能源工业革命——全球能源互联网简史

以下内容摘录


作者:陈富强

 

目录

序章 中国倡议

绪言

中国方案

联合国秘书长的期待

阿里巴巴和日本软银

传说中的孙正义

电是没有边界的

全球能源互联网的“根”在哪里

第一章 电的由来

电的出现改变了人类生活

闪电的本质就是电

火在电的演变历史中扮演了极其重要的角色

人类对于电的认识和鱼有关

灯塔的历史,几乎就是一部电的简史

他们的名字如星光般闪耀

电流之战

创造出二十世纪的人

中国大地上诞生的第一盏电灯

第二章 1949年是个分水岭

上海:中国电力工业的萌芽与发祥地

云南府:中国第一座水电站

水面下曾有绵延千年的人文繁华

将军治水

长江三峡的试验田

我还是有一点历史责任感的

一个政府官员的电力情结

中国,已经成为名副其实的世界电力大国

第三章 地球在变暖

警惕:二氧化碳排放量增加

地球超载日

地球升温的后果

厄尔尼诺与热岛效应

中国近代地理学和气象学的奠基者

气候对战争的影响

霾的形成与污染物的排放密切相关

煤是主要污染源

谁将成为下一个恐龙

特高压治霾

第四章 人类需要万分之五

传统的化石能源是有限的

风能大约是人类最早利用的新能源

太阳能是大自然赐予人类的永恒礼物

人类要像叶绿素一样利用太阳能

岸电,水的福音

陆上三峡及其它

解决西部“三弃”问题的根本之道

中国的水电超级工程

核电的全球能源版图

谁将引领第三次工业革命

一千年的时光对于人类而言足够漫长

清洁能源对于人类的伟大贡献

第五章 电究竟能输送多远

输电能力是一个梯级提升的过程

电力系统是一个复杂的技术集成

特高压电网的最大特点

潘家铮:中国要不要搞特高压

北戴河会议:一个重要转折点

中国进入特高压电网时代

中国能源互联网的示范区域

它所经过的地方,山高水长

特高压堪当大任

大国工匠

特高压之恋

电的输送距离,可以无限远

第六章 解析智能电网

什么是智能电网

智能电网最初的萌芽

电是可以储存的

智能电网的产业链

微电网:小型发配电系统

中国首个离网型海岛供电范本

南麂守网人

鹿西岛微网:863课题的核心研究内容

中国:坚强智能电网计划

智能电网的西方版图

智能电网:世界电网发展的重要方向

第七章 能源论道

长江孤帆

谁是三峡工程最大有功之人

我们打算用电梯把鱼送上去

水电资源的国际之争

她的复调书写,是对我们时代的苦难与勇气的纪念

用于核电站的反应堆并不是核武器

中国核电争议路线图

如果有一堵高墙和一个碰墙的鸡蛋

一场反对交流特高压战役

从台湾大停电析孤岛电网的解困路径

第八章 大国央企

《财富》杂志的“终极榜单”

电网巨子的逐梦之路

央企必须承担更多的责任

电力天路和孟良崮的一根电线

铁腕治企

应对气候变化挑战的道路创新

突出重围

开弓没有回头箭

辛勤的布道者

国企教材样本

能源战略思维三部曲

全球能源互联网理论体系的确立

第九章 来自联合国的消息

能源互联网时代

地球一小时与寂静的春天

中国如何成为全球气候治理领导者

G20杭州峰会:全球能源治理架构

这是世界难过的一天

全球应对气候变化的重要方案

非洲大陆的期待

互联的能源市场:使世界更加和谐

第十章 电的世界地理

超级大国的第三世界电网

世界著名的大停电事故

卡灵顿事件

美国需要特高压电网吗

以前苏联等国家为例

巴基斯坦的三峡工程

中国旋风

巨系统的全球角色

第十一章 能源联网版图

东北亚构想

未来亚洲集体的能源策略

“5+1”亚洲电力联网格局

海上能源互联

广域能源联网版图在扩大

美国的教训

欧洲超级电网

超级电网的未来,取决于政治家们的智慧

第十二章 一极一道

北极在北,赤道在南

中央之国

北极:一个新世纪重要的能源命题

丝绸之路

一带一路

“一带一路”能源互联网

全球能源观

互联互通决定命运

北极的风,赤道的太阳

尾篇 电就是未来

互联网+

互联网+智慧能源

我们生活在一个高度互联的世界

能源互联网+车辆互联网

全球能源互联网发展合作组织

能源的未来

这是最好的时代,这是智慧的时代

国际舞台的启幕之作

能源大时代

只有能源互联网能拯救世界

中国底气

投资全球能源互联网就是投资未来

我们正在渐渐进入全球能源互联网时代

全球化对于世界而言是一件伟大的事情

打造新一代电力系统

完整的全球能源互联网版图

电就是未来

后记:再过46亿年

 

附录:

1.全球能源互联网发展合作宣言

2.主要参考文献

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序章 中国倡议

绪言

如果以《联合国宪章》生效日作为联合国正式成立的标志,那么1945年10月24日,对于全球所有主权国家来说,这是一个里程碑的日子。事实上,联合国的由来,要早于1945年。回顾历史,我们会发现,这个至高无上的国际组织,其诞生的背景颇为悲壮。第二次世界大战纷飞的战火中,为对付真正的邪恶轴心国,联合国的前身,也就是国际联盟首次使用了联合国之名。这个名称的产生,与二战时期两位著名的政治家有关,他们分别是美国总统富兰克林•罗斯福和英国首相温斯顿•丘吉尔。1942年,罗斯福建议丘吉尔将原定的“二战盟国”改为“联合国”。丘吉尔显然认同这个听起来不错的建议。他告诉罗斯福,英国诗人拜伦在长篇叙事诗《恰尔德•哈罗德游记》中,曾用此名来描述滑铁卢战役中的盟国:“这里,联合国剑已出鞘,同胞将于彼日踏上战场!这一切都将亘古永存。” 1942年1月1日,《联合国家宣言》发布,联合国一词首次正式启用。其时,正值第二次世界大战期间,当时有26个国家派出的代表承诺其政府将继续共同对轴心国作战。从此,联合国开始在全球承诺其“一个国际机构维持世界和平与安全”的决心。70多年来,联合国采取的所有行动,总体上与其身份相符。

就地理概念而言,联合国总部所在地的纽约与北京分属东西半球,相距遥远,这两座城市在很长一个时期内,也是东西方的象征。但是,作为联合国创始成员国,中国与联合国又近在咫尺,由东方中国发出的声音始终广受关注。在可追溯的联合国历史上,中国最高领导人走上联合国总部讲台发表公开演讲的次数屈指可数,但是每一次演讲都足以吸引全球的目光。比如最近一次,是2015年9月中国国家主席习近平对联合国的首次访问,他在出席联合国发展峰会时作了一次演讲。据联合国副秘书长吴红波回忆,习近平主席在联合国受到的欢迎程度太令人意外了,除了掌声不断:“在习近平主席演讲结束后,二三十位国家元首等在走廊外与他握手。这是联合国发展峰会开幕一天半以来,第一次有国家元首排队等待与另一位国家元首握手。”就在这次对于国际社会来说举足轻重的会议上,习近平首次提出:中国倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力的需求。

时隔不到两年,在北京举行的“一带一路”国际合作高峰论坛开幕式上,习近平发表演讲。在这次赢得满堂彩的演讲中,习近平再次就全球能源互联网发出中国声音:要抓住新一轮能源结构调整和能源技术变革趋势,建设全球能源互联网,实现绿色低碳发展。

这是中国最高领导人连续两次在重大国际场合证实全球能源互联网的战略构想,而且用词也出现递进,第一次是倡议,第二次则是建设。这个讯息对于从事能源互联网研究与实践的团队而言,太振奋人心了。这等于在他们前进的海洋中,出现了一座灯塔,按上了一根定海神针。从更高层面的意义上来说,全球能源互联网从战略构想上升为国家倡议,将带领世界各国加快能源互联互通的步伐。随着蓝图进一步清晰,共识进一步凝聚,全球能源互联网将引领世界各国共同行动,搭建起世界能源转型发展的全新格局,为人类清晰勾勒出一条安全、清洁、可持续的能源发展之路,让人人享有清洁绿色可持续的能源。也有研究气候变化的学者们更是颇为乐观,他们把这个构想,看作是应对气候变化的“中国方案”。

中国方案

必须承认,全球能源互联网作为应对气候变化的中国方案,其战略思维是超前而积极的,但是,它的终极目的所涉及的范畴要宽广得多。比如美国联邦能源监管委员会主席诺曼•贝的观点更侧重于政治,他认为,构建全球能源互联网是具有远见卓识的战略,意义非常重大。全球能源互联网在美国政界,特别是能源界和工业界,反响很大、影响广泛。虽然全球能源互联网面临着经济、技术和政治的挑战,但是经济和技术都不是问题,相信全球能源互联网能够建成。构建全球能源互联网,将把全人类紧紧地团结在一起,促进全球各国及地区和平共处。

同样是美国人,美国剑桥能源咨询公司主席丹尼尔•耶金则更多地从全球能源格局的改变进行了思考。他承认,全球能源互联网是极具开创性的伟大构想,而且中国国家电网公司已经具备了显著优势与成功实践。丹尼尔•耶金相信,全球能源互联网在解决全球能源安全、环境污染、气候变化等方面将发挥重要作用。从专业角度来说,特高压输电距离能达到5000千米,可以实现大洲之间的电网连接,比如从亚洲到欧洲甚至更远,这有助于重塑后化石能源时代全球能源新格局。

实际上,全球能源互联网已经不仅仅是一种纸上构想。联合国助理秘书长帕兹托的观点比较客观,在这位助理秘书长看来,全球能源互联网的理念出自中国并非偶然。作为构建全球能源互联网最重要的关键技术——特高压交直流输电技术,在中国已经发展成熟,且具有大批成功实践。

众所周知,中国是世界上最大的发展中国家,也是最大的能源生产国和消费国,能源环境问题尤为突出。近年来,中国大力推动特高压、智能电网、清洁能源发展,国家电网公司立足中国基本国情和能源资源禀赋,加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,推动能源资源在全国范围优化配置,已经成功掌握特高压交直流输电技术,实现了“中国创造”和“中国引领”。中国已经成为世界风电并网规模最大、光伏发电增长最快的电网,其电网技术装备和安全运行水平进入国际先进行列,已建成“三交四直”7项特高压工程,运行情况稳定良好,解决了各类能源大规模开发、远距离输送的关键难题,产生了重要的经济社会效益,全面验证了特高压输电的安全性、经济型和环境友好性。

基于特高压技术在中国的成功实践,全球能源互联网全景被广泛看好也就在情理之中了。国际能源署署长法提赫•比罗尔也对这项技术表示了浓厚的兴趣,并且予以肯定,他认为,中国特高压以及智能电网的发展,为全球能源互联网奠定了良好的基础,提供了现实可行的解决方案和技术保障。1000千伏特高压交流输电距离达到1500公里,±1100千伏特高压直流输电距离可达5000公里,全球各大清洁能源基地与负荷中心之间的距离都在特高压输送范围内。在获得更多可靠的技术数据和基于对清洁能源的充分利用,比罗尔的想法似乎更加激进,在他看来,输电系统必须要适应可持续可再生能源的发展,尤其是太阳能和风能,在不同的时间段、不同的区域,情况都不一样,所以我们必须重新设计、重新建立我们的电力系统。

另外,电网互联在世界范围内并非中国首创,事实上,目前全球已形成北美、欧洲、俄罗斯-波罗的海三个特大型互联电网。欧洲超级电网、东北亚互联电网、北非向欧洲输电的“沙漠计划”等电网互联计划正在积极推进,这些都将成为全球能源互联网的重要组成部分。

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联合国秘书长的期待

潘基文作为时任联合国秘书长,也对全球能源互联网产生了浓厚兴趣。这位熟悉东方文化,对中国儒家文化钦佩有加,能说一口流利汉语的韩国人,似乎更加易于和中国人打交道。香港凤凰卫视在联合国秘书长办公室的协助下,拍摄了一部非常好看的记录片《潘基文的一天》。记者跟踪拍摄了潘基文在2016年3月14日的一天工作,秘书长的工作堪称日理万机。2016年底,潘基文离开工作十年的联合国总部,卸任秘书长职务。他在任期间要做的事情千头万绪,但是,他还是腾出很大精力来处理全球气候变化问题,他甚至于在2009年去了一趟北极,察看冰川运动情况,因为在秘书长看来,气候变化事关人类的可持续发展,

2014年11月5日,潘基文特别致信中国国家电网公司董事长、党组书记刘振亚,感谢刘振亚在2014年联合国气候峰会上做出的宝贵贡献,并充分肯定了刘振亚“构建全球能源互联网、促进绿色低碳发展”的主题发言,认为其代表了能源企业为应对全球气候变化做出的前瞻性承诺。在致信中,潘基文秘书长表示将引导在联合国气候峰会上产生的这股强大政治动力,以此支持各国政府,从而在2015年的巴黎达成一个富有意义的、通用的全球气候协议。他十分期待刘振亚与中国国家电网公司在应对气候变化挑战方面的进一步积极领导和热忱参与。

潘基文秘书长撰写这封信的起因,要从联合国气候峰会说起。当年早些时候,也就是9月23日,刘振亚在联合国气候峰会企业论坛上作主题发言,引起参会代表的热烈讨论与共鸣。此次气候峰会聚集了数量空前的来自政府、民间团体和私营部门的领导人,很多新的联盟在此组建,这些联盟将采取大胆措施以解决保持全球气温上升幅度在2摄氏度以内和加强气候适应力等一系列关键问题。潘基文在获悉刘振亚的发言内容后,认为刘振亚提出的“全球能源互联网”是一个伟大的构想。

