河君之前的几个判断都被现实证明是正确的。在筹建金安桥水电站的时候，他实际上有一个判断：国家将准许民营企业进入能源领域。在进入光伏产业的时候，他也有一个判推荐序断：眼下不如晶硅火爆的薄膜技术很快就会赶上来，因此应该选择薄膜。2011年年初光伏风波还没到来的时候，他有一个判断：年，中国乃至世界的光伏产业将有一次大“洗牌”。这些判断一一应验。这些判断使汉能实际上只用了21世纪初这十几年的时间，便成了“两个最大”：中国最大的民营清洁能源企业，世界最大的太阳能薄膜企业。现在，作者提出了一个更大胆、更宏观的判断：在新能源革命中，中国将领先世界一把。这个判断是否能得到现实的证实呢？我坚信作者的这个判断。这不仅和他以前几个判断都得到证实有关，更重要的是，本书内容极具说服力。作者主要从三个层面论述新能源革命。第一个层面是世界大趋势。化石能源体系已经走到尽头，新能源已经具备替代条件，既有需求又有条件，新能源革命自然势不可当。第二个层面是中国国情。在可持续发展中，最难克服的障碍是化石能源形成的“能源瓶颈”，而中国在自然资源、经济发展、本土市场、光伏产业、经济体制等方面拥有进行新能源替代的优势，领先世界是完全有可能的。第三个层面是对光伏产业的分析。作者从新能源革命的角度，介绍了世界的走势和国外的经验教训，梳理了光伏技术和光伏产业的发展历史，澄清了对光伏产业的模糊认识，从中国现状和需要解决的问题出发，提出了推行新能源革命的战略、策略、政策等方面的一系列见解，可被称作“光伏战略小百科”。作者的论述具有事实和逻辑的双重力量，由不得你不相信他的判断。当然，即使是正确的判断也只是可能性，还需要大家的努力才能变成
推荐序现实。这正是本书提出这个判断的最终归宿点。我相信，只要大家齐心协力，作者的判断一定会很快成为现实！艾丰《经济日报》前总编品牌中国创始人VII2012年之于中国光伏业，既是多事之秋，又是涅之年。在这一年里，坏消息很多：比如，由于一味追求产量，产业发展呈恶性循环之势，而受中国巨大产能（年翻了两番）的推动，全世界多晶硅太阳能组件产能暴涨，价格却直线下跌。比如，美国公布“双反”（反倾销和反补贴）调查终裁结果，宣布征收反倾销税；欧盟对华反倾销调查立案，印度也跟风提出反倾销调查。比如，在全球经济衰退的浪潮中，欧洲各国政府对光伏的补贴降低，光伏组件制造商的销售收入大幅减少，国内银行停贷，国内多家光伏企业遭遇“破产门”。比如，曾经的中国首富、原尚德电力控股有限公司（以下简称“尚德电力”）董事长兼首席执行官施正荣退居二线，赛维LDK太阳能高科技有限公司（以下简称“赛维”）创始人辞任首席执行官，多家光伏企业领导前 言人有意或无意地选择“退隐”，光伏业界人心惶惶……然而如果细心考察，这一年中的好消息其实也不少：比如，虽然晶硅行业一直亏损，美国第一太阳能公司仍然在2012年的第三季度实现了8 790万美元的净营收，虽然远远低于2011年同期的1.965亿美元，但延续了第二季度1.109亿美元的强劲赢利势头。比如，在中国，《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》正式发布，分布式光伏发电项目免费并网措施正式实施。比如，作为国内规模最大的民营清洁能源发电企业，汉能控股集团（以下简称“汉能”）开始了对海外光伏企业的并购……产业兴衰、企业存亡本就存在生命周期。问题是，此次危机出现在了曾被视为“一出生就风华正茂”的中国光伏业。“光伏末日论”站得住脚吗？大浪袭来，有进有退，如果中国光伏业面临的是群体性危机，为何有的企业急剧衰退，而有的企业却能大踏步前进？辩证法告诉我们，世界上没有绝对的“危”，也没有绝对的“机”。如果辩证地思考2012年中国光伏业的众多顺向、逆向事件，结论恐怕会大为不同。从“逆向事件”看，2012年的中国光伏业内外交困，确实经历了一场“生死劫”。2012年3月，美国商务部宣布对中国输美的太阳能电池征收反补贴税；5月17日，美国商务部又宣布对中国企业出口到美国的光伏产品征收反倾销税；11月7日，美国贸易仲裁委员会裁决，对中国晶体硅光伏电池片等产品征收18.32%~249.96%的反倾销税、14.78%~15.97%的反补贴税。
前 言欧洲也“不甘落后”。日，欧洲光伏制造商针对从中国进口的光伏产品向欧盟提起反倾销申请，欧盟于9月6日立案调查。欧盟是中国光伏产品出口的主要市场，此案涉及的金额高达200亿美元 。中国的多晶硅光伏电池有90%销往海外，故而欧美“双反”来袭时尤为恐怖。中国光伏组件龙头企业—英利、尚德电力、天合光能、阿特斯等在2012年没有一家赢利。更糟糕的是，多家光伏企业陷入产品积压、产能过剩、巨额债务压力等困境。2012年8月，美国投资机构美新集团（Maxim Group）发布的一组数据显示，中国最大的10家光伏企业的债务累计高达175亿美元。光伏企业总体负债率已超过70%，负债率之高令人触目惊心。与此同时，悲观情绪是主流媒体的基调。“光伏产能过剩”的观点从2013年3月全国“两会”开始，迅速传遍全国，并且带来了两个直接影响。第一个直接影响是，金融机构断然停止了对光伏产业的信贷支持。