追寻能源本质：储存的进化

:我们一向热衷于从物质层面讨论能源的发展和变迁，这当然无可厚非，毕竟大多数时候能源首先是作为一类物质而存在。但当我们把眼光逡巡在“水面”之下，试图找出能源发展的深层动因和内在规律时，似乎可以发现一些隐秘的“暗线”在不羁地波动，它们既指向能源发展的本质，也彰显着人类文明进程中某些微妙而深远的规律。

从信息储存到能量储存

人类逐渐区隔于动物界，最关键的在于大脑的进化。得到普遍认可的理论认为，某次偶然的基因突变，改变了人类祖先大脑内部的连接方式，让他们以前所未有的方式来思考与沟通。当时，人类的大脑只占身体总重的2%～3%，但在身体休息时大脑的能量消耗却占了25%，其他猿类在同样状态下的大脑能量消耗只占8%。造成这种差异的原因只有一点，那就是人类大脑储存了更多的信息，大脑储存能力得到了极大的拓展。这种信息储存能力与认知能力相互促进，最终使人类在成为地球主宰者的路上走得更快。

借助于发达的大脑，人类社会后来出现了图画与文字，出现了印刷术、光盘、优盘甚至云端，整个人类进化史，也是一部人类信息活动的演进史。信息积累和传播的效率越来越高，是人类文明进步的基础，可以说，文化和科技的飞速发展都缘于信息储存能力的提升。

信息储存带来了文学、艺术和科技的发展，而人类所发明的花样繁多的食物储存技术，则让其有效地增强了体质，延长了寿命，拓展了活动范围。动物驯化、粮食种植、肉食加工保存、酿酒、罐头等等，都是对食物的储存方式。储存食物的能力让人类免于饥饿、便于迁徙；而随着储存时间不断被延长，使人类终于突破了地域限制，走向了地球的每一个角落。

在物质和信息储存推动文明进步之时，作为人类能量的主要来源，能源的发展也不自外于这一规律。从能源发展进程中，我们可以合乎逻辑地发现，能源演进就是能量储存不断改进的过程，遵循着从低密度到高密度、从分散到集中的趋势。储存能力的增强、效率的提高，在不断改变着人类利用能源的方式，也有力地保障了产业发展与科技进步。

从钻木取火开始，人类开始使用薪柴这样的初级能源，这一最易获得的生物质能，支撑了人类数千甚至数万年的发展。此外，人类学会了使用风力和水力，并驯化了动物以获得畜力，这些机械能成为人类自身力量的延伸。到后来，化石能源的大规模使用，在能源发展史上具有显著的意义。化石能源可以集中储存和运输，大大减少了搜集薪柴所耗费的人力成本，提升了能源获取的便捷程度。从薪柴到煤炭再到石油，人类使用的主导性化石能源的能量密度不断增加，成为了技术快速进步的最大动力源，煤炭和石油分别催生了第一次工业革命和第二次工业革命，彻底地改造了世界经济政治结构。

当煤炭在能源舞台上逐渐黯淡，石油也因“峰值论”的破产而走下神坛，人类又把目光投向了天然气，认为它是向未来能源体系过渡的最佳桥梁，也将是清洁能源大行其道之前“碳家族”的最后辉煌。与此同时，人类对能量密度最高的核能也寄予厚望，在核裂变与核聚变领域的孜孜努力从来没有停止过。

未来能源依赖储能突破

随着低碳趋势进入不可逆转的轨道、清洁能源的快速发展，我们有理由相信，未来的能源结构是多元化的，多种能源形态将并存。而风、光、水等能量来源是离散分布的，这让人不禁疑惑：能源发展是否将背离从分散到集中、从低密度到高密度这一规律呢？理解这一问题的关键，在于储能技术。储能技术可以把分布式能源进行聚集式储存，如此，即便能源生产是离散的，能源的使用依然是集中式和高密度的。

储能并非多么新鲜的事物，机械能、热能、化学能、电能、核能等主要类型的能量，都能储存在一些普通种类的能量形式中，但储能技术能够应用于从煤炭到风能任何形式的能源供应，也能够设置于从交通到供暖的任何用途当中。借助于能源储存技术，我们可以在最经济的状态下生产能源，可以在任何需要的时候使用能源，供需之间无需实时匹配，从而提高了能效。伦敦大学国王学院政策研究所主席尼克˙巴特勒曾经说过：“在改变能源业的技术当中，可能没有哪一项比能源存储更重要的了。在应用规模足够大的情况下，这项技术能够为那些勉强维生的人提供光和热，并从根本上改变世界的能源结构。”

但储能技术发展过程中遇到了两个问题：第一，技术进步对能源体系的改变，必然受到现有能源输配体系的制约，应该如何应对；第二，能源存储技术要具备经济可行性，是否真的一定需要取得爆炸式的突破？

前者的解决方案在于，将能源储存机制融入现有输配系统，使能源生产与使用得到更好的协同管理。关于后者，我们则要认识到技术进步的渐进性。能源储存的核心技术已经为人所知，也正在取得进展，一些技术已经拥有了商业竞争力，就像笔者写作所使用的笔记本电脑，其续航时间要比十年前有了极大的改进，我们可以乐观地预见，在燃料电池、电网端储能、能源管理系统等领域未来都将出现一些具有革命性改变的新技术，但爆炸性突破并非是必不可少的。

关键的一点是，我们在不断取得进步。能源储存的进化是能源发展的内在规律，从历史深处获得的信息是，人类的发展是储存能力提升的过程，人脑、信息、食物、能源，都在这一轨道上运行。这是历史进程中的偶然吗？我们有理由如黑格尔所说的那样相信，世界运转自有其逻辑，使不同领域出现偶合现象。对于这种规律，人类的任务是发现它、遵循它、适应它。具体而言，能源储存的进化是能源发展的内在规律，作为能量密度最大的核能，在安全技术得到保障的前提下，将是未来的宠儿；而储能技术的发展，将使构想当中以电为基础平台的能源结构成为现实，届时人类将进入一个全新的电能时代。（作者系中国人民大学国际能源战略研究中心研究员）

原标题:追寻能源本质：储存的进化