显然,刘振亚没有让潘基文失望。2015年5月21日,在巴黎召开的商业与气候峰会上,刘振亚诚恳地回应了潘基文的这份期待,他颇有信心地提出,全球能源互联网是安全可靠、经济高效、互动性好的能源优化配置平台,能够连接“一极一道”和各大洲、各国大型能源基地及各类分布式电源,能够将存在时区差、季节差的各大洲电网联接起来,突破资源瓶颈、环境约束和时空限制,将太阳能、风能、水能、海洋能等清洁能源转化为电能送到各类用户,实现风光互补、地区互济,保障能源供应、提高经济效益、减少环境污染、降低社会成本,有效解决能源安全发展、清洁发展、高效发展、可持续发展问题,使全世界成为一个能源充足、天蓝地绿、亮亮堂堂、和平和谐的“地球村”。这也是刘振亚第一次在国际场合如此清晰、全面地阐述构建全球能源互联网的内涵与意义。

或许在潘基文看来,与刘振亚面对面交流是一种更好的方式。于是,在联合国气候峰会召开时隔一年后,即2015年9月14日上午,潘基文在纽约联合国总部会见了刘振亚,刘向秘书长赠送了他的两部重要英文版著作,分别是《全球能源互联网》和《特高压交直流电网》。他们之间的话题主要围绕世界能源发展有关重大问题展开,潘基文再次肯定了全球能源互联网战略构想,作为联合国掌门人,潘基文更加关注气候变化给人类生存带来的威胁,所以,应对气候变化是联合国最重要的任务之一,而全球能源互联网在应对气候变化中能够发挥重要作用。为了证明对刘振亚提出的全球能源互联网战略构想及其发展路径和前景的重视,潘基文当场安排专人负责与中国国家电网公司进行沟通联系,并表示,将发挥联合国的重要作用,大力支持和推动构建全球能源互联网,共同促进人类社会的可持续发展。在现场见证这一重要时刻的还有联合国副秘书长吴洪波和金焕珠。

联合国全球契约组织总干事乔治•科尔也同意潘基文秘书长对全球能源互联网的评价,他认为,“全球能源互联网”无疑是一个面向未来的、极具远见的、宏伟的、可以付诸实践的伟大构想,这为正在步入困局的世界,构建了一种全新的能源结构和能源经济模式,为人们描绘了一个可以触及的美好未来。

全球能源互联网的构想,也获得国际能源署(IEA)署长范德胡芬的赞赏,范德胡芬认为,现在正是推进全球能源互联网建设的最好时机。因为未来人类经济社会的发展完全建立在能源尤其是电力的基础上,全球能源互联网代表了未来能源的发展方向,而中国国家电网公司在特高压与智能电网方面已经具备了显著技术优势与成功实践。

联合国的官员们之所以对全球能源互联网的战略构想大加赞赏,与世界气候变化不无关系。全球能源互联网的实质是“智能电网+特高压电网+清洁能源”,智能电网是基础,特高压电网是关键,清洁能源是根本。从理论上来说,只有构建全球能源互联网,才能实现清洁能源的大规模开发、配置和高效利用,从而加快“两个替代”,即在能源开发上实施清洁替代,以水能、太阳能、风能等清洁能源替代化石能源,推动能源结构从化石能源为主向清洁能源为主转变;在能源消费上实施电能替代,以电代煤、以电代油、电从远方来,来的是清洁发电,提高电能在终端能源消费中的比重。作为解决世界能源安全、环境污染和温室气体排放的治本之策,这个策略得到了包括联合国在内的许多国家的认同。据估计,到2050年,也就是全球能源互联网建成之际,每年可替代相当于240亿吨标准煤的化石能源,减排二氧化碳670亿吨,碳排放可控制在115亿吨左右,仅为1990年的一半。如果这个设想得以实现,就能够实现全球温升控制在2℃以内的目标。这个目标,也是联合国和秘书长潘基文的期待。在潘基文看来,地球温控在2℃以内的目标如果能够实现,全球能源互联网将功德无量。

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阿里巴巴和日本软银

为了更清晰地说清楚全球能源互联网,我们先要从人人皆知的互联网说起。就理论脉络而言,没有互联网的发展,也就不可能产生能源互联的构想,所以互联网与能源互联网存在源头的理念互通。互联网发展的时间并不长,满打满算不足50年。然而,没有人会否认,互联网已经彻底改变了人类的生活,其意义不亚于电的发现与利用。互联网,英语名称Internet,也称网际网络。始于1969年美国的阿帕网算得上互联网的始祖,它最初应用于军事,后来又将美国西南部的加利福尼亚大学洛杉矶分校、斯坦福大学研究学院、加利福尼亚大学和犹他州大学的四台主要的计算机连接起来,形成互联网的雏形。互联网也可理解成为网络与网络之间所串连而成的庞大网络,这些网络以一组通用的协议相连,形成逻辑上的单一巨大国际网络。这种将计算机网络互相联接在一起的方法可称作“网络互联”,在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网,即是互相连接一起的网络结构。在这个网络中有交换机、路由器等网络设备、各种不同的连接链路、种类繁多的服务器和数不尽的计算机、终端。使用互联网可以将信息瞬间发送到千里之外的人手中,这是互联网最鲜明的特征,也是信息社会的基础。

作为一个能够相互交流沟通,相互参与的互动平台。互联网的应用模式,通常分为一级应用模式和二级网络应用模式。在一级层次,互联网应用模式可划分为网络信息获取应用模式、电子商务应用模式、网络交流互动应用模式、网络娱乐应用模式和电子政务应用模式。对于普通网民而言,在这个一级层次中,见到了一个十分熟悉的名词,就是电子商务应用模式。如果对电子商务应用模式进行细究,就会发现一个利用互联网几乎到极致的人物,一个叫马云的电子商务泰斗。

2017年夏天,一部名为《造梦者》的记录片风靡网络,并在微信朋友圈引起收视狂潮。这是一部反映阿里巴巴创业历程的记录片,大量鲜为人知的珍贵历史镜头公布于众。包括马云在内的阿里创始人走向前台,向受众讲述阿里里里的成长。据说,这是16年来首次曝光少年阿里的故事。记录片从超过30000分钟的视频素材中,精选出55分钟,向全球观众奉献了一部不得不令人叹服的创业史。恐怕很少会有一部企业的创业史,会引起如此狂热的收视率。马云在创业之初,被人拒绝无数次,几乎没有人会相信这个长相怪异的年轻人,会创造奇迹。关于这段创业的艰难,《造梦者》并没有过多着墨,倒是中央电视台在一部《书生马云》的记录片中有详细描述:瘦小的马云梳着八分头,背着一个黑色单肩包,敲门找人,逢人便讲,“我是来推销中国黄页的。”一脸迷茫又不耐烦的人们将他“请”出门外。有个编导干脆跟记者说,这人不像好人。1996年,马云在北京到国家某委推销,说“中国黄页是给国家某委在信息高速公路上做宣传,把中国全部放到电脑里去,让世界了解中国”,然而,马云得到的答复很不耐烦:“这个事情你应该先约,你要是不约呢,我很难给你一个满意的答复。”很显然,这位官员只是无数拒绝马云中的一个。他们在后来,也一定看见了马云的成功,本来,他们有机会成为伯乐,但是,却被另外几位有眼光的人慧目识珠,比如日本商人孙正义。

马云的成功显然是互联网推动的,当然,也因为马云的尝试,有更多的人参与到互联网电子商务中来。就像所有成功的企业家一样,创业之初的马云正如《造梦者》和《书生马云》记录的那样,有过一段苦不堪言的日子。然而,一个叫孙正义的日本人,似乎看好这个瘦小个的杭州人。网络上有关马云创业的故事,以及如何获得孙正义的风险投资,差不多可以写成好几本厚度达到上千页的著作。然而,在我看来,无论是马云还是孙正义,他们的成功是必然的,因为他们共同看好电子商务的发展前景。现在,已经没有人会怀疑孙正义当初的眼光。而马云,也通常以电子商务的教父形象,出现在国内外重要的政治与经济,甚至于外交场合。阿里巴巴赴美上市的场景,依然令人津津乐道,曾经是大学英语教师的马云面对镜头坦然自若,用娴熟的英语侃侃而谈的画面,让很多人记忆犹新。因为马云和阿里巴巴,浙江在互联网的应用方面似乎独领风骚,杭州成为全球最大的移动支付城市,而乌镇被选为世界互联网大会永久会址就是一个最好的例证。在乌镇西栅,马云和马化腾、李彦宏等互联网巨头一起吃桐乡羊肉面的画面一经出现,就在网络疯传,那家原本名不见经传的羊肉面店也顿时顾客盈门。

现在,我还是要回顾孙正义决定投资马云2000万美元的过程。而事情还要从1999年10月的一天讲起。那一天,马云收到了摩根士丹利亚洲公司资深分析师古塔的一封电子邮件,说有一个人想和他见面。古塔建议马云去见见那个人。当时,马云刚获得高盛500万美元的风险投资,正忙于阿里巴巴的建设,忽略这封事实上非常重要的邮件似乎也在情理之中。几天过后,古塔又打来电话催促马云。这回,古塔在电话中一再强调,这个人对阿里巴巴未来的发展非常重要,要马云务必重视。马云被古塔说得动了心,决定去北京见一见这个神秘人物。事实上,古塔嘴里的那个神秘而重要的人物就是孙正义。在见马云之前,孙正义已经投资了新浪和网易等互联网公司,并获得了可观的回报。此时的孙正义正在北京富华大厦召开一个投资人与经理人的见面会。马云与孙正义的见面被安排在1999年10月31日。刚刚完成一轮融资的马云可以说并不缺钱,因为他完全可以利用第一轮融资的资金支撑公司运营一段时间。所以在他们谈话的时候,马云的心里并没有渴望获得新的投资者,或者说,他没有融资的想法,所以,他只是介绍了一下他未来想做什么。然而,令人意想不到的是,马云仅仅说了6分钟,在对阿里巴巴完全没有实地考察的情况下,孙正义决定向阿里巴巴投资4000万美元。但是他也提出一个要求,即他所在的软银应占有公司49%的股份。见完孙正义,马云从北京回到杭州。与此同时,孙正义的团队也到了杭州。20天后,马云接到孙正义的邀请,赴日本东京与孙正义继续商谈投资事宜。在这次与孙正义的会面中,马云提出3个条件,即阿里巴巴只接受软银一家投资,不再希望其他投资人进来;其二,软银作为股东,不能只看眼前利益,不顾阿里巴巴的长远打算,必须以阿里巴巴的发展为重心,坦率地说,也就是孙正义不要过分干涉阿里巴巴的运营事项;最后一点,是请孙正义担任阿里巴巴的董事。最后,孙正义投资3000万美元,占阿里巴巴30%的股份,但是拒绝了出任董事的要求,只同意担任阿里巴巴顾问。

然而,马云回到杭州后,却为自己在日本的决定后悔了:“我要那么多钱干什么呢?真是太愚蠢了。”其实马云是担心软银持有阿里巴巴的股权比例过大,管理层股权稀释后会失去话语权。于是,他立刻重启了同软银的重新谈判。最终孙正义同意2000万美元的投资。据说,这对孙正义来说是投资经历中让步最多的一次。现在回头来看,孙正义对于阿里巴巴的投资,算得上风投界的神话,当时这笔2000万的资金,如今价值已经达到500亿美金以上,而且随着阿里巴巴的业务的不断拓展,未来还有更大的升值空间。阿里上市成就马云一度登上大陆首富,而孙正义投资了马云,也获得了巨额回报,再次成为日本首富。很难说,究竟是谁成就了谁。只能说,他们看好互联网的未来使他们共同作出了一个正确的决定。

我之所以用如此奢侈的篇幅来重复叙述这个几乎人人皆知的传奇故事,是因为孙正义决定参与全球能源互联网的构建。我们有理由相信,孙正义在作出这个决定时,他一定想起过当年与马云的接触,只不过现在他要面对的是一家庞大的企业,这家雄心勃勃的企业作为全球能源互联网的主要推动者,让软银掌门人看到了另外一个基于互联网思维而延伸出来的巨大网络。这个网络,就是全球能源互联网。而这家企业,则是让孙正义心生敬畏的中国国家电网公司,在推动全球能源互联网方面,这家公司堪称先锋。从本质上来说,孙正义是一个商人,据说他每年大约接受700家公司的投资申请,而他一般只对其中的十分之一,也就是70家公司进行投资。迄今为止,孙正义投资的公司超过了800家,而其中有100家颗粒无收。决定孙正义是否投资,与公司领导是否有足够的激情有关,比如孙正义投资阿里巴巴,是因为他看到了马云的眼睛里充满了火焰。而孙正义与国家电网公司的接触,商人的身份似乎要稍稍淡化一些,也就是说,投资并不是他唯一的目的,他很清楚,自己要参与的,是一件能源发展史上具有里程碑意义的大事件。在马云眼中,孙正义首先是一个聪明人,但马云觉得他聪明得有些特别,他给人的感觉是神色木讷,说很古怪的英语,但是几乎没有一句多余的话,像金庸笔下的乔峰,有点大智若愚。一个聪明的投资人,当然需要具有战略眼光,孙正义,应该就是这样的投资战略家。

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传说中的孙正义

距离1999年孙正义与马云在北京第一次见面时隔17年,这位身材瘦小的日本商人再次出现在北京时,他的目的地是中国大饭店。这17年间,孙正义来过北京的次数,连他自己也记不清了,但是这一天,2016年3月30日,他要来北京出席一个令他职业生涯意义非凡的会议,参与一次中国主导的全球价值链投资,且发表演讲。以“全球能源互联网——以清洁和绿色方式满足全球电力需求”为主题的2016全球能源互联网大会选择在春天的北京召开,在孙正义看来,这是一个好的开始。作为一国之都,北京几乎每天都在发生可以占据媒体版面的重要事件,但这一天,无疑应该属于全球能源互联网。

作为一名普通的与会者,我选择提前进入会场。暖场时间,巨大的屏幕上在滚动播放全球能源互联网宣传片,这部简短的片子以极其震憾的视觉画面向来自全球26个国家的政府部门、行业组织、相关企业、科研院校等300多家单位的代表,阐述全球能源互联网的理念。