银行一停贷，部分光伏企业就被逼上了“绝路”。据媒体报道，尚德电力负债35.87亿美元，负债率高达81.8%，企业股值从2008年的80美元/股跌至2012年8月初的0.94美元/股。由于无力偿还债务，以至于2013年3月，尚德电力的可换股债券出现违约，不得不申请破产。第二个直接影响是，在“双反”压力下，在2013年第一季度，中国制造的光伏电池片基本退出了美国市场。光伏企业不得不寻求差异化转型，从加工制造光伏电池片转向在欧美开展光伏电站的短期投资和运营业务，以期延长光伏企业的价值链。 　1美元约合6.12元人民币（2013年10月汇率）。—编者注由于我们过去只把光伏电池作为一种出口产品，而没有将其放到新能源革命的高度来认识，没有在国内扩大应用，我们用本土的高能耗和出口的低价位支持了欧洲的能源变革，结果却换来了当头一闷棍。当欧美“双反”来袭时，我们又不懂得光伏电池有晶硅和薄膜这两代产品的区别，做出“光伏产能过剩”这一以偏概全的判断，导致金融机构一刀切地给光伏产业“断奶”。这就等于别人打伤了我们的左手，我们又自捆右臂。从“顺向事件”看，中国光伏企业正向第二代光伏技术领域大举进军，同时并购海外知名的光伏企业。日，汉能与德国知名太阳能公司Q-Cells签署协议，收购Q-Cells子公司Solibro的股权。这是汉能海外并购的第一单。在Solibro生产的薄膜太阳能电池（以下简称薄膜电池）中，小尺寸冠军电池已实现铜铟镓硒（CIGS）全球最高的转化率—18.7%。日，汉能又宣布完成对美国MiaSole（米亚索能）公司的并购。这家公司名气不小，在过去的10年里，世界最具传奇色彩的风险投资家约翰·杜尔等“风投巨子”对MiaSole公司的投资超过5亿美元。MiaSole公司是美国硅谷光伏企业的典型代表，其薄膜光伏组件量产转化率已达15.5%，研发转化率最高已达17.6%，已赶上目前晶硅组件的转化率，预计在两年内，其生产成本将降至0.5美元/瓦。“薄膜太阳能之父” 拉尔斯·斯托特是Solibro的创始人、首席技术官（CTO），如今是汉能的高级管理人员。约翰·杜尔的绿色梦想也许将由汉能代其实现。值得一提的是，Solibro与MiaSole拥有各自的薄膜技术，之前由于商业原则而互相保密，现在由于同属汉能而少了商业上的顾虑，因此可以在技术上互通有无，共同进步。路透社则认为：“此番收购成功之后，汉能将与全球最大的薄膜电池厂商—美国第一太阳能公司展开竞争。”这一评价可谓是一语中的。日，汉能又完成了对美国全球太阳能公司的并购。汉能在一年内完成的这3次收购引起了海内外媒体的广泛关注。海外媒体对此事的评价是，“光伏产业‘退潮期’为中国企业捡拾珍珠提供了机会”，是“美国光伏初创企业被规模更大的亚洲工业企业挽救于水火的最新案例”。让我们用数据说话：截至2012年年底，汉能已经拥有7项薄膜技术，成功建成9个薄膜电池生产基地，产能达到3GW ，超过美国第一太阳能公司的2.8GW，成为全球最大的薄膜太阳能企业。从逆向事件看，中国光伏业的确面临巨大危机，似乎是对以往中国光伏业发展的技术、路径和模式的否定；但从顺向事件看，汉能的案例又是对“光伏末日论”的否定与反击，这意味着中国光伏企业或许已经找到了新的技术、路径和模式，正朝着领先世界、升级传统的方向发展。要想准确地认识中国和世界的光伏产业发展状况，我们需要拥有更独特的视角和更开阔的视野。享有国际声誉的美国未来学家杰里米·里夫金所著的《第三次工业革命》 一书，给我们提供了有力的思考坐标。 　GW为十亿瓦特，1GW=1 000MW（兆瓦）=1×106 KW（千瓦）。—编者注 　《第三次工业革命》一书中文版已由中信出版社于2012年出版。—编者注在这本书中，杰里米·里夫金做出了这样的判断：人类历史上的每一次工业革命都将使世界发生翻天覆地的变化。如今，我们正处于第二次工业革命和石油世纪的最后阶段，第三次工业革命已经来临，这一次，新的通信技术和新的能源系统将再次结合，数以亿计的人们将在自己的家里、办公室里、工厂里生产出自己的绿色能源，并在“能源互联网”上与大家分享，人类的生活和工作将从根本上发生改变……作者深邃的洞察力深深地触动了我。反观我近20年的新能源领域的从业经验，尤其是近年来在光伏领域的企业实践与理论探索，杰里米·里夫金的判断着实令人信服。在每一次工业革命的浪潮中，能源革命都是其中强有力的助推器之一：在第二次工业革命中，能源革命的核心是以石油代替煤炭（两者都是化石能源），而在第三次工业革命中，将是以新能源代替化石能源，其中，2013年9月，本书作者与杰里米·里夫金在北京会面太阳能的利用将是新能源革命的重中之重。与前两次工业革命一样，第三次工业革命也必将带来生产方式、组织结构的深刻变革，彻底重构国家竞争力的基础、全球产业竞争格局，促成了新的大国崛起。而错过了第一次工业革命、仅赶上第二次工业革命末班车的中国，如果能够抓住第三次工业革命的发展机遇，“中国梦”的实现将不再遥远。这些使我对自身所从事的光伏行业的前景、对光伏行业之于国家的战略意义有了更深刻的认识、更坚定的信心。