石油、煤炭同新能源的較量愈演愈烈，公眾習慣了從生產(chǎn)成本、資源量上來比較不同能源的競爭力。然而決定化石能源和新能源勝負的，更深層的因素是儲能方式的較量。

《全球通史》的第一句話就是：“現(xiàn)代人所取得的一項杰出成就就是對過往歷史的研究和再現(xiàn)，而古人對在他們之前發(fā)生的事情則知之甚少。”作者舉例說：希臘歷史學家中最無偏見的修昔底德在研究伯羅奔尼撒戰(zhàn)爭之初就斷言，在他所處的時代之前沒有發(fā)生過什么大事——對歷史的忽視使他無法得知雅典無與倫比的光榮和貢獻。

我們不能責怪古人的無知和疏漏，這緣于歷史本身的特性和人類有限理性的矛盾。一些歷史的重大線索并非清清楚楚呈現(xiàn)的，而是隱藏在草蛇灰線的痕跡中，只有當時間累積得足夠長，人們才能從零碎的事件中透視背后的規(guī)律，抽取清晰的脈絡(luò)，獲得對于未來的啟示。——這與其說是歷史的吊詭，毋寧說是歷史對人的誘惑。

關(guān)于能源的歷史，同樣如此。我們一向熱衷于從物質(zhì)層面討論能源的發(fā)展和變遷，這當然無可厚非，畢竟能源首先是作為一種巨大的物質(zhì)力量而存在，“及物性”是能源作為一項社會經(jīng)濟話題內(nèi)在的特性。但當我的眼光逡巡在“水面”之下，試圖找出能源發(fā)展的深層動因和內(nèi)在規(guī)律時，似乎隱約發(fā)現(xiàn)一些隱秘的“暗線”在不羈地波動，它們不是那么顯而易見，但又確實存在，它們既指向著能源發(fā)展的本質(zhì)，也彰顯著人類文明進程的某些微妙而深遠的啟示。

文明發(fā)展與儲存能力息息相關(guān)

人類從動物發(fā)展而來，從“智人”開始，人類逐漸區(qū)隔于動物界，并成為萬物之靈，其中最關(guān)鍵的在于大腦的進化。以色列歷史學家赫拉利的《人類簡史》清楚地描述：大約是在距今7萬到3萬年前，智人出現(xiàn)了新的思維和溝通方式，即所謂的認知革命。得到普遍認可的理論認為，某次偶然的基因突變，改變了智人的大腦內(nèi)部連接方式，讓他們以前所未有的方式來思考，用完全新式的語言來溝通。“智人”最終得以從遠古人類的眾多分支中脫穎而出，成為現(xiàn)代人類的先祖，原因正在于認知革命所帶來的大腦的快速進化。

與當時的很多大型動物相比，智人的大腦只占身體總重約2%~3%，但在身體休息時，大腦的能量消耗卻占了25%，而其他猿類同樣狀態(tài)的能量消耗大約只占8%。好比同樣是一部“手機”，為何智人這么“耗電”?原因只有一點，就是智人的大腦儲存了更多的信息，大腦儲存能力得到了大大地拓展。大腦的快速發(fā)展最初源于人類的社會化所帶來的信息需求，通過建立群體交往在惡劣環(huán)境中生存下去并占據(jù)更多的主動，無疑是其背后最主要的動力。這種信息儲存能力與認知能力的相互促進，使智人在成為地球主宰者的路上走得更快。

在文字發(fā)明以前，人類初民們所使用的信息只能留存在大腦和稍縱即逝的口語當中，繪畫和文字的出現(xiàn)，使信息交流突破了時間和空間的局限，極大增強了人類改造世界的能力。為了記錄思維活動的痕跡，人類使用過巖石、動物甲骨、金屬、竹木、布帛等各種載體，經(jīng)歷了印刷術(shù)誕生、利用電磁波和計算機技術(shù)出現(xiàn)。近百年來，人類的儲存介質(zhì)經(jīng)歷了從錄音帶到軟盤、光盤、U盤到云端等不斷變遷的過程。21世紀的信息社會，還將創(chuàng)造出更加先進的儲存介質(zhì)，更加廣泛和多樣地帶來全新的工作方式和生活方式。