孙正义比我想象中的要矮小许多,即使我从台下以仰视的角度看他,目测也就不到一米六。在与会的600多位代表中,他的身份并不是最耀眼的,因为出席大会的有中国国务委员王勇,联合国副秘书长吴红波,国际能源署署长法提赫•比罗尔等一大群政要和声名远播的学者与企业家。但是,孙正义的演讲,却广受瞩目。这位软银集团董事长兼总裁,这次以日本可再生能源协会创始人兼会长的身份与会。尽管他在演讲时颇有些谈笑风生,他甚至于回忆起与刘振亚一起喝茅台的愉快往事。那是2016年年初,孙正义与刘振亚共进晚餐,曾经自誉狂野之人的孙正义,在与刘振亚交谈后,发现刘振亚比他更狂野。这要从孙正义在日本宣传“亚洲超级电网”的构想说起。所谓“亚洲超级电网”的构想并非孙正义首创,最初的设想是俄罗斯提出的。大约在1998年,俄罗斯首次提出“亚洲超级电网”概念的雏形。在1999年至2000年期间,俄罗斯完成了对铺设地下电缆实现萨哈林岛至日本列岛大规模电力出口的可行性研究。该工程计划充分开发蒙古戈壁的风能与太阳能、俄罗斯远东地区的水电与火电、中国的风电与太阳能、韩国和日本的光伏与风电,实现连接俄罗斯、中国、蒙古、韩国和日本的泛亚洲跨国电网,总输送距离达到3.6万千米。而随着2011年东日本大地震后,亟需寻找能源出路的日本也提出了类似设想。按照日本的设想,“亚洲超级电网”将以蒙古的可再生能源电力为基础,建设一个连接蒙古、日本、俄罗斯、中国和韩国的泛亚洲跨国电网,将蒙古的可再生能源电力通过超高压直流电缆输送到亚洲的用电大国。事实上,对于可再生能源丰富的蒙古来说,则渴望借助电力走廊计划重振本国疲弱的经济。就经济而言,双方可以说具有充分的互补性。

在孙正义看来,“亚洲超级电网“的构想已经十分宏大,但是,在与刘振亚会面后,刘告诉他,光是亚洲互联不够,要全球互联。那天,他们喝了不少茅台,孙正义听了刘振亚的很多愿景,但主要是关于全球能源互联。孙正义觉得,刘振亚的想法要比自己恢弘的多,令孙正义非常敬仰。

但是,我也能从孙正义回忆“3•11”东日本大地震造成的核危机中听出一些伤感。或许正是那次核危机,使他下决心投资可再生能源。孙正义的能量看上去十分强大,日本有47个州,孙正义居然说服了其中34个州的州长,开始对可再生能源应用项目做一些研究,并利用他个人资金创建了一个非盈利机构,也就是可再生能源研究院。而眼下,软银集团已是日本最大的可再生能源发电企业,包括太阳能和风能发电。但是,孙正义认为,日本是一个小国,从地理位置上来说,太阳的辐照不够,风力资源有限,如何发展可再生能源?也就是在有可再生能源资源的地方实现互联并网。他发现,在亚洲某些国家,风能和太阳能十分充足,如果能够充分挖掘这些国家的可再生资源,实现这些国家和日本等国家电网的并网,能够有效应对亚洲的能源挑战,同时也有利于解决有些地区的污染问题。

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电是没有边界的

在全球能源互联网大会上,没有出现马云的身影,估计他也未必关心孙正义在大会上究竟说了些什么,他要做的事情实在太多。但是,在最近一次云栖大会上,马云却谈到了新能源,谈到了电的边界问题。所谓云栖大会,可追溯到2009年的地方网站峰会,经过两年发展,2011年演变成阿里云开发者大会,到2015年正式更名为“云栖大会”,并且永久落户杭州西湖区云栖小镇。云栖大会不仅仅是一个简单的会议,而是创新、创业大平台、大数据,折射出一个产业蓬勃兴起的一面,它是一个缩影。在大会演讲中,马云感叹:“1995年我创业的时候,全世界互联网创业人数不到5万人,今天来到会场的人数可能已近5万人。今天用互联网的人口超过20亿,真正诞生了一个新的世界,一个新的经济体。”

马云认为,互联网没有边界,就像电没有边界一样。一百多年以前,你不能说这个行业可以用电,那个行业不能用电,电是没有边界的。互联网是一种技术,是一种思想,是一种未来。新零售,新制造,新金融,新技术,新能源,这五个“新”将对各行各业产生巨大的冲击和影响,把握者胜,逆流者将会亡。谈到其中的新能源,马云的看法是:“过去的发展是基于石油和煤,未来的技术发展基于的新能源,则是数据。按照王坚博士讲,数据是人类第一次自己创造了能源、创造了资源,衣服人家穿过,你穿就会不值钱,数据是人家用过,你用会更值钱,你用过以后出去更值钱,是越用越值钱的东西。”马云所指的王坚博士,是阿里巴巴首席技术官,在加入阿里巴巴之前是浙江大学教授,任微软亚洲研究院常务副院长,负责用户界面、机器学习、大规模数据处理等研究。值得一提的是,王坚领导的小组发明了支持亚洲语言的无模式切换用户界面,应用在Windows XP and Office XP 等软件上。所负责手写数学公式识别器于2005年在世界上首次推出,并在胡锦涛主席2006年访问微软时专门为主席和夫人作了演示。

其实,王坚有一个观点,完全与电有关。了解阿里巴巴的人都知道,马云身边有一位心理学博士叫王坚,2009年创建阿里云并当了首任总裁,在从零开始的情况下,居然就狂妄地舍弃了相对保险的开源路线,坚持做大规模分布式计算系统——“飞天”。 更让人惊讶的是,从第一天起,他就要求团队必须做通用计算平台,要知道即便是AWS(亚马逊云服务),也选择了更容易的垂直架构,每种服务对应一个或者多个物理集群。而阿里云所有的服务对应的都是同一个系统内核、同一套分布式文件系统。除了阿里云外,世界上只有谷歌能够做到这点。然而,经过四年的努力,王坚和他的技术团队居然成功地让飞天上线了。在这个研发过程中,有一些骨干选择了离开。用王坚的话说,“他们不是不相信云计算,更不是不相信阿里,但这件事实在太难了,有些人是实在看不到希望才走的。”很多人好奇,为什么王坚一上来就选择最难的路。

6年前,云计算被李彦宏称为“旧瓶装新酒,没有技术含量,做云计算这个活儿比较累”。而马化腾则认为“这东西太遥远,可能要等几百年”。只有不懂技术的马云“对云计算充满信心,客户需要、市场需要,能为社会创造很大的价值”。马云之所以敢这么做,是因为他的身边有王坚。在王坚看来,“我们这个时代需要苹果和谷歌之外的另一个选择。欧洲没能做出自己的移动操作系统,已经注定错失一个时代。”6年后的今天,IDC数据显示,亚马逊AWS、微软Azure、阿里云排名前三,全球公共云市场3A格局已定。国际知名调研机构Gartner公布的2017年全球云计算IaaS魔力象限,也证明了阿里云后来居上的实力。这个榜单被公认为是决定产业领导者的重要基准,名列前茅的长期由美国本土企业把持,仿佛一道坚固的城墙,让其他国家的企业只能远观。而阿里云的横空出世,让全世界第一次看到了中国企业的身影。在Gartner2017年榜单上,阿里云与亚马逊、微软、谷歌一起登上前四宝座。在Gartner看来,阿里云已不仅是中国市场的领导者,更是国际市场的有力竞争者。令其他上榜企业诧异的是,Gartner居然还对阿里云给出了“有远见、有愿景”的评价,并称其有很大可能成为领导者。

我铺垫这么一大段,不过是想要说明王坚的一个观点,这个观点与电有关。在王坚的一本叫《在线》的书中,他说,自己很早就意识到,当互联网成为比公路还重要的基础设施,计算就要像电一样变成公共服务。电,必须是通用的,能点亮灯泡,也要能发动马达。同样,真正的云计算,必须成为“国家电网”,能支持各行各业。在书中,王坚告诉读者:“飞天的诞生让我为团队感到自豪,这是中国第一个单个集群超过5000台服务器的通用计算平台,每一行代码都是我们自己写的,非常了不起。”王坚对于国家电网的核心职能,用一句话就概括清楚,不得不让我对一个科学家肃然起敬。而他关于飞天的坚持,也与国家电网在智能电网等诸多创新,有异曲同工之处。

事实上,马云对电和互联网关系的认识常常语出惊人。在2017世界物联网无锡峰会上,马云告诉他的听众,其实电表早就把电都连起来了,但是没有智能电表,电表只能收收费而已。物联网的核心的不是物,核心的是连,更核心的是把这个连起来以后,能够把它变成智能化。马云认为,人类一百多年以前发现电的时候,大家认为电就是用于电灯泡的,但没有想到今天还有电饭煲、空调机,他相信一百年以前,人类是想象不到的,而今天的数据跟二十年以后的数据相比,跟万物相连以后的数据相比,真是沧海一粟都不是。在这次峰会上,马云再次重申了他关于“电是没有边界的”的观点,他认为,互联网是一场技术革命,就像电没有边界,不能说在塑料行业可以用电,钢铁行业不能用电。所以只要没有边界的思考,才是真正的未来,这是互联网真正的,希望我们人类能够共同分享到互联网。

作为互联网教父级人物,马云关于电是没有边界的观点,关于新能源的阐述,其实与全球能源互联网的理论不谋而合。在马云看来,未来的变革远超我们的想象,如果说过去基本上是以知识驱动了科技革命,那么未来的趋势,不仅仅知识的驱动,而是智慧驱动、数据驱动。作为全球能源互联网的基础,智能电网何尝不是智慧与数据的完美结合。

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全球能源互联网的“根”在哪里

对全球能源互联网的认识,对于大多数人来说,尤其是能源行业以外的人来说,有一个由浅入深的过程,德意志银行可持续投资和实体资产董事总经理陆美珩是其中比较具有典型意义的一个银行家。

作为曾经担任梅菲尔德基金中国投资顾问,拥有10年硅谷资本投资中国经验的银行家,陆美珩对全球能源互联网的认识是非常令人失望的,因为她第一次听说这个互联网的时间竟然是在习近平主席在联合国提出倡议之后。而这个无比浩大的工程,仅从经济效益而言,就足以让许多金融界人士垂涎三尺,因为根据经济学家的预估,到2050年,全球能源互联网累计投资额将超过50万亿美元。未来10年,仅中国能源互联网建设每年的投资也将达到2万亿元。所以,当陆美珩获悉这个信息后,一度为自己嗅觉的失灵感到自责。但她很快从这种被动的状态中摆脱出来,对全球能源互联网表现出极大兴趣,并有所行动。以她丰富的投资经验,她的心里似乎已经绘出一卷可与全球能源互联网建设相呼应的蓝图。比如她想到了全球能源互联网的落地,这显然是一个无法回避的现实问题,而解决落地过程中的价格定制、双边合作等,陆美珩也好像已经胸有成竹。她设想如果中国能通过全球能源互联网将清洁的电力输送给周边的缺电国家,那中国就将为世界作出巨大的贡献。因为电能可以促进当地的经济发展和生活水平提升,还能促进睦邻友好关系,最终中国也会受益。陆美珩主张,应该在同业联盟内部调节价格,比如对欠发达国家输电时,价格低一点,对发达国家输电时,价格高一点,如此相互补贴,确保达到平衡。

陆美珩提到了一个同业联盟的概念,准确的说法似乎应该是全球能源互联网清洁能源同业联盟。陆美珩认为,从以往石油产业的发展来看,很多开采和销售石油的国家成立了同业联盟。像石油输出国组织那样,投钱从海里或陆地开采石油,然后全球统一定价。借鉴这个方法,消纳全球清洁能源的全球能源互联网,其实也可以做成一个新能源发展的同业联盟,有兴趣的机构都可以加入。而成立联盟的一个好处就是有统一的全球定价,从定价上就可以知道有多少回报,回报率是多少,也会有定规的市场去推买新能源的电力。如果通过电网将这些新能源电力供应给周边的国家,自然也需要这样的定价。如果没有全球统一的定价,就不能测算出合理的收益,比如多少千瓦输送、多少千瓦时电量能获得多少收益,经过多少年能回本等。因此,无论是国家电网,还是银行,借钱给特定的国家或组织去建设全球能源互联网,就会有相当大的风险。陆美珩的观点很鲜明,简言之,全球能源互联网建设最重要的一点就是银行、电网等机构和组织形成一个联盟。就是说,大家都是预备投入的,大家需要相互配合,看看共同期望的回报率是多少,每一个千瓦发电出来按照定价能卖多少钱,期望多少年收回成本,卖电的时候就需要相应的价格,并据此推算要投入多少钱,才能达到这样的定价。同时,陆美珩从金融从业者的身份来分析,发行全球能源互联网“绿色债券”是可行的。

最初,陆美珩在知道中国有构建全球能源互联网的雄心,内心还是有一点小小的吃惊,但也不觉得特别惊讶。因为以她的从业经验,她了解一个行业的时间,判断是否对一个行业进行投资,并不需要太多的时间。陆美珩相信,中国的特高压输电技术在全世界范围内是最成熟的,能真正实现跨国、跨洲远距离输电,实现清洁能源在全球范围内的优化配置。因为中国已经具备这个能力,所以提出这种想法,大家是信服的。

此前,曾经有人抛出一个非常有趣的话题,传统互联网的“根”在美国,那么,全球能源互联网的“根”在哪里?这个问题的答案现在看起来似乎已经没有任何悬念。但在几年前,全球能源互联网在很多人看来,只不过是一个概念,是一个理想主义者遥远的梦想。然而,当中国国家主席在联合国提出倡议探讨构建全球能源互联网后,这个梦想似乎一下子以中近景,甚至以特写的方式,推到了世人面前,人们发现,构建这个梦想的所有蓝图其实已经绘好,支撑这个梦想的骨架也已经搭建成形,眼下需要的是统一各个国家的意志,让绿色能源的翅膀通过能源互联网,惠及天下百姓。

 