从产业角度看，我们的选择是正确的：第一，从发展趋势上看，以汉能和第一太阳能公司为代表的薄膜光伏企业，选择将太阳能光伏作为新能源发展的方向，这意味着我们在第三次工业革命到来之际，准确地把握住了能源革命的方向；第二，从技术路线上看，以汉能与第一太阳能公司为代表的光伏企业，正在推动从一代光伏（晶硅模式）向二代光伏（薄膜模式）的升级，并且已经掌握了最有前景的技术。从国家战略层面看，国内有识之士也已经看到了加快发展光伏产业的重大战略意义，这一点可以从国家在年连续出台的一系列扶持政策中看出来：日，国务院常务会议提出“支持自给式太阳能新能源产品进入公共设施和家庭”；日，国家发布《太阳能发电发展“十二五”规划》，把光伏发电装机容量从21GW上调到30~40GW；日，国家能源局印发《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》；日，国家电网发布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》；日，财政部、科技部、住房和城乡建设部、国家能源局联合下发通知，决定启动年内第二批金太阳和太阳能光电建筑应用示范项目；日，时任国务院总理的温家宝主持召开国务院常务会议，研究确定促进光伏产业健康发展的政策措施；日，国务院发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》；日，财政部发布通知，确定了分布式光伏发电项目按电量补贴实施办法；……“光伏末日论”、“光伏产业群体性恐慌”等消极因素是否意味着我们对光伏产业有所误读，即并非光伏产业没有前途，而是我们之前的路径需要调整？这是否意味着光伏产业必须在技术、模式上寻求新突破？中国光伏企业海外并购、国家出台扶持政策等利好因素是否意味着我们找到了发展光伏产业的更好的、世界领先的模式？我们是否应该站在国家战略的角度认识和理解光伏产业的发展？光伏产业与国家崛起的关系是否应该纳入第三次工业革命的理论体系？这正是本书想与大家分享的问题—作为一名光伏企业的管理者，作为一名新能源领域的践行者，作为一名民族梦想的积极助力者，本人思考的层面不仅仅限于光伏产业本身，更希望对国家崛起、民族梦想有所裨益。本书的基本逻辑是：光伏革命之于新能源革命的意义是什么？新能源革命之于第三次工业革命的意义是什么？第三次工业革命之于中国实现大国崛起的意义又是什么？这些问题归结起来就是：以光伏革命为核心的新能源革命将如何推动“中国梦”的实现？希望我们能够带着以下问题，一起踏上思考的旅程。第一，在全球层面，我们应该思考如下问题：. 前两次工业革命带来的最根本的变革是什么？. 如何看待第三次工业革命的大趋势？. 第三次工业革命的核心是不是新能源革命？为什么？. 新能源革命的核心是不是“光伏革命”？. 为什么说光伏革命为中国领先世界提供了机遇？. 美国、欧盟和日韩在这场光伏革命中都在做些什么？第二，在国家层面，我们应该思考如下问题：. 中国发展光伏产业的优势是什么？. 在光伏革命中，中国应该如何自我定位？. 如何用战略、规划和政策推动光伏革命？. 光伏革命会给中国带来什么改变？第三，在产业层面，我们应该思考如下问题：. 薄膜战略是光伏产业的未来吗？为什么？. “产能过剩”能够准确概括我国光伏产业的问题吗？. 如何把扩大光电的“内需”提上日程？. 如何全面看待和分析光电的“平价上网”？. 如何建设分布式供电系统？……这些问题层次不同、角度不同，却相互交织成一棵“问题树”。在大趋势这一树干上，企业的命运、产业的发展、国家的战略纵横交错，有着千丝万缕的内在联系。一旦我们对某个问题认识不清，都会影响到大局。我将这棵“问题树”命名为“光伏革命”。与当下的主流悲观看法不同，我认为，光伏产业已经找到了新方向，光伏革命将成为新能源革命的核心引擎，并将在第三次工业革命中扮演至关重要的角色，进而深刻地影响人类社会的生产和生活。在此过程中，中国有充分的理由领先一把，使光伏革命成为助力中国崛起的发动机。我坚信，未来人类使用的主要能源将不再是煤炭、石油或天然气，而是太阳能。我们将生活在一个个装有太阳能电池板的屋顶下，享受清洁能源带给我们的蓝天白云和清新空气，享受前所未有的美好生活。这是我的光伏梦，也必将照亮中国梦。第一章新能源革命：中国的选择导 读为什么张择端笔下的《清明上河图》没有从开封延续到北京，使乾隆皇帝的“天朝上国”永远繁荣？为什么爱迪生发明的电灯能够从美国照亮世界？人类已经经历了两次工业革命，目前正在迎来第三次工业革命的浪潮。每一次工业革命的原动力看似是科技发明，实则是能源革命。在第一次工业革命中，英国人成功地用煤炭代替了木柴，成就了大国崛起的梦想；在第二次工业革命中，美国人用石油代替了煤炭，创造了领先世界的辉煌。在第三次工业革命中，能源革命的主题又是什么？光伏革命已经向我们展示了某种可能。以太阳能为代表的新能源的核心竞争方式与传统能源相反，即不是资源竞争，而是核心技术竞争，谁掌握了核心技术，谁就掌握了能源。21世纪是中国崛起的世纪，中国的光伏产业已经领先世界。这一次，中国能不能把握住能源革命的机遇，让“光伏梦”照亮“中国梦”呢？