隨著(zhù)油價(jià)再創(chuàng )新高，繼電腦、網(wǎng)絡(luò )和生物技術(shù)后，風(fēng)險資本又瞄準了能源領(lǐng)域。在充裕資本的推動(dòng)下，下一次技術(shù)革新將誕生在綠色能源領(lǐng)域。那么風(fēng)能、太陽(yáng)能、地熱能和生物燃料這些可再生能源到底發(fā)展到了什么樣的水平，它們的前景如何？
人人都愛(ài)繁榮的市場(chǎng)，多數繁榮緊接著(zhù)技術(shù)革新。繼上世紀80年代的電腦繁榮、90年代的網(wǎng)絡(luò )繁榮和21世紀初的生物納米技術(shù)小繁榮之后，這個(gè)世界的風(fēng)險資本家們又在尋找下一次繁榮。他們認為已經(jīng)找到，它就是能源。歷史上，許多次經(jīng)濟繁榮建立于能源之上：燒煤的蒸汽能；燒油的內燃機；電力的崛起；甚至包括噴氣機時(shí)代的旅游風(fēng)潮。但是，過(guò)去幾十年，能源戰線(xiàn)一直悄然無(wú)聲。煤炭很廉價(jià)。天然氣很廉價(jià)。除了上世紀70年代之外，石油一直也很廉價(jià)。而核能一直未被大眾接受，革新的壓力少之又少。
短短幾年，一切都改變了。石油不再廉價(jià)，事實(shí)上，它從未如此昂貴過(guò)。此外，產(chǎn)油高峰即將到來(lái)的擔憂(yōu)與日俱增。種植能源取代從地下開(kāi)采能源的點(diǎn)子不再顯得瘋狂；同樣的，扔掉汽車(chē)油箱，改用充電電池的想法受到越來(lái)越多人的追捧。世界多數石油掌握在對富裕西方毫無(wú)同情的政府手中。當前美國中情局局長(cháng)詹姆斯·伍爾西和曾經(jīng)被視為顛覆分子的狂熱環(huán)保主義者結成聯(lián)盟，你知道，肯定有大事發(fā)生。而他這樣做只是為了減少美國對進(jìn)口石油的依賴(lài)。
天然氣的價(jià)格也跟著(zhù)石油水漲船高。相比之下，風(fēng)能、太陽(yáng)能等替代能源不再顯得昂貴。煤炭仍然便宜，在急需能源的發(fā)展中國家仍然是最普遍的發(fā)電燃料。但是，發(fā)達國家的看法不同。理論上，在美國，有一長(cháng)串煤電站等待建設。但事實(shí)上，過(guò)去15年里，建成的煤電站寥寥無(wú)幾，許多籌建的計劃被延后或取消。原因有兩個(gè)，首先，美國人不再容忍污染嚴重的大型煤電站被建造在他們的后院。其次，美國的電力公司擔心，不久的將來(lái)他們將不得不為一種污染物———二氧化碳———付出代價(jià)。其他發(fā)達國家已經(jīng)在這樣做。如此一來(lái)，花大錢(qián)投資的煤電站，卻攤上一種越來(lái)越貴的燃料，他們不想再次犯錯，這給風(fēng)能、太陽(yáng)能帶來(lái)了機會(huì )。眾所周知，這些能源的未來(lái)成本為零。
繁榮的原因錯綜復雜，人們對它們的看法也可能改變。氣候變暖是一種長(cháng)期現象，在經(jīng)濟蕭條時(shí)期可能并非人們最關(guān)心的問(wèn)題。隨著(zhù)新油田的開(kāi)發(fā)，油價(jià)可能下跌。當敵對政府被友好政府取代，能源供給的安全可能得到改善。但是，發(fā)展替代能源的原因不可能全部消失，全球變暖肯定不會(huì )。如果石油意味著(zhù)從地下廉價(jià)開(kāi)采的傳統石油，“石油峰值”可能即將到來(lái)。還有其他形式的石油（瀝青砂、水煤等等），因此，相當長(cháng)時(shí)間里，石油不會(huì )消失。但是，政治風(fēng)險永遠存在，尤其對石油而言。
能源市場(chǎng)龐大而饑渴。目前，全球人口消耗15太瓦電力（1太瓦等于1萬(wàn)億瓦。10億瓦相當于最大型煤電站的發(fā)電量。）換而言之，是年產(chǎn)值6萬(wàn)億的產(chǎn)業(yè)，相當于世界經(jīng)濟產(chǎn)量的1/10.到2050年，電力消費可能增加到30太瓦。假如能源繁榮果真到來(lái)，它與之前的繁榮———尤其是信息技術(shù)繁榮———的重要差別在于規模。信息技術(shù)的市場(chǎng)只有幾千億美元。另一個(gè)差異是，新的信息技術(shù)是破壞性的，迫使取代現有設備。然而，修建風(fēng)力發(fā)電站并不會(huì )迫使煤電站關(guān)門(mén)。
出于這兩種原因，從化石燃料基礎經(jīng)濟到替代能源基礎經(jīng)濟的轉型將是緩慢的，正如過(guò)去的類(lèi)似轉型一樣。另一方面，龐大的市場(chǎng)規模使替代能源可以從邊緣市場(chǎng)開(kāi)始，逐步成為主流，正如現在的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)。部分能源技術(shù)確實(shí)有破壞力。比如，充電汽車(chē)，其充電成本可能降低到相當于每升25美分的汽油。這一革新可能同時(shí)震撼石油、汽車(chē)制造和電力工業(yè)。
過(guò)去幾十年的革新麻痹為技術(shù)飛躍提供了機會(huì )。事實(shí)上，能源領(lǐng)域還可能為生物技術(shù)和納米技術(shù)提供用武之地，使3種繁榮融合。
信息時(shí)代的先鋒們再次看到了黃金時(shí)代的回歸，紛紛出山。網(wǎng)絡(luò )支付系統PayPal創(chuàng )始人埃羅·穆斯開(kāi)發(fā)了一款電池驅動(dòng)跑車(chē)。Google創(chuàng )始人拉里·佩奇和謝爾蓋·布林創(chuàng )辦Google.org，尋找讓可再生能源變得像煤炭一樣便宜的方法。太陽(yáng)微系統創(chuàng )始人之一維諾德·科斯拉正把他的風(fēng)險投資技能運用到可再生能源領(lǐng)域。此外，還有發(fā)明以太網(wǎng)系統（用于連接局域網(wǎng)電腦）的羅伯特·梅特卡夫。愛(ài)冒險的英國富翁理查德·布蘭森也不甘示弱，創(chuàng )建了維珍綠色基金。
對能源的新興趣幫助創(chuàng )造了眾多新創(chuàng )意。其中有的精明，有的瘋狂，有的古怪，讓人聯(lián)想到當年的網(wǎng)絡(luò )繁榮。正如上次繁榮一樣，多數點(diǎn)子最后會(huì )失敗消失，但是，其中可能隱藏著(zhù)下一個(gè)Google、PayPal.