整個人類的進化史，也是一部人類信息活動的演進史。信息的積累和傳播，是人類文明進步的基礎(chǔ)，文化和科技的飛速發(fā)展緣于信息儲存能力提升。當作為人腦外延的信息儲存技術(shù)日新月異地發(fā)展之時，人腦的“內(nèi)存”也在不斷拓展。英國每日郵報稱，科學家最新研究表明，人類大腦的信息存儲能力是之前預計的10倍。美國科學家現(xiàn)測量了大腦神經(jīng)突觸的存儲能力，結(jié)果顯示人類大腦可以存儲1000萬億字節(jié)數(shù)據(jù)信息，相當于存儲13.3年高清電視節(jié)目的數(shù)據(jù)量，而人類真正利用的還只是很小一部分。

信息儲存帶來了文學、藝術(shù)和科技的發(fā)展，而人類學會和發(fā)展出的花樣繁多的食物儲存能力，則有效地增強了體質(zhì)，延長了壽命，拓展了活動范圍。動物馴化和養(yǎng)殖，糧食作物種植，肉食加工保存，奶酪，釀酒，干糧罐頭等等，都是對食物不同的“儲存”方式。儲存食物的能力使人免于饑餓和便于遷徙，最終使人突破地域的限制，走向了地球的每一個角落。

《全球通史》記載顯示，在食物儲存方面，早期祖先基本上已經(jīng)用上了我們今天所知的全部技術(shù)。他們擁有泥質(zhì)灶，使用石板燒烤技術(shù)，在北極圈內(nèi)冷凍食物，通過風干來保存食物，并用牛油或獸脂來密封食物。除了冰箱、塑料容器、煤氣和電力等純現(xiàn)代發(fā)明的用具外，舊石器時代的廚師對現(xiàn)代的廚房和烹飪技術(shù)并不會感到陌生。

倒是罐頭的發(fā)展史，稱得上是一個創(chuàng)造性的故事，它改變了我們的飲食、購物和旅行方式。對于18世紀末期的海洋國家而言，食品是航海者和將領(lǐng)們腦海中縈繞不去的問題。18世紀50年代，超過半數(shù)的英國海員死于營養(yǎng)不良。如何在遠離陸地食品供應(yīng)的條件下更好地生存下來，這一難題的解決顯得極其重要。奇跡制造者來自巴黎南部的一家糖果店，尼古拉·阿佩爾發(fā)明了將食物放在密封的玻璃器皿內(nèi)，再連瓶帶罐放入沸水中加熱的方法。在《保存動物和蔬菜的藝術(shù)》一書中，阿佩爾公布了他的發(fā)現(xiàn)。法國海軍最初使用了他的方法，英國商人彼得·杜蘭德則進一步改良，用鍍錫罐保存食物，工程師布萊恩·唐金購買了這一技術(shù)專利，并開始真正意義上的商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。罐頭的發(fā)明，使人們不再為遠足時的食物匱乏而擔憂，為輪船的跨洋航行和戰(zhàn)爭的長途征伐提供了后勤保障，深刻地改變了近代歷史。

能量儲存的進化路徑

人類社會賴以生存發(fā)展的三大基礎(chǔ)是物質(zhì)、信息和能量。世界是由物質(zhì)組成的，信息是交流的媒介，能量則是一切物質(zhì)運動的動力。在物質(zhì)和信息儲存推動文明進步之時，作為人類能量的主要來源，能源的發(fā)展也不自外于這一規(guī)律，儲存能力的增強不斷改變著人們利用能源的方式，也有力地推動了產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科技的進步。

從鉆木取火開始，人類開始使用薪柴這樣的初級能源，這一最易獲得的生物質(zhì)能，支撐了人類數(shù)千年的發(fā)展。與此同時，人們學會使用了風力和水力，并馴化了動物以獲得畜力，這些機械能成為人的自身力量的延伸，使人類改造自然的力量大大增強。

化石能源的大規(guī)模使用，在能源發(fā)展史上具有顯著的意義。它的集中儲存和運輸，大大減少了搜集薪柴所耗費的人力成本，提升了能源獲取的便捷程度;從薪柴到煤炭再到石油，人類使用的主導性的化石能源能量密度不斷增加，則成為了技術(shù)快速進步的最大驅(qū)動力。煤炭和石油分別催生了第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命，改造了全世界的經(jīng)濟政治結(jié)構(gòu)和全球化體系，使這個地球發(fā)生了迄今最為深遠的改變。