能源替代：工业革命的“核心动力”我们已经经历了两次波澜壮阔的工业革命，第一次的推动力看似是蒸汽机，实则是煤炭；第二次的推动力看似是电力，实则是石油。从木柴到煤炭再到石油，人类的历史被化石能源改变，人类的未来则系于可再生能源。可再生能源如何替代化石能源？未来又会发生什么？里夫金的“五大支柱说”日，《第三次工业革命》一书的作者、享有国际声誉的美国未来学家杰里米·里夫金出现在了经济合作与发展组织（OECD，简称“经合组织”）第50届部长级周年会议的开幕式现场。在开幕式上，他向参会的首脑和政府部长们提出了一个至关重要的规划：第三次工业革命五大支柱经济计划。在过去的20年里，这位目光如炬的宾夕法尼亚大学沃顿商学院教授，几乎颠覆了前人关于“第三次工业革命”的理论体系和重要观点。在里夫金之前，“第三次工业革命”的定义已经有了一个世界通用的版本，甚至还被写进了高中课本：它是人类文明史上继蒸汽技术革命（第一次工业革命）和电力技术革命（第二次工业革命）之后科技领域里的又一次重大飞跃，是以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。对此，里夫金的回答是：“高中课本里的概念大错特错。”在他看来，真正的工业革命包含两个同时存在、互相影响的因素：能源革命和信息传播方式的革命。照此推理，前两次工业革命的本质其实是：第一次工业革命时期（18世纪60年代~19世纪40年代），通信技术发生了革命性变化，即从手工印刷到蒸汽机动力印刷，后者可以实现低成本大量印制并传播信息，类似于今天的互联网所带来的变化，人们利用新的通信系统管理以煤炭为基础的新能源系统；第二次工业革命时期（19世纪70年代~20世纪初），通信与能源再度携手，集中的电力、电话以及后来的无线电和电视机可以管理更复杂的石油管道网、公路网，进而为城市文化的兴起提供了可能性。20世纪90年代，在长期研究的基础上，里夫金彻底颠覆了前人对第三次工业革命的理解，提出了新定义：这是一场能源互联网与可再生能源相结合而催生的人类社会、经济的重大变革。以前的经济学家在研究第三次工业革命时，有的目光只集中在能源上，有的把重点放在通信上，里夫金则创造性地将两者结合起来，并自信地得出结论：通信是社会有机体的神经系统，能源则是血液。如今，分布
第一章 新能源革命：中国的选择式的信息和通信技术正与分布式的可再生能源“强强联合”，共同孕育真正的第三次工业革命。为了传播自己的“颠覆性”结论，里夫金撰写了大量论文，发表在国际著名的《经济学人》、《世界金融评论》等刊物上，并陆续出版了一系列著作—《工作的终结》、《生物技术的世纪》、《路径时代》等，每本书都被翻译成15种以上的语言。《第三次工业革命》则是其理论的集大成者。除了在沃顿商学院的讲台上和书斋中激扬文字外，里夫金还是个活动家。从2000年开始，他一直穿梭于大西洋两岸，讲学、担任顾问、组织基金会，奔走游说，身体力行，将自己2/5的时间留在了欧盟国家。里夫金成功地使“第三次工业革命”这一概念成为欧盟各国首脑口中的政治名词。2006年，里夫金开始与欧洲议会的高级官员共同起草第三次工业革命的经济发展计划。2007年5月，欧洲议会发布了一份正式书面声明，宣布把第三次(www.hushui.net)工业革命作为长远的经济规划以及欧盟发展的路线图。目前，欧洲委员会的诸多机构及其成员国正在执行第三次工业革命路线图。在2011年5月那个开幕式现场，里夫金展示了自己的最新研究成果—第三次工业革命五大支柱经济计划：（1）向可再生能源转型；（2）将每一大洲的建筑转化为微型发电厂，以便就地收集可再生能源；（3）在每一栋建筑物以及基础设施中使用氢和其他存储技术，以存储间歇式能源；（4）利用互联网技术将每一大洲的电力网转化为能源共享网络，调剂余缺，合理配置；（5）运输工具转向插电式以及燃料电池动力车，所需电源来自上述电网。这五大支柱经济计划中的核心词汇无一不与新能源有关，例如可再生能源、微型发电厂、存储技术、能源共享网络、电池动力车……也就是说，第三次工业革命与新能源的关系终于被提上了议事日程。从木柴到煤炭再到石油让我们沿着里夫金的理论体系，回顾一下前两次工业革命与能源革命的关系。在古代，人类的主要能源来自木柴，中间虽然也有对煤炭和石油的利用，但这些利用仅限于零星的生活燃料和金属冶炼，对人类文明的推动作用十分有限。因此，这一时代可以被称作“植物能源时代”。人类社会从植物能源时代跨越到化石能源时代的转折发生在18世纪60年代的英国。从16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，特别是煤矿，已具备一定的规模，仅凭人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的需求，而现场又有丰富而廉价的煤炭作为燃料。现实的需要促使人们致力于寻找新的、更强大的动力来源。1698年，英国德文郡的托马斯·塞维利发明了世界上第一台蒸汽机。1712年，托马斯·纽科门对其进行改进，制造出“纽科门式蒸汽机”。