許多傳統型企業(yè)也流露出興趣。通用電氣公司已經(jīng)建立蓬勃的風(fēng)力渦輪發(fā)電機事業(yè)，正努力開(kāi)拓太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)。通用公司紐約實(shí)驗室的能源研究者們享有創(chuàng )新自由，并且報酬豐厚。與此同時(shí)，英國石油公司、殼牌石油公司都在資助新能源研究。涉足此領(lǐng)域的還有杜邦公司。但是，也有不趕潮流的。比如世界最大非國營(yíng)石油公司?？松梨诰酮殬?shù)一幟地回避綠色能源開(kāi)發(fā)。但是，在許多公司董事會(huì )議上，可再生能源研究不再被看成敷衍環(huán)保分子的手段。
一些人抱怨，許多現存可再生能源的生存必須依靠政府補助或其他特殊待遇。表面上看，似乎確實(shí)如此。但是，如果仔細看，整個(gè)能源產(chǎn)業(yè)都得到各種形式的補助，有的是公然的，有的則是隱藏的。根據博伊登·加里（前白宮助理）等人提供的信息，伍爾西估計，美國石油公司每年從政府獲得的優(yōu)惠待遇價(jià)值超過(guò)2500億美元。政府間氣候變化委員會(huì )（IPCC）估計，根據環(huán)境污染程度，化石燃料應該為每制造1噸二氧化碳支付20至50美元的環(huán)境稅。
因此，可再生能源獲得政策優(yōu)惠和補助是公平的。確實(shí)，部分補助相當于市場(chǎng)操縱：比如德國政府賦予其太陽(yáng)能工業(yè)的補助；美國人給種植玉米（用于加工乙醇）農民的補助（巴西產(chǎn)的蔗糖提取乙醇成本明顯低廉得多）。還有的政策（比如，規定一定百分比電力必須來(lái)自非化石燃料能源的政策）并不僅僅優(yōu)惠技術(shù)優(yōu)勝者，而是保護使用革新技術(shù)的市場(chǎng)。
如果這是個(gè)絕對理性的世界，所有這些措施都將消失，取而代之的是一種合理的碳稅———歐洲已經(jīng)在嘗試這種方法。在這個(gè)新的理性世界，從經(jīng)濟效益上說(shuō)，風(fēng)能已經(jīng)能和化石燃料競爭，其他可再生燃料也相距不遠。在非理性的世界，給予可再生能源特殊待遇也并非最糟糕的做法。
雖然一些西方政客和商人竭力否認，事實(shí)上，貧窮的飛速發(fā)展中國家也越來(lái)越關(guān)注可再生能源。確實(shí)，中國在大力建設煤電站，但它同時(shí)也具備了相當規模的風(fēng)力發(fā)電能力，今年，中國風(fēng)力發(fā)電能力估計有望增加2/3.中國還是世界第二大太陽(yáng)能電池板生產(chǎn)國。
巴西擁有世界第二大（僅次于美國），最具經(jīng)濟效益的生物燃料產(chǎn)業(yè)。其40%的汽車(chē)燃料已經(jīng)來(lái)自生物，不久，其15%的電力也將來(lái)自生物能（通過(guò)燃燒甘蔗渣）。南非在開(kāi)發(fā)安全簡(jiǎn)單的核反應堆方面領(lǐng)先世界（從最嚴格的角度講，核能并非可再生能源，但是，它的二氧化碳排放量為零，所以也日益受到歡迎）。這些國家都試圖拓寬能源的來(lái)源。
但是，獲得競爭優(yōu)勢需要技術(shù)革新。而此類(lèi)革新更可能源自發(fā)達國家實(shí)驗室。最近在美國哥倫比亞大學(xué)舉行的一場(chǎng)辯論會(huì )上，科斯拉先生支持的正方觀(guān)點(diǎn)認為“美國將解決氣候變化問(wèn)題。”這位加利福尼亞風(fēng)險資本家爭辯說(shuō)，如果出現可以取代化石燃料的便宜替代能源技術(shù)，簡(jiǎn)單的經(jīng)濟法則將使之推廣到世界各地。他堅信，創(chuàng )造普及替代能源的技術(shù)革新幾乎肯定將誕生自美國。并不意外的是，科斯拉先生輸掉了辯論。但是，這并不意味著(zhù)他錯了。能源是一個(gè)龐大的市場(chǎng)，世界需要無(wú)限多的太瓦，其中有大把賺錢(qián)機會(huì )。如果在賺錢(qián)過(guò)程中順便拯救我們的星球，那當然是最好的結果。
風(fēng)能駕車(chē)去西班牙托萊多港的路上會(huì )看到一大片白色風(fēng)車(chē)。即使從未去過(guò)西班牙的文學(xué)愛(ài)好者們也會(huì )認出它們就是堂·吉訶德攻擊的兇猛巨人。和現代風(fēng)力渦輪機一比，它們就像小矮人。這些風(fēng)力渦輪機使西班牙成為歐洲利用風(fēng)能程度最高的國家。毫無(wú)疑問(wèn)，西班牙的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)離不開(kāi)政府有形大手的扶持。但是，風(fēng)能絕非文學(xué)幻影。世界風(fēng)力發(fā)電能力正以每年30%的速度增加，今年將超過(guò)1000億瓦。通用電氣公司可再生能源部副總裁維克多·阿貝特估計，到2012年，美國一半的新發(fā)電站將采用風(fēng)能。