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第一章 电的由来

电的出现改变了人类生活

《大西洋月刊》是美国最受尊敬的杂志之一,它是一本有关文学、政治、科学与艺术的杂志,杂志的创刊可以追溯到1857年11月。时隔156年,也就是2013年的冬天,《大西洋月刊》邀请一些科学家、技术史学家、工程师,以及企业高级管理人员,组成一个专家团。这个专家团的主要任务是按照月刊的要求,为读者遴选出6000年以来,人类居住的地球上最伟大的50个发明。结果,电被列在印刷术之后,成为排名第二的伟大发明。专家团认为,由于电的出现,催生了同样列入伟大发明的电灯、半导体电子设备、互联网、个人计算机、电话、无线电、空调、电视。因此,电,成为现代生活的基础。

很显然,电的出现改变了人类生活。作为一种自然现象,电是一种能量,比如我们常见的闪电,就是电的一种现象。遗憾的是,博学的科学家和人文史学家们,对于电的解释,一直不能尽如人意。他们通常只能告诉我们,电是个一般术语,是静止或移动的电荷所产生的物理现象。或者说,电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间产生的排斥力和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。电或电荷有两种:一种叫做正电,另一种叫做负电。

这样的解释显然过于专业和枯燥,尽管人们对电的研究由来已久,但研究结果似乎乏善可陈。直到十七和十八世纪,特别是十九世纪末期,由于电机工程学的进步,把电带进了工业和家庭,人们才发现,做为能源的一种供给方式,电的用途几乎无所不能。

闪电的本质就是电

电的起源说起来并不复杂,复杂的是发现电和利用电的过程。比如闪电,我们都认同它是一种堪比地球同龄的自然现象。科学家通过实验证明,闪电就是电。通俗地说,闪电是一种强烈放电现象,通常发生在云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间。而发生的载体一般为积雨云。积雨云也称为暴风云。科学家经过长时期观察得出一个结论,他们认为通常是暴风云产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸,正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有负电的云层相遇;负电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面。最后正负电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去,产生出一道明亮夺目的闪光。这就是我们常见的闪电。闪电的长度有长有短,一般可能只有数百米,最短的甚至只有100米左右,但最长的则可达数千米。闪电的温度,从摄氏一万七千度至二万八千度不等。这个温度是相当令人吃惊的。也就是说,它相等于太阳表面温度的3至5倍。闪电的极度高热,使它在延伸的过程中,导致沿途空气剧烈膨胀,而空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。从这个过程中我们发现,空气并非良好的传导体,所以,空气不会导电,相反,自然界的植物和人类设计建造的建筑物,甚至于人体,却都是良好的传导体。所以,给高层建筑物安装避雷针就显得十分必要。而在发生闪电的时候,人们站在树下是一个不明智的行为,需要劝导。另外,正负电荷的相遇,也颇为令人感动,仿佛一对相爱的人,在不懈追求他们心仪的异性,最终克服重重障碍,抵达幸福的彼岸。

和高层建筑物一样,输电线路,或者说电网,也是闪电袭击的对象,因此,如上所述,避雷针也是保护电网的重要设施,它能够将闪电中的电引向地面事先选好的安全区。已知的闪电,可以分为线状闪电、带状闪电、片状闪电、火箭状闪电、球状闪电、联珠状闪电,我们常见的通常是线状闪电,它犹如一棵树上的枝杈丛生的其中一根树枝,一路向下,蜿蜒曲折。线状闪电也是破坏力很强的一种闪电,与其它闪电不同的地方是因为它有特别大的电流强度,平均可以达到几万安培,在少数情况下甚至可以达到20万安培。这么大的电流强度,足以毁坏和摇动大树,有时还能伤人。因此,当它接触到建筑物的时候,常常容易造成“雷击”而引起火灾。

闪电的频度很高。就全世界而言,大约每秒钟能够发出600次的闪电,而其中,有100次左右的闪电会袭击地球。让人意想不到的是,闪电居然可将空气中的一部分氮变成氮化合物,借雨水冲下地面。一年当中,地球上每一公顷土地大概都可获得几公斤这种从高空来的免费肥料。而世界上最容易受到闪电袭击的国家是乌干达和印度尼西亚。气象专家经过统计发现,印尼的爪哇岛有一年竟有300天发生闪电,让当地居民头痛不已。

闪电对于电网的影响不可忽视。通常,雷电对电网电气设备的主要影响在于电磁干扰,大部分输电线路和户外型变电站都裸露在空中,非常容易遭受雷击造成供电中断、损坏电力设备及家用电器。然而,雷电背后蕴藏着巨大的能量,比如,我们都知道,世界上最大的水力发电站是中国的长江三峡水电站,电站装机总容量为2240万千瓦,对于一座电站而言,这已经是一个非常巨大的容量了,但也只有一次雷电功率的千分之一。在万分之一秒的时间里,遭遇雷击者的身体都暴露在数万安培电荷之下,足可给数十亿盏灯泡提供短暂的电力。还有一个数据更加令人惊叹,闪电的的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。显然,闪电的电压很高,可以达到1亿至10亿伏特。也就是说,一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,这几乎是一座小型核电站的输出功率。

从普通的自然现象中发现理论,并证明这个理论的准确性,是科学家的与众不同之处。比如发现闪电就是电的理论的,是一个名叫富兰克林的科学家。上面提到的避雷针就是他发明的。富兰克林的全名译成中文叫本杰明•富兰克林,是个美国人。他的身份非常复杂,既是一位著名的政治家,也是一位成就非凡的物理学家,同时又是出版商、印刷商、记者、作家和慈善家,更是杰出的外交家及发明家。人们在总结富兰克林传奇一生时,对他的主要成就概括为三个方面,分别是用风筝吸引雷电对电进行了探索,证明了闪电的本质是电;领导美国独立战争;参与起草美国《独立宣言》和宪法。这三方面的成就,任何一方面都足以让他流芳百世。法国经济学家杜尔哥这样评价富兰克林:“他从苍天那里取得了雷电,从暴君那里取得了民权。”富兰克林理所当然得到了美国人民的尊敬。所以,在富兰克林逝世后,费城人民为他举行了葬礼,两万人参加了出殡队伍,并且为富兰克林的逝世服丧一个月以示哀悼。更加令人吃惊的是,富兰克林的墓碑上只有简单的一句话:“印刷工富兰克林”。这位杰出的印刷工,后来被《大西洋月刊》评为影响美国的100位人物,排名第6。

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火在电的演变历史中扮演了极其重要的角色

在现存考古遗迹中,中国最早的人类用火证据出现在山西一个叫西侯度的村庄,遗址出土了许多哺乳动物化石和带有切痕的鹿角,以及一些表面呈深灰色的哺乳动物肋骨和马牙的烧骨,地磁测定其地层年代为距今180万年前。这是迄今中国发现最早的人类文化遗存,早于中国发现的最早的人类元谋猿人约10万年。尤其是烧骨的发现,堪称惊世,它说明人类在这里学会了取火,并且开始熟食。人类用火也许早于180万年,也许还有没被发现的,但现在能够证明中国最早用火的人类的确是在西侯度。火在电的演变历史中扮演了极其重要的角色。很多神话都表明,只有当人类获得了火,或者说能够应用火,我们才成为真正意义上的人类。我们完全有理由证明,人类对火的控制和应用,是人类早期最伟大的成就之一。回顾人类发展史,我们会发现,从西候度到100多万年前的元谋人,到50万年前的北京人,都留下了用火的痕迹。人类最初使用的都是自然火。人工取火发明以后,原始人掌握了一种强大的自然力,促进了人类的体制和社会的发展,而最终把人与动物分开。毫无疑问,火改变了人类的生存方式。

曾有那么一个时期,地球上没有燃烧现象,氧气没有渗入大气层,植物也没有覆盖大地。然而,作为浩瀚宇宙中的一颗行星,地球已经燃烧了4亿多年。就像洪水、地震、风、季节轮回和闪电一样,火自然地存在着,几乎在地球生命存在的每一个时期,火在不同程度上一直是一种环境因素、一种生态过程和一种演化力量。燃料、氧气和热量,我们通称它们是火的三元素。燃烧需要火花,而闪电是很好的引燃体,尽管不是所有的闪电都能引发火而产生燃烧,因为通常大约只有四分之一,也有说是六分之一会到达地面,而这其中的大部分闪电击中的是岩石或者大海,真正能够击中可燃物的闪电,一般也只有大约五分之一具备将电荷引燃的合适性能,这种闪电称之为热闪电,具有高电流、低电压的特点。闪电引发大火的记录比比皆是,比如在美国,据说每年大约有超过2000起的森林火灾与闪电有关。显然,这与美国森林覆盖率高有很大关系。很难设想,在沙漠和戈壁上,会因为闪电的原因而引燃大火。

人类最早的取火方法是击石取火。这种方法的使用有可能是受到制作石器时迸发出火花的现象的启发。我们可以轻而易举地做一个击石取火的实验。首先,需要找一块坚硬的石头做为“火石”,然后用小刀的背或小片钢铁向下敲击“火石”,使火花落到引火物上。当引火物开始冒烟时,轻轻地、缓缓地吹或扇,这样就能燃起明火。当然,并不是任何一块石头都能点燃引火物,石头击出的火花必须有一定的热量和持续时间才能点燃引火物。根据考古资料发现,用黄铁矿打击火燧石而产生的火花可以取火。此外,燧人取火的故事也一直流传至今。燧人氏因为发明钻木取火的方法,受到人们尊敬,使人类征服了火,并且让人成为星际间的万物之灵。同样家喻户晓的是普罗米修斯盗火的神话传说。普罗米修斯是希腊神话中的一个人物,他从太阳神阿波罗那里盗走火种送给人类,给人类带来了光明,是一位让人敬仰的神。他因此而受到宙斯的处罚,被绑在高加索山,每日忍受风吹日晒和鹫鹰啄食,后被赫拉克勒斯救出。

火是物体燃烧过程中所进行的强烈氧化反应,其散发出的光和热,是能量释放的一种现象。比如火山喷发,就具备这个特征。火山喷发是地质学上的一个专业术语,它是一种奇特的地质现象,是地壳运动的一种表现形式,也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。是岩浆等喷出物在短时间内从火山口 向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发分,加之上覆岩层的围压,使这些挥发分溶解在岩浆中无法溢出,当岩浆上升靠近地表时,压力减小,挥发分急剧被释放出来,于是形成火山喷发。

火山爆发时喷出的高温岩浆,蕴藏着巨大能量,如何利用地下的高温岩浆发电,是能源科学研究的一大课题。事实上,利用岩浆发电并非新鲜事,我们熟知的地热发电利用的就是岩浆。岩浆发电的过程就是把地下热能首先转变为机械能,然后再把机械能转变为电能的过程,原理和火力发电的基本原理是一样的。所不同的是,地热发电不像火力发电那样需要备有庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源是地热能。因此,它也可以归入清洁能源的范畴。20世纪80年代,美国、日本和英国,分别进行过岩浆发电实验。比如在美国,美国能源部在20世纪80年代初开始进行火山岩浆发电的可行性基础研究,并在夏威夷岛基拉厄阿伊基熔岩湖设立实验场。实验是成功的。电力部门于1989年选定了用岩浆发电的发电厂址,在加利福尼亚州的隆巴列伊地区打了一口6000米的深井,打算利用地下岩浆发电。90年代中后期建成岩浆发电厂。工程师通过计算机模拟表明,从一口井中得到的蒸汽热能发电,可以抵得上一台5万千瓦的发电机组。美国能源部在经过反复计算后宣称,美国的岩浆能源量可折合为250亿至2500亿桶石油,比美国矿物燃料的全部蕴藏量还多。

利用火力进行发电的技术已经广泛应用于电力系统。所谓火力发电,是指利用可燃物质,比如煤燃烧时产生的热能,通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。中国是火力发电大国。火力发电给中国带来巨大电能和效益的同时,也在不可避免地产生环境污染。最为典型的是烟气污染,酸雨的出现,与火力发电有密切关系。煤的燃烧,使粉尘污染也难以避免。而煤和水的大量使用,使资源的消耗成为必然。

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人类对于电的认识和鱼有关

事实上,除了闪电,静电、电磁感应这些日常自然现象,人类对于电的认识还和鱼有关,史学家们把这种鱼类称作发电鱼。现存最早记载发电鱼的文献可能出现在公元前2750年撰写的古埃及书籍,这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”,而且它们是所有其它鱼的保护者。说实在的,我在撰写本书之前,对于发电鱼的认知几乎等于零。我在2010年初的时候,去过一趟埃及,对于古埃及古老的文明,我有过专门的叙述表达我的敬意。尤其是在参观埃及国家博物馆时,我的惊叹是由衷的。只是那时我并不知道,在浩如烟海的古埃及文献记载中,会有关于发电鱼的记载。

所谓的发电鱼,当然是指能发电的鱼,目前发现的这种鱼类,在世界上大约超过500种,比较著名的有一种名叫电鳐鱼。电鳐鱼在中国的东海和南海也有生长,其他还有电鳗、电鲶、象鼻鱼、电鳄等。在诸多发电鱼中,电鳐鱼堪称发电能手,据说在太平洋北部生活的一种大电鳐,发出的电流可达50安培,如果电压以60伏计算,其功率就达3000瓦,这样大的功率足以击毙一条大鱼。而生活在非洲河流里的一种电鲶,它产生的放电电压竟然可以高达350伏。在已知的发电鱼类中,中美洲的电鳗是发电鱼中放电电压最高的,一般可达500伏左右,最高则可达886伏。对电稍具常识的人都知道,如此高的电压足以击毙水中任何动物,比如凶猛的鳄鱼,也常常在捕食电鳗的过程中,被电鳗放出的高压电击中而丧生。发电鱼在河流中的作用,可用于导航。

巴西亚马孙国立大学曾经展示过一条会放电的亚马孙鱼类标本。这种鱼经过多年的演化,尽管视力衰弱,眼睛已经退化成为小黑点,但同时它们又进化出身体放电的功能用于导航。据说,目前亚马孙河流域这类放电导航的小眼鱼至少有160余种。我们设想,当船队航行在亚马孙河上,夜幕降临,成群的小眼鱼在船队前方游动,仿佛一列移动的灯塔为船队导航,也是颇为奇特而壮观的。