1769年，苏格兰发明家詹姆斯·瓦特在前人发明成果的基础上，改良了蒸汽机的一系列技术设计，制造出了第一台现代意义上的蒸汽机。在前人的论述中，“瓦特式蒸汽机”的意义主要集中在技术革命方面—它所采用的汽缸、活塞、飞轮、飞锤调速器、阀门和密封件等均是构成多种现代机械的基本元件，这一系列技术催生了现代机械制造业；随后，现代热力学和机构学兴起，为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础；它还推动了机械工业的发展，解决了大机器生产中最关键的问题，推动了交通运输的巨大进步……在我看来，发明蒸汽机更重要的意义在于，它让人们告别了过去以木柴为主的植物能源时代，进入到以煤炭为主的化石能源时代。蒸汽机促使人们从手工劳动向动力机器大规模转向，纺织工业迅猛发展，植物能源时代所依托的土地、森林、有限的粮食等已经无法支撑大工业的发展与商业运输的需求。随着机械制造业、钢铁行业的发展，人类也不得不面对这样的问题：即使砍光地球上所有的森林，也无法满足人们对铁矿石冶炼的需求。那么，能否找到足量的能源为蒸汽机提供充足的能量呢？ 于是，人们不得不求助于煤炭。1709年，亚伯拉罕·达比尝试在高炉炼铁中用廉价的焦炭代替当时在英国已开始匮乏的木炭，取得了成功。亚伯拉罕家族的铁厂也成为18世纪英国最成功的炼铁及铸造企业。随着亚伯拉罕的成功，已经废弃的古代炼铁场—科尔布鲁克戴尔逐渐成为钢铁冶炼中心，最后发展为工业重镇。1738年，煤炭已被视为“英国制造业的灵魂”。一向热衷于航海和经商的盎格鲁–撒克逊民族由此开始引领世界的工业化进程。1800年，英国生产的煤和铁比世界其他地区合在一起的产量还多。英国的煤产量从1770年的600万吨上升到1800年的1 200万吨，进而上升到1861年的5 700万吨。同样，英国的铁产量从1770年的5万吨增长到1800年的13万吨，进而增长到1861年的380万吨。至此，铁这一原料已经丰富和便宜到足以普及一般建设。人类不仅进入了蒸汽时代、钢铁时代，同时也进入了煤炭时代。这就是人类历史上的“第一次工业革命”，从能源的角度理解，完成的是煤炭对木柴的替代。化石能源的一大缺陷就是，采用之后会减少且不可再生。1820年之后的100年间，以煤炭为主要能源的国家都面临着煤炭资源逐渐枯竭的现实。回顾历史，人类社会以往的两次工业革命都以“能源替代”为内容和标志，第三次工业革命当然也不例外。英国在1861年产煤5 700万吨，到1865年时就达到1亿吨量级。1900年，英国的产煤量已经达到2.25亿吨，比1820年增加了13倍之多，比1865年增加了将近1.3倍。“一战”前夕，英国的产煤量达到2.7亿吨的最高峰，1929年前后又下降到2.4亿吨。1950年前后，英国的产煤量仅为2亿吨多一点。2010年左右，英国的产煤量仅为2 000万吨左右，但煤炭使用量已经累计达到近200亿吨，整个国家剩余的煤炭资源已不足1/3。19世纪中叶，英国面临严重的“能源危机”和“能源安全”问题。于是，第二次工业革命顺势走上历史舞台，这一次能源替代的主角是石油。传统观点认为，“第二次工业革命”的首要内容就是电力的广泛应用：1831年，英国科学家法拉第发现电磁感应现象；1866年，德国人西门子制成发电机；1870年，比利时人格拉姆发明电动机。电力工业和电器制造业迅速发展，人类跨入了“电气时代”。传统观点还认为，第二次工业革命还应该包括三方面的内容：内燃机和新交通工具的创制、新通信手段的发明、化学工业的建立。我认为，用以上四个方面总结“第二次工业革命”的主要内容当然正确，但还不够深刻。这样的总结还是偏向技术革命，而忽略了背后隐藏的共同推动因素—能源革命。我们从内燃机的发明讲起。1876年，德国人奥托制成了第一台四冲程内燃机，以煤气为燃料。19世纪80年代中期，德国发明家卡尔·本茨和他的同事成功研制出了以汽油为燃料的轻内燃发动机。19世纪90年代，德国工程师狄塞尔设计了一种效率较高的内燃发动机，由于它以柴油为燃料，故被称作柴油机。内燃机的发明解决了交通工具的发动机问题。19世纪晚期，新型的交通工具—汽车出现了。19世纪80年代，卡尔·本茨成功地制成了第一辆由汽油内燃机驱动的汽车，并由此成立了全球著名的奔驰汽车公司；1896年，美国人亨利·福特制造出他的第一辆四轮汽车，随后成立了福特汽车公司，并创造了工业界沿用至今、号称“福特主义”的工业生产模式。随后，以内燃机为动力的内燃机车、远洋轮船、飞机等不断涌现。1903年，美国莱特兄弟制造的飞机试飞成功，实现了人类在天空中翱翔的梦想，预示着交通运输新纪元的到来。另一方面，内燃机的发明推动了石油开采业的发展，石油化学工业也应运而生。简言之，由于以石油作为能源基础的电力成为补充和取代蒸汽动力的新能源，人类才得以跨入“电气时代”；由于石油逐渐成为最基本的燃料来源，人类才得以开启交通新纪元；同样，石油业的发展催生了现代工业。与煤炭相比，石油的物理性能更优越：同质量、同体积的石油产生的能量是煤炭的2倍，直接使用效果则达到3倍左右；石油极易汽化，可以实现连续性燃烧。因此，在第二次工业革命中，全世界的石油开采量越来越大，石油的重要地位也日益突出。