目前，風(fēng)電僅占美國總發(fā)電量的1%，但是，到2020年，這一數字可能增加到15%.美國唯一接近理性自由能源市場(chǎng)的地方———得克薩斯州———最熱衷發(fā)展風(fēng)力渦輪機。今年5月，得州石油大亨T·布尼·皮金斯和通用電氣公司達成協(xié)議，投資20億美元，建造世界最大風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。曾經(jīng)是富翁們標榜環(huán)保的玩具如今變成了真正生意（通用電氣估計今年的風(fēng)力渦輪發(fā)電機銷(xiāo)售額將達到60億美元），并且具有多種優(yōu)勢。比如，華盛頓智囊組織地球政策協(xié)會(huì )會(huì )長(cháng)勒斯特·布朗指出，一位愛(ài)荷華州農民讓出1/10公頃土地建設風(fēng)力發(fā)電機每年可獲得1萬(wàn)美元收入（相當于該渦輪機發(fā)電產(chǎn)值的3%），如果用同樣面積的土地種植玉米，最多只能生產(chǎn)價(jià)值300美元的乙醇。
此外，風(fēng)電場(chǎng)可零零碎碎、一點(diǎn)點(diǎn)地建設，不同于多數傳統電站。半途而廢的煤電站或核電站等于一堆垃圾，但是，建設到一半的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)仍然是一個(gè)可以正常工作的發(fā)電場(chǎng)，只是規模比計劃小一半。
這個(gè)蓬勃壯大市場(chǎng)帶來(lái)一種技術(shù)革新的良性循環(huán)，使風(fēng)電日益接近Google提出的“比煤炭便宜”目標。最初的風(fēng)力發(fā)電機用為輪船設計的渦輪機部件拼湊而成，現在，風(fēng)力渦輪機的設計模仿飛機設計，采用復雜的合成材料和同樣復雜的可變幾何葉片，使其長(cháng)度盡量延伸，更加“聰明”（當風(fēng)力太強時(shí)，葉片可以彎曲，故意漏掉部分風(fēng)能；避免被折斷）。20世紀初，德國物理學(xué)家阿爾伯特·貝茨計算出風(fēng)力渦輪發(fā)電機的理論最大效率為59.3%.現代渦輪機效率在50%左右，已經(jīng)非常接近這個(gè)極限。它們比先輩更加可靠耐用。2002年，當通用電氣公司進(jìn)入風(fēng)力渦輪機市場(chǎng)時(shí)，多數機器有15%的時(shí)間在維修?，F在，它們停工的時(shí)間只有3%.因此，這些機器發(fā)電的成本已下降到每度8美分，還在繼續下降。
這使得風(fēng)電在成本上能與燃燒天然氣生產(chǎn)的電競爭。煤電仍然比較便宜，成本約每度5美分。但根據麻省理工學(xué)院的一項研究，如果在不久的將來(lái)，煤電站產(chǎn)生二氧化碳必須被回收，埋葬到地下，或者必須支付每噸（二氧化碳）30美元的稅金，那么煤電的成本也將上漲到每度8美分。
購買(mǎi)風(fēng)力發(fā)電機的電力公司也日益精明。它們雇傭成群的氣象學(xué)家，去世界各地尋找建設風(fēng)電場(chǎng)的最佳地點(diǎn)。問(wèn)題不僅在風(fēng)向，更關(guān)鍵的是風(fēng)速。每小時(shí)1000至2000米的風(fēng)速之差對電力產(chǎn)量可造成極大差異。還有相當一部分氣象學(xué)家坐鎮控制中心，做起1-2天的氣象預報，幫助公司管理電力負載。風(fēng)力的一大難題在于，如果沒(méi)有風(fēng)，渦輪機就會(huì )停止工作。成本之外，不穩定的供應是普及風(fēng)電的另一障礙。第三個(gè)障礙是，人口聚居的地方未必多風(fēng)。事實(shí)上，多數人回避在那樣的地方定居。這些問(wèn)題無(wú)法由設計渦輪機的機械工程師解決，而是電氣工程師的挑戰。他們負責把電力輸送到最需要的地方。這意味著(zhù)，電網(wǎng)必須變得更大更聰明。
更大意味著(zhù)跨越大洲。至少在維諾德·科斯拉的設想中是如此。他把老電網(wǎng)比作二戰后建設的美國州際公路系統。新電網(wǎng)將采用直流而非交流電。1個(gè)世紀前，交流電成為傳輸標準，當時(shí)的電力工業(yè)和今天完全不同。但是，直流電更適合遠距離傳輸，損耗較少。直流電線(xiàn)還可以鋪設到海底（相反，在水下，交流電將很快損耗殆盡。）海底電線(xiàn)好處眾多，首先不必為獲得穿越私人領(lǐng)地的許可權而傷腦筋。事實(shí)上，已經(jīng)有人計劃用水下電纜將緬因的風(fēng)電輸送到波士頓。
在歐洲，直流電網(wǎng)雛形已經(jīng)誕生。它連接斯堪地納維亞、德國北部和荷蘭，有消息說(shuō)它將穿越北海，擴展到英倫諸島———歐洲另一個(gè)多風(fēng)地帶。通過(guò)連接遙遠的地方，這個(gè)電網(wǎng)不但承擔輸送電力的責任，還能解決局部供電不穩定的問(wèn)題。這個(gè)地方今天不刮風(fēng)不要緊，因為其他地方有風(fēng)。這個(gè)電網(wǎng)還利用剩余電能將挪威水電站的水抽進(jìn)高地蓄水池，預備用電高峰時(shí)使用。聰明的電網(wǎng)將避免這樣的高峰。適應風(fēng)能這樣的間歇性能源只是升級電網(wǎng)的原因之一，但是很重要的一個(gè)原因。聰明的電網(wǎng)能夠隨時(shí)監視它的負荷，給特定消費者斷電———雙方事前達成協(xié)議，以換取低電價(jià)。因此，這里所說(shuō)的“消費者”未必等于“顧客”。電網(wǎng)的軟件能夠識別特殊電路，甚至家庭和工廠(chǎng)使用的某種電器。電器主人將決定，在什么樣情況下，關(guān)閉電器。電網(wǎng)軟件將代為開(kāi)關(guān)這些電器。熱水器和空調將事先存儲電能，以備停電使用。