當煤炭在能源舞臺上逐漸黯淡時，石油也因為“峰值論”的破產(chǎn)而走下神壇。人們把目光投向了天然氣，認為它是向未來能源體系過渡的最佳橋梁，也將是清潔能源大行其道之前“碳家族”的最后輝煌。頁巖氣的大規(guī)模發(fā)展，更是使天然氣被寄予了更多厚望。而作為能量密度最高的核能，人們在核裂變和核聚變領(lǐng)域的孜孜努力從來沒有停止過。

從能源發(fā)展的歷史進程中，我們可以合乎邏輯地發(fā)現(xiàn)，能源發(fā)展就是能量儲存不斷改進的過程，遵循著從低密度到高密度、從分散到集中的趨勢。從薪柴到化石能源到核能的發(fā)展，使這一規(guī)律顯性地呈現(xiàn)，而另一些領(lǐng)域，這一規(guī)律則以隱形的方式存在，比如頁巖氣的大范圍、低豐度分布，似乎逸出了這一規(guī)律的制約，但實際上，由于壓裂技術(shù)帶來的聚集效應(yīng)，使其依然符合這一規(guī)律。

隨著低碳趨勢帶來的轉(zhuǎn)型，新能源的快速發(fā)展，人們有理由相信，與歷史既往不同的是，未來的能源結(jié)構(gòu)是多元化的，多種能源形態(tài)并存，新舊能源和諧相處。而以風、光、水為主要能量來源的新能源的離散分布，讓人不禁疑惑：能源發(fā)展是否將背離從分散到集中、從低密度到高密度這一規(guī)律呢?關(guān)鍵在于儲能技術(shù)的發(fā)展。儲能技術(shù)將把分布生產(chǎn)的能源大規(guī)模聚集儲存，如此，即便能源生產(chǎn)方式是多元甚至離散的，但能源的使用依然是集中式和高密度的。

能量儲存的不同方式

儲能并非多么新鮮的事物，它是能量轉(zhuǎn)化和能源技術(shù)發(fā)展中與生俱來的特征。機械能、熱能、化學能、電能、核能等主要類型的能量，都能儲存在一些普通種類的能量形式中，例如機械能可以儲存在動能或勢能中，電能儲存在感應(yīng)場能或靜電場能中，熱能能儲存在潛熱或顯熱中，而化學能和核能本身就是純粹的儲存能形式。

在現(xiàn)代社會，無論是工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活，能量儲存都具有不可或缺的重要意義。例如對電力工業(yè)而言，電力需求的最大特點是晝夜負荷變化很大，巨大的用電峰谷差使峰期電力緊張，谷期電力過剩。如果將谷期的電能儲存起來供峰期使用，將大大改善電力供需矛盾。再如在太陽能利用中，由于太陽晝夜的變化和受天氣季節(jié)的影響，也需要儲能系統(tǒng)保證太陽能利用裝置連續(xù)工作。

儲能技術(shù)在各種能量形態(tài)中都具有極為重要的作用，也都有不斷進化的空間。機械能以動能或勢能的形式儲存。動能通常可以儲存于旋轉(zhuǎn)的飛輪中，廣泛應(yīng)用于各種機械和動力裝置中;以勢能方式儲存則是最古老的能量儲存形式之一，小到彈簧、扭力桿和重力裝置等，大到壓縮空氣儲能和抽水儲能。

由于峰谷用電的不均衡，電能的儲存有很大的實用意義。除了通過抽水蓄能的方式以機械能的形式儲存外，電能還能以化學能的形式儲存于蓄電池中。為了減少現(xiàn)有內(nèi)燃機汽車對環(huán)境的污染，無污染的電動汽車日益受到人們的青睞，而廉價、高效、能大規(guī)模儲存電能的蓄電池正是電動汽車的核心。

熱能是最普遍的能量形式，熱能儲存就是把一個時期內(nèi)暫時不需要的多余熱量通過某種方式收集并儲存起來，等到需要時再提取使用，具體方式有顯熱儲存、潛熱儲存和化學儲存三大類。采暖和空調(diào)是典型的季節(jié)性負荷，如何采用長期儲能的方法來應(yīng)付這類負荷一直是科學家們關(guān)注的問題。

衡量儲能材料及儲能裝置性能優(yōu)劣的主要指標有儲能密度、儲存過程的能量損耗、儲能和取能的速率、儲存裝置的經(jīng)濟性、壽命(重復使用的次數(shù))以及對環(huán)境的影響等。從這些技術(shù)參數(shù)來看，相對于電容器、飛輪等儲能裝置來說，作為核能和化學能的儲存者，即核燃料和化石燃料有很大的儲能密度。特別是核能，如果將它像化學能一樣僅僅看作一種儲存能量的形式，則它的儲能密度比任何儲能形式都大出許多倍，是其它儲能形式根本無法比擬的。