从产量的增加看，1870年，全球石油产量只有80万吨，1900年猛增至2 000万吨，1940年达到2.78亿吨，1950年达到5.19亿吨。从石油与煤炭的比重看，以美国为例，1900年美国的石油产量为870万吨，约占其煤炭产量的6.3%；1913年达到0.34亿吨，相当于其煤炭产量的10.7%；1920年为0.61亿吨，相当于其煤炭产量的18.5%；1950年为2.69亿吨，相当于其煤炭产量的96%。不仅如此，石油时代也是美国主导的时代。1920年，美国的石油产量约占全球的10%；1940年，美国的石油产量为1.91亿吨，占全球产量的68.7%；1950年，美国的石油产量为2.69亿吨，占全球产量的51.8%。由此，我可以大胆地得出结论：第二次工业革命最核心的内容其实是能源革命，其本质内容是石油取代煤炭成为人类的第一大能源。主导这场变革的国家是美国。回顾了从木柴到煤炭再到石油的发展史后，我们可以从能源更迭的角度将前两次工业革命归纳如下：自1820年前后开始的100多年是化石能源时代的第一阶段—煤炭时代。在这个阶段，人类建立了煤炭能源经济体系。到20世纪早期，煤炭的主导地位开始被石油取代，此时人类进入化石能源时代的第二阶段—石油时代，建立了石油能源经济体系。换言之，人类的工业革命史既是一部技术经济递进史，又是一部能源替代史。新替代正在发生20世纪后半叶，新一轮工业革命的概念开始在美国萌芽。从20世纪70年代开始，美国学者就开始了对“第三次工业革命”的探讨，赫尔夫戈特、格林伍德、莫厄里等学者注意到了新技术（尤其是信息技术）对工人在企业中的地位、产业研发结构等的影响，进而推断新的工业革命即将发生。随着21世纪的到来，石油和其他化石能源的枯竭态势日渐明显，随之而来的全球气候变化给人类的持续生存构成了威胁。同时，化石燃料驱动的原有工业经济模式难以支撑全球的可持续发展，这就需要寻求一种能使人类进入“后碳”时代的新模式。于是，“第三次工业革命”的理论被正式提出。进入21世纪，“第三次工业革命”理论的代表性人物共有两位，一位是杰里米·里夫金，另一位是保罗·马基利。保罗·马基利长期关注制造业技术和数字制造的发展。他认为，第三次工业革命这一数字化革命将带来制造模式的重大变革，大规模流水线制造模式将宣告终结，人们可以完全按照自己的意愿来设计、制造。第三次工业革命甚至还可能带来反城市化浪潮，取代城市生活的将是一种分散式的、自给自足的（农村）生活方式。如前所述，里夫金的论述与保罗·马基利的理论有一定的差别，他提出互联网、绿色电力和3D（三维）打印技术正引导资本主义进入可持续、分布式发展的第三次工业革命时代，而所谓的第三次工业革命，就是能源互联网与可再生能源结合导致人类生产生活、社会经济发生重大变革。同样是“能源替代”，第三次工业革命与以往的工业革命有两个根本不同：第一，内容不同。前两次工业革命是用一种化石能源替代另一种化石能源或木柴，而第三次工业革命则是用性质完全不同的新能源（即可再生能源）替代化石能源。将来也不会有更新的能源来替代可再生能源，所以这次替代可以被称作“终极替代”。第二，宗旨不同。第三次工业革命的能源替代不再以单纯追求财富为终极目标，而是把改善人类生存质量和促进社会文明可持续发展放在主导地位。抛开学术上的差别不谈，我们将围绕里夫金强调的可再生能源，展开对于“第三次工业革命”的展望。可再生能源是一个与新能源紧密相关的概念。1980年召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的解释是：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能。简单地说，所谓新能源就是非常规能源，是一个与传统能源、常规能源相对应的概念。这一概念绝大多数时候与可再生能源重合，但有时又会有所区别，比如，水能是可再生能源，但是因为水电的开发利用已经有一段历史，按照目前的能源分类标准，往往被视为传统能源。伴随着第三次工业革命的进程，新能源不是补充而是替代化石能源。到2035年，清洁能源将占全球一次能源利用总量的50%，新能源大规模替代化石能源的时代已经来临！化石能源越来越不适应社会进步的需求。比如，它会导致能源紧缺、电网安全事故频发、油价高涨；同时，它具有高碳排放的弊端，使得环境污染日益严重。所以，以环保和可再生为特质的新能源越来越受各国重视。日，北美地区发生有史以来最严重的大面积断电事故，波及美国1/4的地区。据美林公司首席经济学家戴维·罗森伯格估计，整体经济损失大概为250亿~300亿美元。这场事故给现代工业文明带来了极大冲击—连这个发明电灯电话、百年前就把帝国大厦点亮的强国，电网安全形势同样不容乐观。2004年9月，第19届世界能源大会在悉尼举行，来自全球的2 500名官员、业界领袖及学者参加了大会。大会的主题正是“实现可持续性：能源工业的机遇和挑战”。在这次大会上，专家们普遍认为，21世纪的油价高涨可能成为长期趋势。的确如此。石油时代的巅峰时期是年，当时石油价格低廉，供应充足。而经过长达60余年的巨量消费，全球石油供应已进入战略枯竭期，石油价格飙升。