減少用電高峰將減少對“peaker”的需求。所謂peaker是指為對付類(lèi)似高峰設立的小型電站和存儲系統。美國目前的電網(wǎng)愚蠢且支離破碎，尤其害怕負荷差異，由于這個(gè)原因，電網(wǎng)公司認為間歇性風(fēng)電比例不能超過(guò)2%.現在，用電高峰是無(wú)法完全避免的。然而，阿貝特先生相信，聰明的電網(wǎng)輔助以燃燒汽油的peaker將有助大幅提高風(fēng)電占總電力供應的比例。為證明這一點(diǎn)，通用電氣公司正和夏威夷政府合作建立智能電網(wǎng)。夏威夷的電網(wǎng)小而分散，非常脆弱。通用電氣的工程師估計，如果管理完善，智能電網(wǎng)建成后，該州風(fēng)電比例可高達30%，且不會(huì )擔心停電。
太陽(yáng)能風(fēng)能切實(shí)可行，在未來(lái)更有前景。但是，風(fēng)能只是通向一個(gè)不再依賴(lài)化石燃料世界的中轉站。最終目標是直接攔截收獲太陽(yáng)能，而不必等待陽(yáng)光加熱空氣，造成氣流。幸運的是，發(fā)明家們喜歡解決這類(lèi)問(wèn)題。他們已經(jīng)發(fā)明了眾多利用太陽(yáng)能的方法，簡(jiǎn)單的直接用陽(yáng)光為建筑供暖；復雜的涉及最尖端時(shí)髦的納米技術(shù)，確保把每個(gè)光子都轉化成電能。光電池是目前增長(cháng)最迅速的替代能源產(chǎn)業(yè)，每年增長(cháng)50%.光電池發(fā)電的成本也在不斷下降。劍橋能源研究協(xié)會(huì )公布的數據顯示，1995年，光電池生產(chǎn)1度電的成本為50美分，2005年已經(jīng)下降到20美分，還在不斷下降。
光電池（太陽(yáng)能電池）把陽(yáng)光直接轉化成電能，但這并非用太陽(yáng)發(fā)電的唯一途徑。此外，還可以聚集陽(yáng)光，用于加熱水，產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)渦輪機。這是兩種截然不同的方式，昭示了關(guān)于未來(lái)能源的一大爭論：能源是該集中采集，然后長(cháng)途運輸到消費地（正如近幾十年的做法）；還是該像1個(gè)世紀前一樣就地采集就地使用？
太陽(yáng)能電池為就地使用設計。每塊電池安裝后可以立刻使用，這方面說(shuō)，它們類(lèi)似風(fēng)力渦輪發(fā)電機。如果你居住在日照還算充足的地方，在房頂上放幾塊電池板，立刻就能幫你減少電費。事實(shí)上，你可能反過(guò)來(lái)把電賣(mài)給你的電力供應商。唯一的問(wèn)題是，首先你得購買(mǎi)昂貴的太陽(yáng)能電池板。相當長(cháng)時(shí)間內別指望收回成本。
許多工程師在努力改變這一現狀，其中一位是麻省理工學(xué)院的艾曼紐爾·薩克斯。有的工程師試圖發(fā)現徹底改變光電池工作原理的革新技術(shù)，但薩克斯博士更喜歡循序漸進(jìn)。在他看來(lái)，這種進(jìn)步類(lèi)似摩爾定律（微處理器的性能每隔18個(gè)月提高一倍，而價(jià)格下降一倍。）這一對比非常恰當，傳統太陽(yáng)能電池材料和電腦芯片一樣是硅，它們同樣依靠硅的半導體屬性。薩克斯對光電池技術(shù)的第一個(gè)貢獻是發(fā)明一種叫stringribbon的技術(shù)，使制造光電池的硅材料減少一半。
最近，薩克斯創(chuàng )辦“1366技術(shù)”公司，意圖通過(guò)3種新技術(shù)的結合讓光電池的效率提高27%.他和同事們用納米技術(shù)重新設計的硅晶體的表面，使陽(yáng)光在電池內不斷反射，直至完全吸收。他們還對采集電流的銀線(xiàn)做了同樣的改造。薩克斯說(shuō)這些革新可讓太陽(yáng)能電池的發(fā)電成本減低到每瓦2美元之下，接近煤電站成本：一座十億瓦的煤電站建設成本約10億美元。當然，價(jià)格又是另一個(gè)問(wèn)題，價(jià)格是由市場(chǎng)條件決定。近年來(lái)，這些條件———尤其是部分歐洲國家賦予太陽(yáng)能的優(yōu)厚的補助———使太陽(yáng)能的價(jià)格遠遠高于其成本。無(wú)論如何，太陽(yáng)能電池的價(jià)格已經(jīng)大幅降低。
還有研究者支持一種更新的薄膜光電技術(shù)。薄膜太陽(yáng)電池同樣可以用硅做原料，但最大的突破在于用金屬混合物代替硅做半導體。這種混合金屬的效率不如傳統的硅電池（意思是，每平方米電池轉化的電能較少），但是，它們使用原材料少得多，因此便宜很多，而且，可以被鋪在柔軟表面———比如厚度相當于人的頭發(fā)的鋼薄膜———運用范圍更廣?，F在，該領(lǐng)域領(lǐng)袖是First太陽(yáng)能公司，它使用碲化鎘為薄膜材料。不久，它將被加州公司Miasolé超越。Miasolé發(fā)明了銅、銦、鎵、硒混合材料CIGS，比碲化鎘更高效，且不含鎘這種劇毒物質(zhì)。
目前，薄膜太陽(yáng)能電池完全按標準電池板一樣包裝銷(xiāo)售，但不久，一切可能改變。First太陽(yáng)能公司將薄膜貼到玻璃上。Miasole的老板約瑟夫·萊阿指出，他的公司的電池板柔軟輕便本身就可作為建筑材料。