除了发电鱼,其实,在无边的大海里,还生活着至少超过40%的鱼类,自身能够发光。这种能够发光的鱼类是由一种特殊酶的催化作用而引起的生化反应。发光的萤光素受到萤光酶的催化作用,萤光素吸收能量,变成氧化萤光素,释放出光子而发出光来。发光鱼的原理和陆地上常见的萤火虫差不多。在众多的发光鱼中,有一种在近海比较多见的鱼叫安康鱼。很多年以前,我认识的一位舟山渔老大曾经给我看过他们船队捕获的安康鱼,看上去鱼体柔软,无鳞,头和体的边缘有许多皮质突起。体前半部平扁,圆盘形,尾部细小。体长大约50厘米以上。安康鱼的嘴巴很大,而且牙齿呈犬齿状,头顶上又有一根钓竿。船老大告诉我,这根钓竿不时会发出星星的闪光来引诱小鱼。安康鱼为近海底层鱼类,常常潜伏在海水里不动,以背鳍第一棘的皮瓣为钓饵,诱捕那些趋光的鱼虾类。在海上捕捞的安康鱼,通常都是雌鱼,一般很少见到雄鱼。这是因为雄鱼在出生不久,个体很小时就寄生在雌鱼的身体上,大多已同雌鱼结为一体,但仔细观察,仍可辨出雄鱼的体形。雌雄如此亲密无间,这在动物界中的确比较罕见。

无论是会发电的 鱼,还是会发光的鱼,它们都依靠自身的光和能量,在水的世界里获得生存。深邃的大海,因为它们发出的发芒,显得五彩斑斓,它们犹如海洋里的星星,照亮了黑暗,也温暖了自己。

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灯塔的历史,几乎就是一部电的简史

说到导航,就不得不说到灯塔。灯塔,依水而立,照亮平安,引船于孤岛岬角险峻之处,救人于惊涛骇浪无助之时,在航海安全中扮演着极其重要的角色,它记录着人类“耕海牧渔,拓海而荣”的航海历史,堪称海洋文史记录者。

灯塔与电的关系是如此亲密。在电没有出现之前,灯塔用煤气照明,灯塔的历史,几乎就是一部电的简史。最早的灯塔似乎出现在中国的夏朝时期。算起来,是4000多年以前的事情了。那时,航海的人们利用“碣石”指引航路,可以说,碣石就是中国远古时代的自然灯塔。

在中国漫长的海岸线和星罗棋布的岛屿上,灯塔从来就是航海者的福音,并且与经济息息相关。比如南海,是全球海上交通最繁忙的水域,全球二分之一商船、三分之一货运总量和中国40%以上外贸货物、80%以上石油途经于此。但多年来,中国在南海水域民用导航助航设施缺乏。海南最古老的灯塔是始建于光绪十九年(1893年)的临高灯塔和海口秀英灯塔。1760年,台湾澎湖列岛中渔翁岛上建立了中国第一座灯塔,而海南岛虽然有着众多的港口、险滩和礁石,灯塔却迟迟未建,仅在航道暗礁多的临高角岸边设有古风烽火台,直到近代西方列强用坚船利炮打开中国门户,为控制琼州海峡,保证海运通道顺畅,英国才首先选择海南岛的临高角和秀英港码头,以“琼海关”名义圈地建塔,使海南灯塔建设开篇充满苦涩。1997年5月,临高角灯塔被国际航标协会列入“世界一百座历史文物灯塔”。

而最近南沙5座灯塔的建成发光,有望彻底改变南海水域民用导航助航设施缺乏的局面。这5座灯塔分别建在华阳、赤瓜、渚碧、永暑和美济岛上。这5座灯塔都扼守南海航道要冲,周边海域常年气象险恶,飓风浪涌。5座灯塔均为大型多功能灯塔,可为船舶提供定位参考、航路指引、航海安全信息等高效的导航助航服务,有利于提升周边水域助航、通航管理以及应急搜救能力。灯塔建成后,交通运输部还分别为5座灯塔写了《灯塔纪略》,以志纪念,其中提到了建灯塔的缘由:“南沙群岛古称“万里石塘”,据南宋《诸蕃图》、元《岛夷志略》等记载早列中国南海疆域。先民辟海上丝路,通达印、西二洋;素为中国渔民耕海牧渔之所,《更路簿》历历可考……为策安全,着于长远,建灯塔引航渡,工不迂缓,竭力施行,立塔于斯。”

陆上也有灯塔。这些灯塔通常以宝塔的形式出现。几乎在每座城市与乡村,都会有一座宝塔,它们建在制高点上,镇守城乡之门。而建在沿海的宝塔与望海楼,其实所起的就是灯塔的作用,它们被称为出入海口的人工灯塔,在没有电的年代,许多宝塔在夜间悬挂灯笼,以指引船只的航向。随着电的出现和普及,这些宝塔也能在漆黑的夜晚,为出海人导航,也为晚归人指引回家的路。

令很多人惊讶的是,古埃及人建造的法罗斯灯塔,居然列入世界古文明八大奇迹之一。根据现存可检索的史料,灯塔始建于公元前280年,是被公认的世界上年代最早、规模最大的灯塔。我在上面说过,2010年,中国农历春节,我去了埃及,特意去了位于地中海岸边的法罗斯岛。在那儿,有一座著名的城堡叫卡特巴城堡,这里就是传说中神奇的法罗斯灯塔,又名亚历山大灯塔的遗址。说起这座城堡,对于大多数外国人来说,显得有些陌生,但是,如果说起它曾经是“亚历山大灯塔”的遗址,也许就会对它肃然起敬。因为那座已经在地震中损毁的灯塔,曾被列为世界最著名的七大奇迹之一,列首位的是埃及的吉萨金字塔,而亚历山大灯塔则名列第七位。据说灯塔的建造与一次沉船事件有关。时间大约是公元前280年。那是一个秋天的夜晚,月黑风高,一艘埃及的皇家喜船,在驶入亚历山大港时,触礁沉没,船上的皇亲国戚以及从欧洲娶来的新娘,悉数葬身鱼腹。这个悲剧,令埃及朝野上下震惊不已。当时的埃及国王叫托勒密二世,悲伤之余,他下令在最大港口的入口处,修建一座导航灯塔。据说,这座最终高度达到135米的灯塔修了40年,它竖立在法罗斯岛的东端,立于距岛岸7米处的石礁上,人们习惯将它称之为“亚历山大法罗斯灯塔”。 灯塔的巍峨与非凡,现在我们只能在史料记载的文字中才能领略了。据称,整个灯塔的面积超过了900平方米。灯楼上面,矗立着8米高的太阳神赫利俄斯站立姿态的青铜雕像。而整座灯塔都是用花岗石和铜等材料建筑而成,灯的燃料使用的是橄榄油和木材。聪明的设计师还采用反光的原理,用镜子把灯光反射到更远的海面上。这样,灯塔在夜间放射的光芒,给远航的舵手带来了巨大的安全感。在大海上航行的船只,只要遥望高高的灯塔,就会镇定自若,因为舵手和海员们都相信,这座灯塔发出的光芒,就是引导他们平安抵达目的地的旗帜。

法罗斯灯塔在公元14世纪发生的一次大地震中被摧毁。一位阿拉伯旅行家在他的笔记中记载了灯塔的导航功能:“灯塔是建筑在三层台阶之上,在它的顶端,白天用一面镜子反射日光,晚上用火光引导船只。”这与大多数史载相吻合。大约在灯塔消失一个世纪以后,埃及国王卡特巴下令在灯塔原址上修建了一座城堡,并以他的名字命名。由于灯塔遗址地位显要,修建城堡很大程度上也是为了便于保卫海岸线,阻挡外来侵略者登陆亚历山大以进攻埃及。现在,我们已经看不到灯塔的一丝踪影,但是城堡的建筑风格与规模依旧令人叹服。

随着电的发现和利用,后来的灯塔导标灯基本上采用电。在中国的岱山岛,新建了一座中国灯塔博物馆,馆藏文物,除了大量灯塔导标灯,还有数量不少的电器产品,比如英国马可尼公司于1929年制造的直流发电机,这台发电机用于舟山外海花岛山无线电指向标站。再比如广泛应用于各灯塔和灯桩的换泡机,是美国生产的。尤其是用于舟山舨洲灯塔的发电机,是上海航标厂于1979年生产的双S型立式风力发电机,这几乎就是利用新能源的最好注解了。灯塔的广泛使用,在相当长一个时期成为航海的指路明灯。有一位叫李汶的诗人专门创作了一首《灯塔赞》:彼岸寻不见/沧海无边/一灯高照艳阳天/力挽狂澜擎砥柱/指向航船。赤子志犹坚/何惧孤单/无私奉献谱新篇/灯塔精神传万代/光照人间。

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他们的名字如星光般闪耀

探索电的由来,有一些科学巨匠功勋卓著,他们的名字如星光般闪耀,比如查尔斯•奥古斯丁•库仑,亚历山德罗•伏特伯爵,汉斯•克里斯琴•奥斯特,安德烈•玛丽•安培,詹姆斯•克拉克•麦克斯韦、尼古拉•特斯拉,等等。然而,迈克尔•法拉第的出现,使他成为其中的佼佼者。学界公认,法拉第的主要贡献,是他发明了电动机和发电机,而电磁感应定律的发现,则让法拉第成为一名真正意义上的伟大科学家。

1821年对于法拉第来说是一个不寻常的年份。这一年,他完成了人生中第一项重大的发明,也就是发明了电动机,这台电动机尽管装置简陋,但被称作是世界电动机的祖先。法拉第的这项发明,要从两年之前说起,两年前,奥斯特发现,如果电路中有电流通过,它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发,认为假如磁铁固定,线圈就可能会运动。根据这种设想,他成功地发明了一种简单的装置。在装置内,只要有电流通过线路,线路就会绕着一块磁铁不停地转动。法拉第发明的这台设备,是第一台使用电流将物体运动的装置,这台装置,其实就是电动机。

发电机的发明,与法拉第发现电磁感应定律有密切关系。这依然与奥斯特发现电流的磁效应有关。由于奥斯特发现电流的磁效应,受到科学界的关注,次年,英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章,评述自奥斯特的发现以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中,对电磁现象产生了极大的热情,并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象,认为既然电能够产生磁,反过来,磁也应该能产生电。于是,他企图从静止的磁力对导线或线圈的作用中产生电流,但是没有成功。然而,法拉第没有放弃,经过持续近10年的不断实验,到1831年,法拉第终于发现,一个通电线圈的磁力虽然不能在另一个线圈中引起电流,但是当通电线圈的电流刚接通或中断的时候,另一个线圈中的电流计指针有微小偏转。法拉第对获得的这个发现欣喜不已。经过反复实验,都证实了当磁作用力发生变化时,另一个线圈中就有电流产生。接着,他又设计了很多次实验,比如两个线圈发生相对运动,磁作用力的变化同样也能产生电流。由此,法拉第终于用实验揭开了电磁感应定律。法拉第的这个发现意义非凡,基本扫清了探索电磁本质道路上的拦路虎,开通了在电池之外大量产生电流的新道路。根据这个实验,1831年10月28日,法拉第发明了圆盘发电机,这是法拉第一生中第二项重大的电发明。这个圆盘发电机,其结构和电动机一样简单,但它却是人类创造出的第一台发电机,换言之,现代世界上产生电力的发电机就是从它开始的。

作为一名天才的电学大师,法拉第的探索一直没有停止。1837年,他引入了电场和磁场的概念,指出电和磁的周围都有场的存在,这打破了牛顿力学“超距作用”的传统观念。1838年,他又提出电力线的新概念来解释电、磁现象,这是物理学理论上的一次重大突破。1843年,法拉第用有名的“冰桶实验”,证明了电荷守恒定律。1845年,也是在经历了无数次失败之后,他终于发现了“磁光效应”。他用实验证实了光和磁的相互作用,为电、磁和光的统一理论奠定了基础。1852年,他又引进磁力线的概念,从而为经典电磁学理论的建立奠定了基础。后来,英国物理学家詹姆斯•克拉克•麦克斯韦尔用数学工具研究法拉第的磁力线理论,最后完成了经典电磁学理论。法拉第以其无与伦比的成就赢得了同行和后人的尊重。爱因斯坦在他的学习墙上放着法拉第的一张照片,并将其与牛顿和麦克斯韦尔放在一起。

爱因斯坦之所以如此敬重詹姆斯•克拉克•麦克斯韦尔,跟麦克斯韦尔在数学上的天才不无关系。1864年,麦克斯韦尔在皇家研究机构用一组使用了20变数的20个微分方程式展示了法拉第的理论。熟悉法拉第的人都知道,法拉第在代数方面底子薄弱,他无法把3个符号写在一个方程式中,而麦克斯韦尔作为一名天才的数学家,他拿过法拉第的精确观察结果,把它们化为美丽、复杂的数学类推公式。在物理学中,这种方程式的全称是“麦克斯韦尔方程式”,表明在科学方面的异想天开是完全抽象的。麦克斯韦尔证明电磁场不仅在真空中存在,而且它们行进时传导震荡波。还有,麦克斯韦尔预言的震荡波完全以光速行进,这充分解释了照明现象。麦克斯韦尔是预测到这种现象存在的第一人,要知道,这种现象只能在以后物理实验中使用纯数学公式才能被发现。这项研究工作影响非常深远,几乎可以这么说,它大大左右了20世纪的理论物理学。

在法拉第发现电磁感应定律16年后,一个后来被誉为发明大王的男孩出生在美国俄亥俄州米兰镇,那是1847年2月11日。男孩的父亲为其儿子取名托马斯•阿尔瓦•爱迪生。在所有与电有关的发明家中,爱迪生大约是知名度最高的一位,他一生拥有超过2000项的发明。现在依然名扬天下的美国通用电气公司,就是爱迪生创立的。我们难以设想,如果没有爱迪生,电的世界将会怎样?我们可以毫不夸张地说,爱迪生是人类历史上第一个利用大量生产原则和电气工程研究的实验室来进行从事发明专利而对世界产生重大深远影响的人。他发明的留声机、电影摄影机、电灯对世界有极大影响。