由于石油价格的飞速上涨，目前全球有1/3的人享受不到现代能源服务。而且，从以往案例来看，现有的以石油为主导的能源体系无法保证能源安全，也无法满足环境保护的需求。表1–1 1970年以来的原油价格变迁时间价格变化1970年沙特原油官方价格为1.8美元/桶1974年（第一次石油危机）原油价格首次突破10美元/桶1979年（第二次石油危机）原油价格首次突破20美元/桶1980年原油价格首次突破30美元/桶1981年年初国际原油价格最高达到39美元/桶2004年9月受伊拉克战争影响，国际原油价格再次突破40美元/桶，之后继续上涨并首次突破50美元/桶2005年6月国际原油价格首次突破60美元/桶2005年8月墨西哥遭遇“卡特里”飓风，国际原油价格首次突破70美元/桶日国际原油价格首次突破80美元/桶，随后继续加速上扬日国际原油价格首次突破90美元/桶，并在年底直逼100美元/桶日国际原油价格飙升，纽约商品交易所原油期货价格创造147.27美元/桶的历史最高点日受金融危机冲击，国际油价大幅回落，纽约商品交易所原油期货价格跌至33.20美元/桶，为2004年4月以来新低日纽约商品交易所原油期货价格升至114.83美元/桶2013年1月，中国华北、华中大片地区连续出现了严重的雾霾天气，北京尤为严重。一个月里只有4天是好天气，其余的日子都笼罩在昏暗的雾霾之中。造成如此严重雾霾天气的罪魁祸首就是以化石能源消费为主的人为污染。不单单是中国，世界各地的科学报告都对地球面临的日益严重的环境危机提出了警告。科学界的一个激进观点是，假如二氧化碳浓度无法从2008年的430ppm（1ppm为百万分之一）回落，地球冰盖的局部融化将导致洪水泛滥，除非人类设法将2050年的二氧化碳排放量减至50亿~100亿吨，否则人类将面临灭顶之灾。能源危机意味着整个时代呼吁能源替换。正是基于化石能源导致的资源价格飙升、能源枯竭、安全与环境等种种无可回避的问题，无论从安全的角度还是可持续发展的角度出发，整个人类社会都迫切需要建立新能源体系。正如杰里米·里夫金在《第三次工业革命》一书中描述的那样，在不远的将来，每个建筑都是小型发电厂，人人都是绿色能源的自主生产者。除此之外，人们可以将生产出的多余能量上传至电网，这就是我经常说的“自发自用，多余上网”。不管人们承认与否，人类都即将步入“后碳”时代，互联网信息技术与可再生能源的融合将带来一场全新的工业革命。在这场革命中，可再生能源将是关键所在。每一次工业革命的本质要素之一—能源替代极有可能再次上演，新能源将替代传统能源。传统能源的代表是煤炭和石油，那么谁能成为新能源的主要代表呢？光伏革命：新能源革命的“主打歌”为什么法国的农场主愿意投资2 000万欧元 建造太阳能发电大棚？为什么“沪上太阳能屋顶发电第一人”赵春江愿意等待7年，最终将自己发的剩余电力并入国家电网？“太阳能，量无限，面无边，照无时，盖无偏，取无价，用无染。”在第三次工业革命中，光伏将是可再生能源的最佳选择。光伏技术经过三代的发展之后，目前大规模发展的三大条件已经具备。好戏正在上演2008年，在法国东部的孚日山脉，一家原本以种植、养殖为主的农场吸引了其他农民和不少投资者的目光—这家农场的主人韦斯特法尔在 　1欧元约合8.32元人民币（2013年10月汇率）。—编者注自家的5座大棚屋顶上建造起了面积达3.6万平方米、装机容量达4.5MW的巨型太阳能发电装置。韦斯特法尔的工程预算为2 000万欧元，完工后可为4 000户家庭供电，有望实现年创收200万欧元。由于获得了法国人民银行集团和农业信贷银行的贷款，他又与政府签订了20年的供电合同。韦斯特法尔的创收新途径让其他农场主羡慕不已。据台湾《联合报》日报道，由于农作物价格下跌、农业成本上涨，2008年法国农场的平均收入下跌了15%。在中国，这样的故事也时有发生。日，青岛市的徐鹏飞实现了自建家用分布式光伏系统的想法，装机总容量为2KW，并网电压为380/220V，采用电量自发自用、余量上网方式并入电网。这套2KW的光伏系统总投资仅2万多元，在并网的当天就发电8.5度 ，一年发电量预计超过3 000度。对比徐鹏飞，上海电力学院太阳能研究所所长、“沪上太阳能屋顶发电第一人”赵春江的胜利显得来之不易。从2006年年底开始，赵春江自掏腰包建起了家庭式太阳能屋顶电站，连续运行近7年，日均发电近9度，除供家庭用电外，剩余的1/3电量一直无法并入国家电网。2013年7月的最后一天，赵春江终于迎来了上海市南电力公司的工作人员，并与之签订了购电协议：自给自足后的余电上传至电网，电力部门暂时按照0.477元/度的电价进行收购。泰兴市农民张长旗花2万元在自家屋顶建成了一个小型光伏发电站，可满足2~4户的家庭用电，并向泰州供电公司提交了并入国家电网的申请。 　1度=1千瓦时。—编者注武汉市居民高松自建由18块太阳能电池板组成的小型电站，目前已正式并网发电，预计一年能节约电费近2 000元。这样的例子会越来越多，家庭电站在国内不再是能源孤岛。这种故事也许会进一步验证可再生能源的未来商业模式。