太陽(yáng)能熱發(fā)電站的支持者不在乎太陽(yáng)能電池。碲化鎘和CIGS或許比硅便宜，但是太陽(yáng)能熱發(fā)電站的原材料———玻璃和鋼鐵———更加便宜。這一技術(shù)的支持者夢(mèng)想遠大：覆蓋上千平方米。他們想用鋼鐵和玻璃鏡子覆蓋整片沙漠，用發(fā)射的陽(yáng)光加熱水，產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)渦輪機發(fā)電，然后用為風(fēng)能建設的遠距離直流電網(wǎng)輸送到大城市。一個(gè)正嚴肅考慮這一計劃的國家是阿爾及利亞。眼看北方地中海對岸能源饑渴的歐洲國家，與此同時(shí)，在南方的撒哈拉沙漠，許多陽(yáng)光白白浪費，阿爾及利亞政府決定把兩者聯(lián)系起來(lái)。一座太陽(yáng)能熱發(fā)電站正在首都阿爾及爾以南400公里的地方興建，如果一切順利，可能于明年開(kāi)始運行。今年4月，摩洛哥開(kāi)始了另一個(gè)類(lèi)似項目。
針對沙漠太陽(yáng)能熱電站有4種競爭設計：槽式聚光器、碟式聚光器、能量塔（用鏡子組把陽(yáng)光聚集到高平臺上）、菲涅爾系統（用便宜的平面鏡模仿槽式聚光器）。它們或者加熱水制造蒸汽推動(dòng)發(fā)電機，或讓一種低熔點(diǎn)鹽（比如硝酸鹽）受熱液化產(chǎn)生蒸汽。
這4種設計都已在美國西南部沙漠得到應用或正在最后試驗階段。雖然目前太陽(yáng)能熱電站的發(fā)電量只有400兆瓦，如果一切按計劃進(jìn)行，4年內，太陽(yáng)能熱電站的產(chǎn)量可能增加10倍。此外，那些加熱鹽產(chǎn)生蒸汽的電站可以將采集的部分熱能存儲起來(lái)晚上發(fā)電，從而克服了太陽(yáng)能的一大缺陷———晚上能源消失。
這些技術(shù)最終能否不負眾望？?jì)赡昵?，美國西部諸州政府組成的一個(gè)特別小組找到了200個(gè)建立兆瓦級太陽(yáng)能熱電站的地點(diǎn)（這些地方有足夠日照，并且靠近電網(wǎng)，不存在環(huán)境或政治障礙），相當于今天美國用電量的20%.Ausra（澳大利亞美國合資公司）的老板羅伯特·費希曼估計，他的公司的菲涅爾鏡子組加上獨有的熱儲備系統可以把成本降低到每度8美分，可以和通用電氣的風(fēng)力發(fā)電機媲美。批量生產(chǎn)還可進(jìn)一步降低成本。然而，最令人感興趣的技術(shù)屬于洛杉磯的SUNRGI公司。它也用鏡子聚集陽(yáng)光，但將陽(yáng)光反射到電池板上，而不是熱水器上。這套系統據說(shuō)能將37%的陽(yáng)光轉化成電力。今年4月，SUNRGI宣布，可將發(fā)電成本降低到每度5美分。這一聲明還有待證實(shí)。但顯然預示這太陽(yáng)能發(fā)電正朝大好方向前進(jìn)。太陽(yáng)能目前的處境似乎相當于10年前的風(fēng)能?，F在，太陽(yáng)能發(fā)電量相當于全球發(fā)電總量的0.01%，但是憑借每年50%的增長(cháng)，10年后將躍升至1%，相當于今天的風(fēng)電。如果SUNRGI的宣傳可信，那么“比煤炭便宜”的目標指日可待。1%的目標可能更早實(shí)現，之后，太陽(yáng)能的前途更是無(wú)可限量。
地熱能菲律賓通常不會(huì )讓人聯(lián)想到技術(shù)革命前沿。然而，在一個(gè)方面，這個(gè)島國領(lǐng)先時(shí)代：該國四分之一的電力來(lái)自地下。這種能源是免費的，取之不竭的，日夜不斷的。同一種能量使這個(gè)國家局部地區經(jīng)常被火山爆發(fā)侵襲。推動(dòng)發(fā)電機的間歇泉僅僅是這個(gè)火山系統的最溫柔運動(dòng)。讓麻省理工學(xué)院科學(xué)家杰弗遜·特斯特困擾的問(wèn)題是，能否只取其中好的一面。地球內部是一個(gè)滾燙的世界，因此，如果沒(méi)有自然火山構造把地熱帶到表面，能否人工創(chuàng )造受控制的火山作用（又稱(chēng)人工地熱系統EGS）。
理論上說(shuō)這并不難。往地下鉆兩個(gè)平行的洞，相聚幾百米，一直往下挖掘，直到巖石變得足夠滾燙（比如溫度達到200℃）。然后，從一個(gè)洞往下灌冷水，等待變熱的水從另一個(gè)洞升起。熱水變成蒸汽，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機。根據特斯特的觀(guān)點(diǎn)，這種能源之所以長(cháng)期受到忽視主要原因是它是不可見(jiàn)的。每個(gè)人都可以感受到風(fēng)和陽(yáng)光，但只有礦工們注意到地球內部比較熱，因此沒(méi)有人想到鉆探采集地熱。特斯特博士估計，未來(lái)15年，投資10億美元實(shí)驗EGS將改變現狀。試驗結果將提供足夠信息，使美國在2050年前，建成100兆瓦級的EGS電站。
事實(shí)上，前景可能更為樂(lè )觀(guān)。根據特斯特和同事們兩年前發(fā)表的一份報告，美國地下蘊藏的可開(kāi)采熱能，按照目前美國的能源消耗量可以使用2000年。歐洲的一份類(lèi)似地熱資源報告估計，歐洲地熱能發(fā)電潛力相當于歐洲大陸上全部核電站總和。
