兩大升維技術未來將如何改變電力工業

　　維度，在物理學和哲學的領域內，指獨立的時空坐標的數目，通常的理解點是0維、直線是1維、平面是2維、體是3維、時間是4維……每高一個維度，就相當于人和螞蟻之間的差異，螞蟻在二維空間爬，而人在三維空間活動。升維可以增加無限多的機會和可能性，比如一條線，怎么打扮美都有限，但是在一個平面上，就可以畫一幅很美的畫，對于人，再美的一幅畫，都不如變成立體，能夠在畫中游，所以三維空間的美感又比在二維空間美無窮多倍。

　　電力工業的發展亦符合此規律，讓我們先來回顧一下整個升維歷程。

　　1、公元前600年左右 古希臘的哲人發現琥珀棒與貓毛摩擦后，會吸引羽毛一類的物質，在古人好奇的眼光中，閃爍出了0維的電——靜電，然而這一發現，于人類生產力的發展，作用甚微。

　　2、1732年 富蘭克林首次提出了電流的概念，20年后，他又通過著名的風箏實驗 “捕捉天電”，完成了神話中普羅米修斯為人類“盜取天火”的創舉，同時代，意大利的解剖學教授伽伐尼和科學家伏特也分別在實驗室中賦予電新的自由度，當每一個人都在努力去控制那“微妙和活躍的電流”，電進入了1維時代。

　　3、19世紀后半葉 1866年，德國人西門子制成了發電機；到70年代，實際可用的發電機問世。1882年，愛迪生公司在紐約建成世界上第一座正規的直流電站和相應的供電系統，可以認為是人類首個真正意義上的電網；特斯拉于1887年發明了交流發電機和多相交流輸電技術。由于電機工程學的進步，電力從1維的實驗室應用提升至2維的電網應用，電被帶進了工業和家庭里面。在這個電氣研發的黃金時代，掀起了第二次工業革命高潮，日新月異、連綿不斷的快速發展帶給了工業和社會，難以形容、無法想像的巨大改變，增量的技術紅利惠澤了各行各業。

　　4、發展至今而此后經歷了100多年的發展，電網的基本形態沒有根本性的變化，所有技術只是在同一維度內延拓，所以未見對整個社會革命性的貢獻。那電力工業還有升維的機會嗎？展望未來，筆者認為，至少有兩大技術可以實現電力工業的再次升維。

?　　首先是儲能技術，通過在時間上增加一維自由度，擺脫了電力系統實時發用平衡的約束。電力工業長期處于二維發展的一個關鍵原因在于電力不能大規模存儲，對于一張再大的電網，發電和用電也瞬時完成，互不虧欠。而儲能技術通過新引入一維時間變量，可以實現時間上的解耦，當儲能容量到達一定程度時，更會由量變產生質變。在時間維度上非?！罢{皮”的光伏、風電等可再生能源可以因此而輕易馴服；對于用戶來說，類似充電寶的體驗可以繼續放大，閑時把你的“能量塊”充滿，需要時甚至可以為整座城市供電。當然，目前的儲能技術還面臨很多商業應用上的瓶頸，需要在提高電池使用壽命，提升能量密度，縮短充電時間，降低電池成本等方面有更多的技術突破。

?　　第二項升維技術是無線輸電，可以實現電力傳輸從二維空間向三維空間的躍遷，擺脫平面網絡的束縛?！斑\用電磁感應原理，通過環繞地球的表面電磁波來傳輸能量，在世界范圍內進行能量廣播與獲取，是我一生未能完成的心愿??！”特斯拉當年留下的遺憾，經過一個多世紀仍處于探索階段。但毫無疑問，這項技術的突破和商業應用將會對電能的利用再次產生深遠的影響，可預見的應用至少包括海上風力發電站向陸地輸電，自然條件艱險的地區不用通過架設線路也可以源源不斷接收到來自遠方的電力，電動汽車隨時接受無線充電，再也不用為續航擔憂，甚至可以比特斯拉想得更遠，在太空建一座太陽能發電站，由于太空上的光伏板平均每平方厘米可以接收的光能為地球表面光能接收效率的8倍，而且不受晝夜、陰晴和季節變化的影響，所以電力供應更充足、可靠。

　　最后我們來看兩則消息，一是2015年3月12日，日本三菱重工的科研人員將10千瓦電力轉換成微波后輸送，成功點亮了500米外接收裝置上的LED燈，并在隨后一份聲明中說：“我們確信，這次實驗表明無線輸電商業化已經成為可能?！绷硪粍t是2015年的10月27日，LG化學在南京棲霞區的動力電池工廠舉行竣工儀式，并且宣布2016年將實現電池組1元/瓦時的價格，相當于當時價格的一半。窺一斑而知全豹，具備商業應用價值的儲能和無線輸電這兩大升維技術雖然還未成蝶，但都已在繭中蠢蠢欲動?；蛟S在未來的某一天迎來奇點，電力工業突然進入3維甚至4維，希望人類不會再次像李世石面對AlphaGo一樣措手不及。