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而童年的爱迪生似乎并不被他的老师看好。1855年,爱迪生开始上学,那所学校只有一个班级,校长和老师都是一个叫恩格尔的先生。可能因为爱迪生有刨根问底的天性,在上课时经常问老师一些另类的问题,比如风是怎么产生的;一加一为什么等于二而不是四。爱迪生的好问显然惹恼了老师,仅仅三个月时间,就被老师以“低能儿”的名义撵出了学校。不知道恩格尔先生后来看到昔日被轻视的学生成为发明家的一个重要符号后会作何感想。好在爱迪生的母亲南希是一位充满智慧的女子学校教师,而且是一个富有教育经验的人,她不认为自己的孩子是“低能儿”。因此,南希决定自己来当爱迪生的老师。南希经常让爱迪生自己动手做实验,有一次讲到伽利略的“比萨斜塔实验”时,南希让爱迪生到自己家旁边的高塔上去做一个试验。爱迪生十分欣喜,拿了两个大小和重量不同的球跑到高塔上,当他同时将球从高塔上抛下,结果发现两球同时落地,爱迪生觉得很神奇,兴奋地告诉母亲实验结果。这次实验也深刻地铭刻在爱迪生脑海里。

在爱迪生漫长而丰富多彩的发明生涯中,值得记忆的第一桶金是出售他发明的一台普通印刷机。1869年的深秋,爱迪生只身来到美国纽约寻找工作,他在一家公司找工作时,恰巧碰到那里的一台电报机坏了,爱迪生很快就修好了那台电报机,并且受到总经理的赏识,结果他成为了这家公司的总电报技师。有了安定的工作环境和工资待遇,为爱迪生后来的发明提供了良好条件。同年10月,爱迪生与富兰克林•波普联合创办“波普—爱迪生”公司,专门经营电气工程的科学仪器,与此同时,他发明了普通印刷机。第二年,爱迪生把普通印刷机的专利权出售给华尔街一家公司,他让经理自己出个价钱,爱迪生本想索价几千美元就够了,但那位经理居然给了爱迪生4万美元。在当时,4万美元也不是一笔小数目了。爱迪生得到这笔资金后,在新泽西州瓦克市的沃德街建了一座工厂,专门制造各种电气机械。

在与电有关的发明中,电灯是爱迪生最值得自豪的发明之一。有关爱迪生发明电灯的传奇在书本上随处可见。但我们都应该记住,人类拥有第一盏电灯的时间是1879年10月21日,这一天,爱迪生的电灯终于研制成功,为此,他试用了接近1600种材料进行试验,在连续用了45个小时之后,这盏电灯的灯丝才被烧断。这是人类第一盏真正拥有广泛实用价值的电灯,这种电灯有“高阻力白炽灯”、“碳化棉丝灯”多种名称,它们用碳化棉丝制成。

作为美国通用电气公司的创始人,爱迪生在企业运行和管理方面的才华不容忽视。他于1878年创立爱迪生电灯公司。1892年,爱迪生电灯公司和汤姆森-休斯顿电气公司合并,成立了通用电气公司,简称GE。在业内,GE公司大名鼎鼎,是自道·琼斯工业指数1896年设立以来唯一至今仍在指数榜上的公司。通用电气公司的总部位于美国康涅狄格州费尔菲尔德市。这家公司的电工产品技术比较成熟,而且产品种类繁多。事实上,GE公司除了生产消费电器、工业电器设备外,还是一个巨大的军火承包商,它生产的军火包括宇宙航空仪表、喷气飞机引航导航系统、多弹头弹道导弹系统、雷达和宇宙飞行系统等。闻名于世的可载原子弹和氢弹头的阿特拉斯火箭、雷神号火箭就是这家公司生产的。这么多尖端军火品的制造源于GE公司强大的研发能力,这与它的成长历史密不可分。

人们纪念爱迪生逝世的方式颇为独特。1931年10月18日凌晨3点24分,在美国新泽西西奥兰治的家中,84岁的发明大王在睡梦中安详离世。为了纪念爱迪生,美国政府下令全国停电1分钟,其停电地区和具体时间分布如下:10月21日6点59分,好莱坞、丹佛熄灯;7点59分美国东部地区停电一分钟;8点59分,芝加哥有轨电车、高架地铁停止运行;从密西西比河流域到墨西哥湾陷入了一片黑暗;纽约自由女神手中的火炬于9点59分熄灭。在这一分钟里,美国仿佛又回到了煤油灯、煤气灯的时代。美国第31任总统胡佛这样评价爱迪生:“他是一位伟大的发明家,也是人类的恩人。”

用举世闻名来形容爱迪生在全球的知名度一点也不夸张。相对爱迪生,另有一个在电磁场领域有着多项革命性发明的电气工程师,其境遇似乎比爱迪生要差得多。他叫尼古拉·特斯拉。特斯拉与爱迪生是同时代人,他们甚至有过一段时间的交集,那是1882年秋,特斯拉到爱迪生电话公司巴黎分公司当工程师,并成功设计出第一台感应电机模型。两年后,即1884年,特斯拉第一次踏上美国国土,来到了纽约,开始在爱迪生实验室工作。除了前雇主查尔斯·巴切罗所写的推荐信外,他几乎一无所有。这封信是写给托马斯·爱迪生的,信中提到:“我知道有两个伟大的人,一个是你,另一个就是这个年轻人。”显然,前雇主巴切罗是特斯拉的恩人和伯乐。爱迪生雇用了特斯拉,安排他在爱迪生机械公司工作。特斯拉开始为爱迪生进行简单的电器设计,他进步神速,不久以后就可以解决公司一些非常难的问题了。以至于不久之后,特斯拉完全负责了爱迪生公司直流电机的重新设计。

但特斯拉在爱迪生效力的时间并不长,仅仅两年后,特斯拉就成立了自己的公司。公司负责安装特斯拉设计的弧光照明系统,并且设计了发电机的电力系统整流器,这项设计是特斯拉取得的第一个专利。1891年,特斯拉取得了特斯拉线圈的专利。同年的7月31日,特斯拉成为美国公民。他告诉他的朋友们,他珍惜这个国籍胜过珍惜他的很多科学发明。1892年到1894年之间,特斯拉担任美国电力工程师协会(IEEE的前身)的副主席。1893年,西屋公司竞拍获得在芝加哥举行的哥伦比亚博览会的交流电照明工程,这是在交流电发展史上的一件大事。西屋公司和特斯拉希望借此机会向美国民众展示交流电的可靠性和安全性。

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电流之战

在赢得著名的19世纪80年代的“电流之战”及在1894年成功进行短波无线通信试验之后,特斯拉被认为是当时美国最伟大的电气工程师之一。他的许多发现被认为是具有开创性的,是电机工程学的先驱。1891年,特斯拉在成功试验了把电力以无线能量传输的形式送到了目标用电器之后,致力于商业化的洲际电力无线输送,并且以此为设想建造了沃登克里弗塔。沃登克里弗塔又称作特斯拉塔,是特斯拉设计的一座无线电能传输塔。遗憾的是,此塔最终在第一次世界大战期间被拆除而报废。

无论如何,“电流之战”都是一件非常有价值的历史事件。它在两位天才的发明家爱迪生与特斯拉之间展开,最终特斯拉赢得了胜利。说来话长,简言之,是爱迪生的直流发电机与特斯拉的交流发电机的较量。特斯拉的支持者是西屋公司。在获悉特斯拉取得的成功以后,爱迪生意识到了自己将要面对的竞争对手是何等强大,于是,他开始了一场针对交流电的中伤诋毁运动。爱迪生在众多记者面前用高压交流电做了一系列可怕的实验,比如将一块白铁皮板和一台可达1000伏电压的交流电发电机相联,然后再把一只小猫或是小狗放在铁板上,小猫或小狗会瞬间死亡。这样,人们就可以亲眼目睹特斯拉和西屋公司的交流电的致命效果了。据说,电椅就是在这样的“启发”下发明的。同时,作为对爱迪生宣传攻势的反击,特斯拉也在舞台上进行了很多次真正的“电魔术”表演。除了使人们为之惊叹,特斯拉的另一个目的就是向世人传播交流电理念:当不被用在故意犯罪的目的时,交流电是非常安全的。

在这场“电流之战”愈演愈烈之时,芝加哥正在筹备一个世界博览会,主办者希望寻找到一套可以照亮整个会场的照明设备。于是,西屋公司开出了一份极具诱惑力的合同,试图以超低价格从爱迪生手中抢到这笔生意。1893年1月,博览会开幕了,利用特斯拉的交流电接通的电灯照亮了整个会场。这是一次伟大的成功。而真正让特斯拉大获全胜的则是他的交流发电机出现在尼亚加拉水电站。这一事件宣告交流电彻底战胜了直流电,而爱迪生的直流电则瞬间就成了一种过时的技术。从那时起,交流电便成为了工业、商业和民用电的唯一选择。

创造出二十世纪的人

毫无疑问,特斯拉是一个天才的发明家,他的研究领域涉及之广令人吃惊。在交流电系统、无线电系统、无线电能传输、球状闪电、涡轮机、放大发射机、粒子束武器、太阳能发动机、X光设备、电能仪表、导弹科学、遥感技术、飞行器、宇宙射线、雷达系统、机器人的研制,等等,都留下了特斯拉的痕迹,并且卓尔不群。

当然,特斯拉一生中最伟大的贡献是在交流电领域。交流电,简称为AC。交流电也称“交变电流”,简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。当发现了电磁感应后,产生交流电流的方法则被发现。早期的成品由尼古拉·特斯拉,迈克尔·法拉第与波利特·皮克西等人开发出来。其中,波利特·皮克西在1832年基于迈克尔·法拉第的原理制造了第一台交流电机。

特斯拉的发明有很大一部分应用于实践。比如在美国著名的尼亚加拉大瀑布,有一座百年历史的水电站,其设计理念就出自特斯拉。那是1897年,举世知名的尼亚加拉水电站,第一座10万匹马力的发电站建成,成为35公里以外的纽约州水牛城的主要供电来源。其后十多座大大小小的发电站相继建成,每天所生产的电力足以供应美国纽约州和加拿大安大略省总需求的四分之一。至今,这座建成足足超过100年的水电站仍然运作如常,从未间断地生产出天然能源,可谓是人类近百年科学史上的一大奇迹。而这项科学上的百年奇迹,就是特斯拉在三十多岁时的一项设计,工程共运用了他9项专利发明,包括特斯拉所发明的交流电发电机和交流电输电技术。其实,在当时的工商业、公共设置和家用电器,使用的都是费用昂贵的直流电。因为在电路上的损耗,使用直流电时必须每隔一公里便需要建设一套发电机组。所以在建造尼亚加拉水电站时,如将电力以直流电方式传送,输电至35公里以外的纽约州水牛城,是完全不可能的。所以建设尼亚加拉水电站时,美国人采用了特斯拉发明的交流电供输电技术,用高压电来实现远距离供电。这项划时代的发明,不仅解决了尼亚加拉水电站远距离供电的难题,并且带给人们一个既方便又便宜的用电环境。

特斯拉的才华与生俱来,由于家境贫寒,父亲希望小尼古拉子承父业当一名神职人员,但小尼古拉却对神灵无动于衷,立志当电气工程师,并因此常常和父亲发生冲突。17岁前的特斯拉“中了邪”般地沉浸在发明创造的幻想里,脑袋里经常浮现出种种异常奇怪的现象。17岁时,特斯拉惊奇地发现,自己能够充分利用想象力,完全不需要任何模型、图纸或者实验,就可以在脑海中把所有细节完美地描绘出来,和实际情况没有丝毫差别。后来特斯拉发明创造都依靠这种能力。特斯拉说:“从具有可行性的理论到实际数据,没有什么东西是不能在脑海中预先测试的。人们将一个初步想法付诸实践的过程,完全是对精力、金钱和时间的浪费”。

据说,特斯拉每天只睡2个小时,在他一生中,独自取得了700多项发明专利。让我感觉这是一个有着钢铁意志的人,也是一个智力超群的人。为了献身科学研究事业,他终身未娶。除了科学家的身份,他还是诗人、哲学家、音乐鉴赏家、语言学家。他精通八种语言,分别是塞尔维亚语、英语、捷克语、德语、法语、匈牙利语、意大利语、拉丁语。就是这样一位伟大的科学超人,其晚年却颇为凄凉。爱迪生头顶的光环一定程度上掩盖了特斯拉的光芒。尽管特斯拉被当代的钦佩者誉为“创造出二十世纪的人”,但也有人称他是一个被世界遗忘的伟人。然而,特斯拉的梦想却是如此美好,他要给世界提供用之不竭的能源。他从不在意他的财务状况,终因穷困且在被遗忘的情况下于1943年1月7日的纽约人旅馆孤独地死于心脏衰竭,享年86岁。

在特斯拉去世整整60年后,在美国加州的硅谷地带,一家与特斯拉同名的汽车公司成立。这家公司生产的纯电动汽车风靡全世界,它的产品标准,足以引领全球纯电动汽车的发展。特斯拉汽车也进入了中国市场。有不少人一度认为,特斯拉汽车公司与著名的电气工程师尼古拉·特斯拉有关。其实这是一个误会。当然,一定要说没有任何关系也是不客观的,因为汽车公司之所以以特斯拉命名,是公司创始人向尼古拉·特斯拉的一种特别致敬方式。1960年,在巴黎召开的国际计量大会上,磁感应强度的单位被命名为特斯拉,以纪念这位在电磁学领域做出重要贡献的美籍塞尔维亚发明家、电气工程师。