然而，開(kāi)采地熱能并不像聽(tīng)上去那么容易。EGS一詞發(fā)明之前，該領(lǐng)域又叫做“高溫干巖地熱能”。這個(gè)名字精確地概括了問(wèn)題所在。石油公司花一個(gè)世紀搜集的數據顯示，花崗巖之類(lèi)不滲透巖石是最有效的儲熱層，它們的干燥性增加了熱容量。但是，要開(kāi)采熱能，首先得使它們具有滲透性，所以才有新名字中的“人工”一詞。特斯特博士的10億美元預算中，相當一部分將用于研究如何用最低成本，有效地穿透這些巖石———石油公司一直避免碰這些堅硬石頭，因為非滲透性巖石中不含石油。還有一部分錢(qián)將用于研究如何開(kāi)通花崗巖中的縫隙，讓灌水洞中的水進(jìn)入出水洞。
南澳大利亞的庫伯盆地擁有世界上已知最滾燙的非火山巖。因此，澳大利亞在開(kāi)發(fā)地熱能方面位于世界前列，有多家公司在這一地區鉆探。最近，一家叫地球動(dòng)力學(xué)的公司成功挖出一口工業(yè)規模地熱深井。在法國Soultz，一個(gè)實(shí)驗性地熱項目的渦輪發(fā)電機也即將開(kāi)始運行。
如果這一切證實(shí)可行，地熱將在新能源市場(chǎng)中占據一席之地。沒(méi)有丑陋的地面發(fā)電機，無(wú)需在幾千平方米的地面鋪設鏡子，白天黑夜不間斷供應?？墒?，誰(shuí)有10億美元的空閑資本？
種植能源幾周前，加州一家叫阿米瑞斯的小公司發(fā)表了一則不起眼的聲明。它可能預示了生物技術(shù)的明天。在熱帶病藥物研究領(lǐng)域，阿米瑞斯公司因培育出了一株酵母菌而聲名鵲起，該酵母菌可大規模生產(chǎn)抗瘧藥物青蒿素的前體物質(zhì)。在此之前，青蒿素的生產(chǎn)依賴(lài)于供應緊缺的亞洲植物青蒿。但是，這份聲明卻與此無(wú)關(guān)。聲明稱(chēng)阿米瑞斯將和巴西最大的乙醇生產(chǎn)商Crystalsev合作，用蔗糖制造汽車(chē)燃料。這種燃料并非乙醇（雖然巴西已經(jīng)擁有龐大的乙醇車(chē)市場(chǎng)）而是一種具備柴油特性的碳氫化合物。嚴格說(shuō)，它并非普通柴油，從化學(xué)成分看也絕非柴油，但是，司機們絕對無(wú)法區分二者。
生物技術(shù)或許先涉足制藥領(lǐng)域，但真正有錢(qián)途的卻是大宗化學(xué)品領(lǐng)域。沒(méi)有什么化學(xué)品比燃料有更廣闊市場(chǎng)。阿米瑞斯只是潮流中的一員，一些擁有有趣新技術(shù)的小生物技術(shù)公司紛紛開(kāi)始研究生物燃料，也有的和大能源公司合作，正如研究出新藥的小生物公司被大制藥公司收購一樣。能源巨頭們本身也在從事新能源研究，或通過(guò)公司實(shí)驗室，或資助大學(xué)實(shí)驗室。生物燃料一度被看成“綠色營(yíng)銷(xiāo)策略”和曲線(xiàn)補助農業(yè)的雜交產(chǎn)物，現在似乎有希望成為真正的大產(chǎn)業(yè)。
要創(chuàng )造一個(gè)完善的生物燃料工業(yè)并不容易。首先必須培育專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)燃料（而非食品）的作物；其次，必須將這些作物轉化為工廠(chǎng)原料；最后，這種原料必須轉化成人們愿意購買(mǎi)，能夠負擔的產(chǎn)品。這個(gè)鏈條上的每個(gè)環(huán)節都在緊張研發(fā)中。一些生物燃料的價(jià)格已經(jīng)能與石油競爭（即使按2006年油價(jià)）。隨著(zhù)研究進(jìn)展，原油價(jià)格持續上漲，更多新生物燃料將加入這個(gè)行列。
就燃料作物而言，目前有3大競爭對手在起跑線(xiàn)上：草、樹(shù)和海藻。草和樹(shù)生長(cháng)在陸地上，但需要復雜的處理程序。目前用陸地作物生產(chǎn)的燃料主要是乙醇，又叫“纖維素乙醇”。海藻生長(cháng)在水里，培育起來(lái)比較復雜，但可生產(chǎn)高品質(zhì)油，可被輕易轉化成生物柴油。
以草為原料生產(chǎn)生物燃料的領(lǐng)軍者是加州的Ceres公司。它選擇了4種草———柳枝稷、芒草、甘蔗和蘇丹草。它們又叫做C4草，光合作用效率高，生長(cháng)迅速，因此備受生物燃料工業(yè)青睞。Ceres結合基因改造和“智能”育種技術(shù)，使它們的生長(cháng)速度更快。這幾種草生長(cháng)于不同氣候條件。柳枝稷和芒草生長(cháng)于溫帶氣候，甘蔗和蘇丹草為熱帶植物。Ceres計劃創(chuàng )造能夠在炎熱、酷寒、干旱氣候下甚至鹽堿地生長(cháng)的品種，使它們能在無(wú)法生長(cháng)糧食的土地上種植。這將降低種植成本，減少食物和燃料之間的沖突。
研究樹(shù)的先鋒是南卡羅來(lái)納一家叫ArborGen的公司。ArborGen也在研究4個(gè)種類(lèi)：桉樹(shù)、白楊、火炬松和放射松。它采用和Ceres類(lèi)似的方法加快樹(shù)木生長(cháng)，增加它們對寒冷的承受力。雖然為生物燃料創(chuàng )造原材料并不是這家公司唯一的目的（也為了獲得木材和紙漿），但它顯然看準了此類(lèi)燃料的龐大市場(chǎng)。