正如杰里米·里夫金所说，“第三次工业革命”的第二个经济支柱就是，将世界上每个大洲的建筑都转化为微型发电厂，以便就地收集可再生能源。“发迹”于石油危机继第一次工业革命用煤炭替代木柴、第二次工业革命用石油替代煤炭之后，在已经降临的第三次工业革命中，必然会有一种新能源来替代石油。所谓“新能源革命”，不能理解为“新”的“能源革命”，更确切的理解应该是“新能源”的“革命”。必须引入“新能源”的概念，这样才不会出现偏差。抓住这个实质，我们对第三次工业革命的认识和理解才算到位，否则，说得再多也还是不得要领。那么，替代石油的主角会是谁呢？太阳能是可再生能源中最具优势的选择。为了说明太阳能的好处，我编了几句顺口溜：“太阳能，量无限，面无边，照无时，盖无偏，取无价，用无染。”首先，从能量的角度看，太阳普照大地，不同种族、不同国籍、不同宗教的人都能够沐浴在太阳光之中。每秒钟到达地面的太阳能相当于燃烧500万吨煤释放的热量。这意味着只需一个小时，到达地球的太阳能就能为地球提供一年所需的能量。其次，从“无污染”的角度看，在各种新能源中，太阳能的优势非常明显。更重要的是，太阳能没有安全隐患，不存在分布不均衡的问题，而且不受其他资源的制约。所以，无论是从自然禀赋来看，还是从实际利用来看，新能源的代表者和主体、替代化石能源的主力军只能是太阳能。和任何一种新能源一样，太阳能的利用也经历了一个颇为漫长的过程。这个过程也是受石油兴衰刺激的过程，其发展因石油价格下跌而停滞，因石油价格上涨而加速。人类利用太阳能的历史已经有3 000多年，而人类将太阳能视为一种能源和动力的历史只有300多年。1615年，法国工程师所罗门·德·考克斯发明了世界上第一台由太阳能驱动的发动机。其工作原理是，采用聚光方式采集阳光，利用太阳能加热空气使其膨胀做功来抽水。太阳能利用取得突破性进展则集中在20世纪以后。年，太阳能的研究进展缓慢，主要是因为化石燃料大量开发，石油廉价且丰富；在“二战”结束后的20年里，有识之士觉察到石油与天然气的消耗量剧增，存量有枯竭之势，于是呼吁推动太阳能研究。而此时，光伏发电大规模应用的基础—实用型硅太阳能电池于1945年由美国贝尔实验室研制成功；10年后，伊斯雷尔·塔尔沃特等人在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制出实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件。太阳能利用在1973年的石油危机之后才真正得到重视。石油输出国组织采取减产、提价等办法支持中东人民以斗争维护本国利益，这使得依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家的经济遭到重创。这使各国意识到，石油已成为左右经济发展甚至决定一个国家生死存亡的关键因素，而且是一个极其不稳定的因素，现有的能源结构必须改变。从那时起，人们才真正将太阳能视为“近期急需的补充能源”、“未来能源结构的基础”，太阳能研究与发展由此进入快车道。1973 年，美国制订了联邦级的阳光发电计划，大幅提高太阳能研究经费，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。1974年，日本公布了政府制订的“阳光计划”，其中，太阳能的研究开发项目包括太阳房、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。在我国，“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会” 于1975年在河南安阳召开，推动了太阳能事业的发展。这段时间，CPC（复合抛物面聚光器）、真空集热管、非晶硅太阳能电池、光解水制氢技术、太阳能热发电等纷纷研制成功。不过，在年，太阳能热潮再度遇冷，原因是石油价格大幅回落，而太阳能产品的价格居高不下，技术上也没有重大突破。直到1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，并通过了《里约热内卢环境与发展宣言》、《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件，确立了可持续发展的模式，并将环境与发展纳入统一的框架，太阳能才再度受到高度重视。1996年，联合国在津巴布韦召开“世界太阳能高峰会议”，会上讨论了《世界太阳能10年行动计划》（年）、《国际太阳能公约》、《世界太阳能战略规划》等重要文件，会后发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言》。这次会议进一步表明了联合国和世界各国开发太阳能的坚定决心，要求全球共同行动，广泛利用太阳能。三大条件已具备进入21世纪，太阳能时代终于到来。虽然太阳不会一直照耀，我们现在也无法完全收集并充分利用太阳光，但人类已经掌握的技术完全可以实现合理成本下的太阳能应用。现阶段，太阳能的利用方式主要有两种。一种是利用太阳能辐射所产生的热能发电，即“光热模式”，简称“光热”。光热发}