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中国大地上诞生的第一盏电灯

在古代中国,与电有关的传说并不太多,简直可以说是寥若晨星。目前能够查阅到的文献记载也屈指可数。中国古人认为电的现象是阴气与阳气相激而生成的,在《说文解字》是有“电,阴阳激耀也,从雨从申”的记述。而在《字汇》中则有“雷从回,电从申。阴阳以回薄而成雷,以申泄而为电”。相对详细记载是东汉时期的王充,他在著名的《论衡》一书中提到了“顿牟掇芥”等问题,所谓顿牟就是琥珀,掇芥意即吸引籽菜,也就是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。西汉末年,有关于“玳瑁吸,即细小物体之意的记载,以及“元始中即公元三年……矛端生火”,意思是金属制的矛的尖端放电。到了公元三世纪的晋朝,还有关于摩擦起电引起放电现象的记载:“今人梳头,解著衣,有随梳解结,有光者,亦有声。”这些记述,寥寥数语,但在我看来已经十分珍贵。

浙江图书馆的馆员推荐我去看看《电世界》,她认为这是中国第一部真正意义上的电力题材小说。全书共十六回,1909年9月由《小说时报》第一年第一期开始连载,说明是“理想小说”。小说讲述的是宣统年间,电学大王黄震球开设帝国大电厂,并从陨石中提炼出定名为“镉”的金属原质,于空中发电,以电能用于军事、矿业、交通、农业诸方面,并以此建设国家。就当时的现状而言,这部小说有很大的科幻成分,但表现了作者倡导的不堪欺凌、兴国强民的进步思想。而以现在的眼光来看,小说中提到的有关电能的应用,后来很快就证实是正确的。

虽然不能媲美《大西洋月刊》,但是作为中国第一份电学专门刊物的《电界》,在推动电学知识的普及,开创中国电力杂志编辑与出版的先河方面功不可没。《电界》的创办人是电力实业家、教育家邓子安。邓子安早年留学日本,他敏锐地洞察到二十世纪将是电的世纪,在邓子安看来,“世界愈文明,电气愈发达;电气愈进步,国家愈富强”,“人类幸福之借重于电气者,正未艾也”。正是基于他的这些先进理念,邓子安毅然将电学作为自己的主攻方向。在数年求学过程中,邓子安攻读了与电学有关的各类课程,获得了电学博士学位,成为二十世纪早期中国电学专业的一位名副其实的高端才俊。并在回国后创办电气工程师事务所和京师电气工业学校。在电气工程师事务所略有盈余之后,他便将办刊提上了议事日程。经过一段时间的筹备,1917年9月,《电界》创刊。第一期刊物署“民国六年九月一号发行,邓子安电气工程师事务所出版,农商部、交通部、警察厅批准立案”等。《电界》以“专述电气科学之应用及简单理论,以备同胞之共同研究。借以普及科学知识,发达工业思想”为己任,登载电气方面论著、消息报道、科普常识、电气原理等,是一份以科学普及为主的综合性电力技术半月刊。尽管《电界》的出版不足两年就无疾而终,但邓子安办刊的信念矢志不渝。后来,他又先后创办了《电气工业杂志》和《新电界》,广受读者追捧,在业界传为佳话。

无论是具有浓郁科幻色彩的《电世界》,还是纯粹专业的《电界》,它们都是在中国有电以后才出版发行的,正是电的出现,让他们体验并感受到了电的重要性,并且以前瞻的眼光,眺望中国的未来。而堪称电力先驱的,是一个听上去有点陌生的名字,他叫毕晓普。对这位杰出工程师的生平介绍,我几乎无从写起,因为无论是图书馆的文献,还是浩瀚的网络世界,有关毕晓普,简直惜字如金。然而,正是因为他的探索,使中国有电几乎与西方同步,在爱迪生研制电灯成功的1879年,在中国上海,在上海虹口乍浦路的一幢仓库里,毕晓普进行了一次激动人心的实验,这名公共租界工部局的电气工程师以一台10马力蒸气机为动力,带动自激式直接发电机试验成功碳机弧光灯,这是中国大地上诞生的第一盏电灯。现在已经没有任何文字资料能够看到毕晓普在面对那盏弧光灯时的心情了。但是那盏灯是一个前奏,它的横空出世在那一刻照亮的虽然只是一幢老旧而涂满沧桑的仓库,但很快地,一个充满光亮的时代因为它的降临即将破茧而出。

 

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第二章 1949年是个分水岭

上海:中国电力工业的萌芽与发祥地

上海显然是中国电力工业的萌芽与发祥地。1882年,英国人李德尔在南京路190号大楼里面,招股筹银5万两,并从美国购买11.63千瓦的发电设备,筹建了中国第一座发电厂,创办上海电气公司。这座电厂比法国巴黎火车站电厂晚7年,和爱迪生在美国建立电厂是同一年,比俄国圣彼得堡电厂还早一年,比日本东京电灯公司早5年。这一年的7月26日,在上海这座发电厂马路对面的电灯被点亮,而这一天也成为了中国的电力工业诞生日。后来,这一天又被确定为中国电力主题日。由此可见,中国电力工业的起步,几乎与许多国家公认的世界上开始出现电力工业的时间基本同步。而中国人自己创办的第一家公用电业公司则出现在1890年的台湾,是清朝台湾巡抚刘铭传在台北创立的兴市公司。

中国第一座火力发电厂,也出现在上海。上海杨树浦发电厂在很长一个时期内是中国火电厂乃至亚洲火电厂的标杆。民国二年,也就是1913年4月12日,杨树浦发电厂落成发电,总容量为4000千瓦,两年以后,装机容量又增加到14000千瓦。如果按当时上海的用电需求,发电厂的扩容是顺理成章的事,但当时正处于一次世界大战时期,厂商的机器与材料不能及时启运,影响电厂的扩建也在意料之中。然而,上海的缺电现象愈演愈烈,继续利用欧洲设备鞭长莫及,电厂方面转而将目光投向美国,美制发电设备也进入杨树浦。至1923年,全厂的发电装机总容量增至12.1万千瓦。这个容量,在当时的远东地区独占鳌头,因此,其时的杨树浦电厂,被冠以远东第一大电厂的美誉。到1948年底,杨树浦的地位进一步稳固,不光装机容量达到空前的19.85万千瓦,年发电量10.42亿千瓦时。更让人惊讶的是,它的发电装机和发电量,分别占到上海全市的78%和81%。同时,在全国,它的地位也不容小觑,其发电能力占到全国发电量的10%以上。令人遗憾的是,杨树浦发电厂的创办者是英国商人。其实,在中国电力刚刚萌芽初期,大多数发电厂都是由外商投资创办的。比如1887年,英国商人在厦门鼓浪屿安装直流发电机,专供侨民用电;1889年,英国在香港设立电灯公司,筹建发电厂;1898年,德国人在青岛装设移动式发电机组,专门为军事设施和机关供电;1899年,德国商人在北京东华门开设电气灯车公司,并且建立发电厂。除此以外,天津、汉口、广州等地均出现了外商建立的电厂。只不过在外商建立的众多发电厂之中,上海杨树浦电厂装机容量最大,并远远超越亚洲地区其他国家电厂装机容量。

从培养火电厂人才角度而言,杨树浦堪称电力系统的黄埔军校。这样一座重要的发电厂,自然让已经撤到海峡彼岸的蒋介石寝食难安。蒋当然清楚杨树浦对新政权工业重镇上海的巨大影响力,所以,试图扼杀杨树浦以威协上海的工业,并以此引起民心的恐慌,就成为他在台北草山行宫规划光复大陆的重要环节。

轰炸大陆沿海大城市的决定的确是在台北市郊的草山行馆里作出的。那次会议史称草山军事会议,轰炸的主要目标是发电厂等基础设施。很显然,蒋介石希望通过瘫痪大陆原本就十分薄弱的基础工业来阻止毛泽东与周恩来的经济振兴计划。上海杨树浦发电厂是台军飞机的首选目标,第一次轰炸是在1949年8月7日,那次飞临上海空域的台军飞机先用机枪袭击由黎平路码头驶往高桥的渡轮,接着就向杨树浦发电厂飞去,瞄准发电设备就是一阵疯狂扫射。这次偷袭成功让蒋介石信心大增,事后就有了那次草山军事会议,对大陆沿海的发电厂设施轰炸扩大目标并且加大了力度。

1949年,在中国漫长的历史进程中,是一个重要的年份。政权的更替,似乎让普通中国人看到了生活的希望。同样,作为事关国计民生的电力工业,也出现了巨大转机。但是,无论是质还是量,1949年新政府手上的家底实在过于薄弱,准确地说,新政府接收的电力总量是装机184.86万千瓦。为了更加通俗地说清楚这些装机容量的发电能力,打一个简单的比喻,它们全部加起来,也不足3座新安江水力发电厂之和。而且,这些电厂一年所能生产的全部电量只有43亿千瓦时,如果要对这个数字再进行细分的话,其中百分之九十以上的发电设备容量集中在东北和沿海地区,而火电与水电的装机容量则分别是168.56万千瓦与16.3万千瓦。这就是新政府能够得到的全部家当,而且,这些电厂中的相当一部分设备不是那么健康,残损不堪的发电厂在运转过程中随时需要停机检修,当时它们有一个比较生动的外号叫“蜡烛电厂”。更加糟糕的事情接踵而来,新生的人民共和国并非人人欢迎,将毛泽东政府扼杀在摇篮中是某些西方国家领导人的战略选择,他们组成联盟对大陆实行封锁与禁运。而随着朝鲜战争的爆发和台湾蒋介石反攻大陆的计划,发电厂更是首当其冲成为联军与台军飞机的重点轰炸目标。因此,台军在首次轰炸成功后,对杨树浦这座大陆最重要的发电厂进行了第二次袭击。

1950年2月6日对杨树浦发电厂的第二次轰炸后来被冠以“二六轰炸”,那次台军颇有些丧心病狂,出动17架各型飞机对发电厂分批轮番狂轰滥炸。电厂差不多被炸平了,空袭中死伤七十多人中除了电厂职工还有解放军士兵。发电量在一瞬间就从9亿千瓦时剧降至零,当晚上海市区陷入一片恐怖的黑暗与寂静。据说当时的上海市长陈毅在次日和副市长潘汉年一起察看轰炸现场,经历腥风血雨的陈毅面对惨不忍睹的发电厂设备也忍不住咬牙切齿。虽然杨树浦发电厂职工在那次空袭后只用了43个小时就让发电机恢复了运转,但这肯定不是彻底解决问题的惟一办法。在“二六轰炸”进入第二个月的第一天,也就是3月1日,中央军委调空军进驻上海并组建上海防空司令部,台军肆无忌惮的轰炸终于得到有效遏制。

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事实上,台军在大陆东南沿海的空袭并没有给联军带来太大的好运,麦克阿瑟在朝鲜战场上被中国军队打得恼羞成怒,他的轰炸机也开始飞越鸭绿江进入中国领土对民用设施实施轰炸。美军的作法与台军相比没有什么出色的表现,相反让人有黔驴技穷之感。丹东市在朝鲜战争期间叫安东市,在安东市有一条66千伏线路是连接中国与朝鲜之间的惟一一条输电线。美国飞机在1950年11月8日飞临安东市上空对这条线路进行了轰炸。令美国飞行员意想不到的是,当他们的飞机还在空中盘旋时,抢修线路的工人就登上离鸭绿江仅40米之远的过江铁塔开始作业了。安东市电业局的职工冒着美军飞机轰炸紧急抢修被损输电线,在最短时间内恢复供电,让美军飞行员在震惊之余也不得不对这些手无寸铁的电力工人肃然起敬。美军从朝鲜战场上与联军浴血奋战的中国志愿军和后方将生死置之度外的电力工人身上看到了一种令人敬畏的气度,拥有这样军民的国家,他们就有资本可以与世界上任何强大的军事力量抗衡并且不可战胜。

战争不能阻止中国新政府前进的步伐。尽管电力依旧短缺,但天安门的夜晚已经足以让诗人公刘放声歌唱了。诗人倘佯在天安门广场,如潮的人流在他眼前来来往往,灯光是那么璀璨地点亮了十里长街。公刘的胸中诗情盎然,终如飞瀑般喷涌而出:“天安门前,焰火像一千只孔雀开屏,天空是朵朵烟云,地上是人海灯山。”几年后,公刘又到了上海,他沿外滩一路漫步,浦江两岸的灯光汇成了河,淮海路上的街灯照亮了市民回家的眼睛。回到宾馆,诗人再也按捺不住心中的激情,挥笔写下“灯的峡谷,灯的河流,灯的山。”这样澎湃的诗句。诗人眼中的上海夜晚再也没有黑暗,春天的鲜花开遍原野也美不过夜上海灯花如海。

云南府:中国第一座水电站

中国利用水资源进行发电的历史值得自豪。在德国西门子公司的资料库中,珍藏着1927年1月出版的《西门子杂志》,在第7卷第1期上,刊登着一篇对于中国水电史来说举足轻重的文章,文章标题为《云南府,中国的第一个水电站》。10年前,我因为写作一部与电有关的著作,从网上找到了这篇文章的译文,转载译文的杂志叫《云南水力发电》,转载时间是1988年第4期。当时,我如获至宝,这篇文章的权威性是毋庸置疑的,在文中,有一段话始终令我难以平静,它就像一把钥匙,打开了我对于中国水电,甚至电力发端的初始记忆:“在中国这个大国的内地,虽然有着为发展工业所必需的较为丰富的自然资源和四亿多的人口,可是一般中国人比其他任何一个民族都守旧,墨守于祖辈的东西。因此很难接受新的能改善他们从祖辈以来就习惯了的简朴的生活方式。尽管如此,在这个国家远离世界贸易潮流和西方文化隔绝的偏僻内地,也有那么一些卓越的知识分子和开拓者,他们将西方技术成就引进到自己的土地上。这些少数的勇敢者,却是对公众中的反对意见和偏见打开了一个缺口。”