海藻同樣需要改造。難題之一是收獲海藻蘊含的油，必須把它們從池塘里撈起來(lái)、曬干、破壞它們的細胞。這個(gè)過(guò)程費時(shí)費力，有公司正考慮直接把海藻送去電站干燥，燃燒。也有公司迎難而上，比如克雷格·文特爾（私人基因組計劃領(lǐng)導人）的合成生物公司。文特爾希望通過(guò)生物工程克服海藻油采集問(wèn)題。合成生物的海藻被安插了特殊基因，在它們的外隔膜創(chuàng )造新分泌通道，這使得油脂剛剛分泌就被海藻細胞排擠出來(lái)，漂浮到池塘表面。經(jīng)過(guò)基因改造后，這些海藻比它們的野生同類(lèi)分泌更多油脂。
從維管束植物（樹(shù)木和草的統稱(chēng)）采集有用燃料比較麻煩。這些植物主要包含3類(lèi)大分子，除了纖維素，還有半纖維素和木質(zhì)素。每種都由更小的分子串構成，常常結合在一起，形成木質(zhì)纖維素。把這些長(cháng)鏈分子變成燃料有許多種方法，但是加工起來(lái)都比海藻復雜。
把陽(yáng)光變成生物燃料包括3個(gè)步驟（把作物變成生物質(zhì)；把生物質(zhì)變成單分子糖；把糖變成燃料），對不同作物有些步驟可以省略。海藻可以直接從開(kāi)始跳到最后，而維管束植物不能。處理維管束植物的一種方法是將它們干燥、加熱（高溫分解），獲得一氧化碳和氫混合物“合成氣”。加入適當催化劑，可將合成氣變成燃料。通過(guò)一種梭孢桿菌，合成氣還能變成乙醇。伊利諾伊州的Coskata公司就在這樣做。不久前，該公司股份被通用汽車(chē)公司收購。
除了合成氣外，另一種方法是將纖維素和半纖維素分解變成“單分子”細胞，聽(tīng)上去比實(shí)際做起來(lái)容易。在有木質(zhì)素的情況下，就更困難。木質(zhì)素抗拒這種轉化，這個(gè)世界豐富的煤炭資源就是這種頑抗的最好證據。煤炭主要是未完全分解的木質(zhì)素的化石，然而，許多公司開(kāi)發(fā)出各種生物酶，專(zhuān)門(mén)分解維管束植物。加拿大渥太華的Iogen公司就是一例。它的生物酶能夠把纖維素和半纖維素分解成單分子糖。木質(zhì)素被燃燒，產(chǎn)生加工過(guò)程所需的熱量。
獲得糖后可使其發(fā)酵?，F在，發(fā)酵未必等于使用酵母生產(chǎn)乙醇。有多種細菌（有天然的也有人工合成的）可以用于生產(chǎn)各種成品。阿米瑞斯的微生物湯（混合了細菌和酵母）可將糖變成類(lèi)異戊二烯，生產(chǎn)成本能和石油提煉的柴油競爭。舊金山的LS9公司采用類(lèi)似方法，但獲得的成品卻是鏈烷和脂肪酸。合成生物公司也在做類(lèi)似的事情，但不愿透露具體生產(chǎn)的燃料名稱(chēng)。這些產(chǎn)品的共同之處在于，它們都是某種高純度的化學(xué)品，而不是通過(guò)煉油廠(chǎng)煉出來(lái)的混合物。因此，這些公司可以爭辯說(shuō)，它們的產(chǎn)品比石油提煉的燃料更好。
上述眾多方法究竟哪一種更有優(yōu)勢，現在還無(wú)法判斷。但是這樣百家爭鳴的現象本身就證明，可再生能源研究中最前衛大膽的想法無(wú)疑誕生于生物燃料領(lǐng)域。英國石油公司的首席科學(xué)家史蒂文·庫尼恩說(shuō)，在這個(gè)領(lǐng)域最可能出現意想不到的技術(shù)突破。英國石油公司投資5億美元資助能源生物科學(xué)研究所（EBI）的生物燃料研究。EBI是加州大學(xué)伯克萊分校、勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室和伊力諾伊大學(xué)合作的研究機構。EBI主要研究者包括勞倫斯·伯克利實(shí)驗室負責人曾獲諾貝爾獎的華裔科學(xué)家朱棣文。朱棣文有一個(gè)遠大的構想：讓“葡萄糖經(jīng)濟”取代現有的石油經(jīng)濟。葡萄糖（最普通的單分子糖）將被轉化成燃料，甚至石化產(chǎn)品的生物替代品，然后運往世界各地。這無(wú)疑有利促進(jìn)熱帶國家（光合作用最強的地區）經(jīng)濟。非熱帶國家也不必擔心，可以利用的生物質(zhì)非常多。美國能源和農業(yè)部最近的研究發(fā)現，對現有農業(yè)稍做改造，在不影響食物生產(chǎn)的情況下，僅美國土地上就可以收獲13億噸生產(chǎn)生物燃料的植物。如果采用今天最先進(jìn)的技術(shù)，把它們全部轉化成乙醇，相當于增加3500億升汽油，即全美汽油消耗量的65%.這還沒(méi)有包括專(zhuān)門(mén)種植的能源作物，沒(méi)有考慮新技術(shù)突破。只要美國愿意，完全可以通過(guò)生物燃料實(shí)現能源自給自足。
未來(lái)汽車(chē)
沒(méi)有什么比“未來(lái)”衰老得更快。幾年前，專(zhuān)家們預言，如果有什么會(huì )取代內燃機，那東西一定是燃料電池。燃料電池將氫和氧的化學(xué)能通過(guò)電極反應轉換成電能，被認為是“氫經(jīng)濟”的先驅。且不論如何存儲運輸一種容易泄漏的氣體，首先要從哪里獲得氫氣？它必須來(lái)自某種東西，這東西可能是燃料與水的混合。燃料能與水蒸氣反應，生成氫氣和二氧化碳，但是，又得去掉討厭的二氧化碳?；蛘哂秒娊夥◤乃蝎@取氫。但是，何必多此一舉？為什么不把中間環(huán)節去掉，直接把汽車(chē)插進(jìn)電網(wǎng)。這正是目前的發(fā)展潮流。今天，你再也聽(tīng)不到“氫經(jīng)濟”或燃料電池。今天的流行詞是“充電混合燃料車(chē)”（plug-inhybrid）。