未來能源發(fā)展依賴能量儲存的突破

倫敦大學國王學院政策研究所主席尼克-巴特勒說：在改變能源業(yè)的技術(shù)進步中，可能沒有哪一項比能源儲存更重要的了。在應(yīng)用規(guī)模足夠大的情況下，這項技術(shù)能夠為那些勉強維生的人提供光和熱，并從根本上改變世界能源結(jié)構(gòu)。

能源儲存技術(shù)可被用于從煤炭到風能的任何形式的能源供應(yīng)，也可以用于從交通到供暖的任何用途。通過能源儲存技術(shù)，消費者可以在需要的時候使用能源，而非只在能源生產(chǎn)出來的時候使用，從而提高能效。從經(jīng)濟性來說，儲能技術(shù)發(fā)展使可再生能源受到的影響最大，得到的益處也最多。因為在儲能技術(shù)還不夠的情況下，這一領(lǐng)域能源供給的浪費比例更大，能源供給的間斷性也迫使用戶承受高昂的備用能源成本。

但儲能技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)在于：技術(shù)進步對能源體系的改變，必然受到現(xiàn)有能源輸配體系的制約，存在一定的“路徑依賴”。而能源存儲技術(shù)要具備經(jīng)濟可行性，是否一定需要取得爆炸式的突破。前者的解決方案在于，將能源儲存機制融入現(xiàn)有輸配系統(tǒng)，使能源生產(chǎn)與使用得到更好的協(xié)同和管理。

關(guān)于后者，我們則要認識到技術(shù)進步的漸進性。能源儲存的核心技術(shù)已經(jīng)為人所知，也正在取得進展;一些技術(shù)已經(jīng)擁有了商業(yè)競爭力。就像我在用這臺電腦寫作時，它的續(xù)航時間要比十年前有了極大的改進。我們樂觀地預見，在能源領(lǐng)域，燃料電池、電網(wǎng)端儲能、能源管理系統(tǒng)將會是帶來革命性改變的新興技術(shù)。或許會出現(xiàn)一些改變整個能源體系的技術(shù)發(fā)展，但爆炸性突破并非必不可少的。

關(guān)鍵的一點是，能源儲存技術(shù)的成本正在快速降低。據(jù)穆迪(Moody’s)報告，過去五年電池的成本下降了50%。Lazard報告，行業(yè)人士預計接下來五年電池成本還會進一步顯著下降。據(jù)《金融時報》報道，劍橋大學在電化學領(lǐng)域的一項突破，或?qū)⒋呱沙潆姷某夒姵亍＿@種電池在給定空間內(nèi)存儲的能量是目前最好電池的五倍，可大大拓展電動汽車的續(xù)航里程，并可能大幅改觀電力存儲的經(jīng)濟效益。

如果這些預測和報道是準確的，對于儲能技術(shù)發(fā)展帶來的競爭，受到最大威脅的將是化石能源，那些雄心勃勃的傳統(tǒng)替代方案如燃氣輪機以及輸配體系升級等昂貴的方案，都將在儲能技術(shù)的突飛猛進面前黯然失色。

能源儲存的進化是能源發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，它不以人的意志為轉(zhuǎn)移。作為能量密度最大的核能，在安全技術(shù)得到保障的前提下，將是未來的寵兒;而儲能技術(shù)的發(fā)展，將使構(gòu)想當中的以電為基礎(chǔ)平臺的能源結(jié)構(gòu)成為現(xiàn)實，電將無處不在、無時不有，屆時人類將進入一個全新的電能時代。

這一切何時出現(xiàn)，我們靜靜地等待，時間會揭曉一切答案。我們從歷史深處獲得的信息是，人類的發(fā)展是儲存能力提升的過程，人腦、信息、食物、能源，都在這一軌道上運行，這只是歷史進程中的偶然嗎?我們有理由如黑格爾所說的那樣相信，世界的運轉(zhuǎn)自有其邏輯，有并不被一眼發(fā)現(xiàn)的精密結(jié)構(gòu)，這背后的深層規(guī)律支配著客觀事物的發(fā)展變化，使不同領(lǐng)域的現(xiàn)象出現(xiàn)偶合。對于這種規(guī)律，人類的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)它，遵循它，努力適應(yīng)它，而不是試圖去改造它。