不要把充電車(chē)和今天的混合燃料車(chē)（比如豐田普銳斯）混淆。普銳斯包括一臺內燃機和兩個(gè)電馬達，它們都能驅動(dòng)車(chē)輪。即使使用電馬達時(shí)，電池提供的電能，最初也來(lái)自燃燒石油。而在充電車(chē)中，電能通過(guò)普通的電源插座來(lái)自電網(wǎng)。一些過(guò)渡設計保留了汽油引擎，但最終目標是完全用電馬達驅動(dòng)汽車(chē)。當電池中電能過(guò)低時(shí)，汽油引擎將接替工作?，F在的電池造價(jià)昂貴，充電車(chē)的行駛距離受限，但多數車(chē)大多數時(shí)候用于短途旅行。麻省理工學(xué)院研究電池的科學(xué)家格布蘭·賽德估計，如果普通汽車(chē)每天行駛的前50公里使用電池而非汽油，那么年汽油消耗量將減少一半?？紤]到相當于1升汽油的電力成本僅25美分，這一轉變不乏誘惑力。
取決于電網(wǎng)中電力的來(lái)源（水電、核電、風(fēng)電、火電等）充電車(chē)的普及還可能幫助降低二氧化碳排放。即使電力來(lái)自煤電站，也比汽車(chē)內燃機釋放的二氧化碳少。如果最初能源是風(fēng)能或核能，污染就更少。
此外，充電車(chē)的普及必然造成用電量激增，從而迫使電力工業(yè)的改革。假如所有汽車(chē)都一起充電，電網(wǎng)可能不堪重負。預見(jiàn)到這種情況，弗吉尼亞的Gridpoint公司開(kāi)發(fā)了智能電網(wǎng)必須的“負荷管理技術(shù)”。Gridpoint的彼得·科賽爾認為，充電車(chē)普及的時(shí)代必然會(huì )到來(lái)，那時(shí)，當人們下班回到家，幾乎同時(shí)插上汽車(chē)充電插頭，電網(wǎng)將無(wú)法應付。但是，假如人們選擇在凌晨3點(diǎn)用電低峰時(shí)期充電，對供電商和消費者都有利。前者可以賣(mài)掉原本可能浪費的電，后者可以獲得低廉的價(jià)格。因此，充電車(chē)還能充當微型peaker.科賽爾認為，管理汽車(chē)充電時(shí)間將是智能電網(wǎng)的重要功能之一。
在陽(yáng)光充裕的地方，充電車(chē)還能充分利用太陽(yáng)能。Google已經(jīng)在嘗試光電停車(chē)場(chǎng)。這種停車(chē)場(chǎng)的屋頂覆蓋太陽(yáng)能電池，為員工汽車(chē)遮風(fēng)擋雨的同時(shí)還能給它們充電。這個(gè)美妙的點(diǎn)子很有推廣價(jià)值。比如，超市可能發(fā)現，安裝有汽車(chē)充電插座的停車(chē)場(chǎng)能幫助吸引更多顧客。隨著(zhù)充電的網(wǎng)點(diǎn)增多，將有更多人選擇充電車(chē)。
充電車(chē)正迅速從概念轉變成現實(shí)。3月，埃羅·穆斯克的電動(dòng)跑車(chē)Tesla將開(kāi)始批量生產(chǎn)。Tesla是徹頭徹尾的電動(dòng)車(chē)，全部動(dòng)力來(lái)自鋰離子電池（筆記本電腦采用同一類(lèi)電池），一次充電后可行駛350公里。每臺售價(jià)10.9萬(wàn)美元，其中相當一部分花在了電池上。
批量生產(chǎn)充電車(chē)的日子也不遙遠。隨著(zhù)汽油持續漲價(jià)，電動(dòng)車(chē)顯得一天比一天可愛(ài)。通用汽車(chē)公司計劃2010年推出充電混合燃料車(chē)Volt.豐田公司也計劃推出充電版的普銳斯。其他大汽車(chē)公司也在摩拳擦掌。但是，普及充電車(chē)的關(guān)鍵在于電池技術(shù)突破。目前，電池中的新寵是鋰離子電池。這種電池的負極材料通常采用石墨。正極的材料則有多種選擇，氧化鈷是最傳統的材料，但價(jià)格昂貴。氧化錳正日益受寵。真正有前途的可能是磷酸鐵鋰，它不容易過(guò)熱。過(guò)熱問(wèn)題曾導致廠(chǎng)家被迫召回產(chǎn)品。通用汽車(chē)公司正和一家新公司A123Systems合作研究Volt充電車(chē)電池。A123由麻省理工學(xué)院的蔣業(yè)明教授創(chuàng )辦，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)磷酸鐵鋰正極電池。A123的厲害之處是有辦法將鋰離子電池的磷酸鋰鐵正極材料制造成均勻的納米級超小顆粒，因顆粒和總表面面積劇增而大幅提高電池的高放電功率，而且，整體穩定度和循環(huán)壽命皆未受影響。英國閃電公司也采用了納米技術(shù)。它的電池由內華達Altairnano公司開(kāi)發(fā)，用鈦酸鋰納米顆粒代替石墨。公司聲稱(chēng)，它們的電池不僅更安全（石墨易燃；鈦酸鋰則不會(huì )），而且充電速度更快。使用480伏插座，10分鐘就能完成充電。
目前，尋找更理想電極材料全靠偶然，但這可以改變。過(guò)去幾個(gè)世紀，化學(xué)家愛(ài)發(fā)現了約3萬(wàn)種無(wú)機化合物，幾乎每一種都可能是潛在電極材料。在實(shí)驗室中一一檢查它們的相關(guān)特性是不可能的。但麻省理工學(xué)院的賽德博士認為他找到了一種捷徑，他稱(chēng)之為材料基因組計劃，即把無(wú)機物的已知特性轉化成復雜電腦模式。這些模式似乎能夠準確計算出它們所模擬的化合物的量子力學(xué)特性。對真材料的實(shí)驗表明，電腦模式的計算結果相當準確?，F在，賽德博士的電腦正在逐個(gè)處理已知化合物，尋找最理想的電池材料。編譯：宇