王筱斋、左益轩、袁嘉谷们显然就是文中所称的卓越的知识分子和开拓者。尤其是王筱斋,为云南最大的商户、民间称之为“钱王”的王炽之子,很难想象,如果没有王筱斋,中国水电史的书写还要后退多少年。在王的热心主持下,经过商会反复讨论议定,终于组成“商办云南耀龙电灯股份有限公司”。这一年为清宣统元年,即1909年,随着耀龙公司的成立,螳螂川石龙坝水利资源发电的开发迈上快车道。现在回头来看,选择云南建设首座水电站,证明当时的云贵总督李经曦,特别是决定投资的王筱斋等具有前瞻眼光,云南乃水电大省,水力资源极其丰富。有意思的是,李经曦在同意王筱斋组建公司办电的批复上,写下这样一段现在看起来依旧让人浮想联翩的意见:“从今起,二十五年内不许外人来滇办电。”。螳螂川是滇池下游河道,明崇帧十一年,也就是1638年,地理学家徐霞客游历此地,叹道:“峡中螳川之水涌过一层,复腾跃一层,半里之间,连坠五六级,此石龙坝也。”所以,选择螳螂川作为水电站坝址,是最合适不过了。

螳螂川上的石龙坝水电站最初的装机容量是480千瓦,利用的是西门子设备和技术。对于中国第一座水电站而言,这个起点显然值得炫耀。西门子作为全球电子电气工程领域的领先企业,自1872年进入中国,石龙坝水电站算得上是其在中国建起的一座里程碑。1912年4月12日晚,石龙坝水电站发电。这一年,通常也称作中国水电元年。此后十年间,石龙坝进行过三次扩建,加上1949年以后组织的三次改造,电站的最终装机规模达到7040千瓦。这个装机数量,以历史的眼光来看,也不可谓不壮观,水电后来成为中国主要能源运行方式,并且其开发能力和数量居全球之冠,与它最初的高起点不无联系。

1912年发生在中国的第一件大事是孙中山宣誓就任中华民国第一任临时大总统。而在西南腹地的云南人生活似乎并没有因为中华民国的成立而有所改变,与昆明紧紧相挨的五百里滇池夜色苍茫,大观楼沉重的轮廓在风中无语挺立,那副天下第一长联隐入黑暗只在月色中依稀可读最后一行“几杵疏钟,半江渔火,两行秋雁,一枕清霜。”如此漆黑却无比安宁的夜晚在滇池上空延续了几千年,终于在这个春天因为螳螂川畔一台水轮机的旋转而轻轻击碎。石龙坝没有龙,但是这个听起来颇显雄性的地名却由此在史料上代代流传。1912年离美国人爱迪生1878年创办的电灯公司晚了30余年,换言之,划时代的电的应用时间并不长,何况是在信息极度闭塞的20世纪初。所以,在石龙坝水电站发电后,昆明市民对电的理解基本上处于一知半解,甚至混沌无知状态,以至于发生过利用电灯点烟卷的笑话。《云南经济》曾经刊载过一篇文章,对当时的用电状况有过描述:“当时,一般市民迷信者多,装用者少,该公司遂减价优待用户,灯头一概免费,用户渐增,营业逐渐发达,至民国七年即全部还清贷款。”由此可见,和所有新生事物一样,电的使用也是一个渐进的过程。

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水面下曾有绵延千年的人文繁华

中华人民共和国发展国民经济的第一个五年计划,说是给电力工业的发展带来了新生也毫不夸张。因为我们都知道,第一个五年计划包含前苏联援助中国建设的156项大型工程,而其中电力工程就占了足足23项。列宁同志曾经说过,共产主义就是苏维埃加电气化。很显然,列宁关于共产主义的解释在这些援建项目上得到了很好的体现。友好的苏联邻邦希望通过这些火力发电工程的投产使自己兄弟的家能够尽快亮堂起来。而中国人对这些援建工程的期待要更迫切一些,他们没有画地为牢,而是创造性地开始了蓝图的设计与实施。苏联援建的工程主要集中在东北、华中与内蒙古和重庆,这些火电厂的装机容量达到了136.5万千瓦。而水电资源的勘测、规划与建设也在全国主要江河流域全面铺开,在中国水电史上风云一时的石龙坝、夺底与丰满水电站在这一时期得到了改扩建。黄河流域综合利用规划报告编制完成,而全国第一次水能资源普查工作也是在“一五”期间进行的。看得出来,新政府的步骤快速而井井有条。经济学家们对“一五”计划执行的结果给予了毫不吝啬的赞扬。到“一五”计划末,中国新增的装机容量高达246.9万千瓦,换言之,新政府只用了8年时间,就超越了旧中国67年全部的电力总量。中国的年发电量在全世界的排名也由1949年的第25位上升到1957年的第13位。

周恩来总理先后去了长江视察荆江与三峡,随后去了黄河,目的地是三门峡水电站。周恩来的那次长江黄河之行显得有些忧心忡忡。他站在荆江大堤上对随行人员说:“我站在这里是如临深渊,如履薄冰。”周恩来担忧荆江大堤有历史的原因,自明嘉靖三十八年即1559年到1949年的390年间,大堤溃口达36次,每次溃口都是哀鸿遍野。心情沉重的周恩来到了三门峡后去看了建设者,那时的三门峡水电站工程已在一片质疑声中上马,而来自上游的阻力依旧不断。周恩来在工地现场远眺黄河中间突兀而出的中流砥柱,那是三门峡的坝址,周恩来微笑了,他说:“砥柱,就那么点大,冲刷了多少年还在那里。”周恩来去了三门峡三次,作为政府总理,他有责任执行全国人大通过的决议。第一次与周恩来随行的还有彭德怀与习仲勋,彭德怀此行的任务是协助总理说服位于三门峡上游的陕西省支持这座电站的建设,因为在周恩来看来,彭德怀对西北局是有很大影响的。但是不久,彭德怀就退出了中国政治舞台。

周恩来在三上三门峡的中间也到了新安江。相比较而言,新安江水电站的建设要顺利得多,这或许是一种预兆,这两个国家级的重点项目在建成以后出现的不同结果似乎也印证了这一点。摄影师记录了周恩来在新安江建设工地时的一些影像资料,其中有一张照片是周恩来双手叉腰与移民交谈,周恩来的这个站姿几乎是全国人民都熟悉的姿势了。他的对面是一位老大娘,照片的文字说明是周恩来在询问这位库区移民:“大娘,搬家很麻烦,高兴吗?”照片的文字说明没有告诉读者那位大娘在面对周恩来总理时究竟是怎么回答的,但背井离乡的滋味肯定不好受。在当时那个特定的历史环境下,对库区农民来说,大水瞬间就漫上来了。田地被淹,房屋被淹,甚至来不及和祖宗道别。

新安江水电站建设是中国水电史上首次移民达到近30万人的工程,两座分别叫遂安和淳安的县城,也就是现在已经被称作水下古城的狮城与贺城沉入了水底。近30万移民背井离乡,在最后一次回望中含泪诀别故乡,他们是电站建设的先锋。当他们在电站建成后再次回到生命的诞生地,已经找不到家乡的那条小路。随着库区蓄水水位的不断增高,一座美丽的湖泊出现了,超过一千座翠玉般黛绿的岛屿姿态清秀、仪态万方地缓缓浮出水面。

曾经担任浙江省民政厅副厅长的童禅福是库区移民,他的父母、奶奶和他的五兄妹也曾出现在移民的迁徙行列中。淳安县威坪镇松崖古村是童禅福的出生地。松崖四面环山,一条长渠穿村而过。大巷小弄,平坦得没有一个台阶。通道上是横铺的青石板。淳安人祖传有“不走泥路”的习惯,沙洲相连的田畈,邻里相通的里弄,都铺青石板,富村横铺,穷村直砌。松崖村的石板路一直通向最高的松毛岭,上下六千多个台阶全部用最好的青石板砌成。但是,随着库区蓄水水位的增高,当年的六千多个台阶,全都沉入了水下。在村子里,还有一座童家宗祠,雕梁画栋,极尽辉煌。据说,水库拆房队见到后都不愿下手。宗祠前有一排四株千年翠柏,家族老人后来对童禅福讲:“当时看到新安江水库的水一天天上涌,那四株参天柏树和童家宗祠一天天往水中沉,心真如刀割一样痛。”

后来,童禅福写过一部专门反映新安江水库移民的纪实文学《国家特别行动:新安江大移民——迟到五十年的报告》。时任人民日报社总编辑的邵华泽是淳安人,一定程度上,也是促成童禅福写作此书的主要推手。童禅福清楚地记得,1989年8月,他奉命到北京去请邵华泽来浙江讲课。说来有趣,平生第一次见大官,童禅福心里还扑扑跳。没想到邵华泽一开口,一口浓重的淳安普通话。原来是老乡啊!童禅福喜出望外。再一讲,原来他们的老家还是两个隔壁乡的。从老家,就很自然地谈到了新安江移民的话题。第二次再见到邵华泽的时候,童禅福就递上了自己搜集采写的材料,即《江西省新安江水库移民调查报告》。邵华泽接过材料,眼睛顿时一亮,一口气就把文章看完了。他对童禅福说:写得很不错。后来,这个稿子作为内参发表了。这也是新安江水库移民的历史真相和现实问题,第一次得以向高层直陈。邵华泽鼓励童禅福:这段历史还没人写过,要不,你来写?就这样,童禅福踏上了为新安江移民著书的漫漫长路。20多年间,他跑遍浙皖赣3省,去过22个县200个村子的1000多户人家,寻访了2000多人,用了8本笔记本来记录他们的故事。每到一地,移民都把童禅福团团围住,他们想要说的话太多了。随着采访的深入,童禅福的使命感越强烈。他觉得,如果我不写,那么这段历史,终将随着千岛湖的清水飘走、淡去。2009年1月,《国家特别行动:新安江大移民——迟到五十年的报告》终于由人民出版社和杭州出版社出版。淳安县老县长、曾任杭州市副书记的王富生读完此书,说:看到这本书问世,我的一块心病落地了。

事实上,关注新安江库区移民问题的,不止童禅福一人。早在1994年全国“两会”期间,当时的浙江省委书记李泽民就给党中央写过一部《关于新安江水库移民遗留问题的调查报告》的“万言书”,他为此专题调研了一周。从此,党中央、国务院把解决移民遗留问题真正摆上了议事日程。2007年3月27日,江西省德兴市万村乡新村畈移民村的童解放,成了第一个享受国家水库移民后期扶持的对象,一家五口人拿到了2006年下半年的扶持金1500元。

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我现在已经无法确认与周恩来对话的那位老大娘是淳安还是遂安人。能够确定的是她的家乡已被湖水淹没。作为遂安的县城,狮城建城逾1300年,明万历壬子《遂安县志》载:“婺峰环其前,五狮拥其后,襟带五强,龙渡诸溪,肘臂六星,文昌诸阁,虽不通大驿,实严胜壤也。”可见狮城在历史上也颇为兴盛。库区开始蓄水后,当年大多数移民被就近安置,在距离狮城5公里的姜家落户。在水淹狮城时隔52年时,千岛湖管理部门第一次对狮城进行了长达11个月的水下探摸。探摸的结果令人颇为吃惊。他们发现,水下古狮城的完整性令人惊叹,城内外原有的整体布局几乎没有改变,包括桥梁、古井等都还保存完好。甚至于有些木构建筑的梁架、瓦顶等都还没有腐烂。明清时期的牌坊上,所雕的图案还清晰可见。2012年4月27日至5月1日,浙江卫视与中央电视台联手,对狮城进行了为期五天的水下直播。尤其是当年4月30日晚《焦点访谈》的播出,让这次水下考古成为国人瞩目的一件大事。这次探秘发现了不少牌坊、石雕大门、石狮子,从水下拍摄的影像资料足以说明石构建筑在湖底保存得非常完整。

其实,因为建设水电站形成的水库,类似千岛湖这样的美丽湖泊,在国内并非独一无二,尽管在水库蓄水后,库区湖泊通常会有“舟行碧波上,人在画中游”之感,但那些沉入库区的村庄、老树和街巷,曾经是库区移民的家乡。在北方,作为“引滦入津”的重要工程之一,位于河北省唐山市与承德地区交界处的潘家口水库,于20世纪八十年代中期建成。潘家口建水库前,这里鱼虾跳跃,两岸稻花飘香,林木蓊郁,风景秀丽,堪称塞北的“小江南”。蓄水后,又平添了许多天然的和人工的旅游景点。潘家口水库所处地域喜峰口一带是古长城雄关要塞闻名的地方,以古代军事工程为主体,形成了一系列古文物旅游景点,主要有“喜峰口要塞”、“松亭关要塞”、“潘家口长城”以及传说中的多处古遗址。在库区还可欣赏到宽城县境内拥有的“口外八景”中的四景:都山积雪、鱼鳞叠锦、万塔黄崖和独木仙桥。遗憾的是,由于部分长城已没入水中,形成长城奇观——水下长城。对于潘家口库区水下的水文地质情况,一直以来没有一个权威的资料。就像千岛湖的地下水文资源探测近几年才得以重视,潘家口沉入水底的古长城,也引起了“GUE环球水下探索”的注意。GUE是一个以水下探索为核心目标的全球性非营利潜水组织,在潜水圈,它以严谨和淘汰率高著称。潜水员只有取得GUE的Tech 2证书,才能够在最大深度75米之内的水域进行技术潜水,眼下,在整个中国,只有7个人获得了这张证书。而徐海燕和孙昊就是其中的两位。

2017年9月6日,作为职业潜水员的徐海燕和孙昊潜入潘家口水库,他们计划对淹没在水底的古长城进行测绘,形成水文地质图,并拍摄照片和视频。但是,在既定的时间过去后,他们没有浮出水面。9月17日下午,水下遥控机器人在ROV成像系统的配合下,潜水员孙昊的身影在水下62米处被发现。次日上午,在水下63.2米处,已经失踪13天的另一名潜水员徐海燕被找到,当时她面部朝上,双手缩在胸前……最后,没有“奇迹”,也没有“穿越”,两名失踪者已确定遇难。虽有各种“被电鱼者电死”的传言,但均未有实证。很显然,这是一次没有成功的挑战。面对各种议论,我孙海燕和孙昊对未知世界所做的探索依然充满敬意。我相信,他们很想把我们国家有意思的水域测绘出来,告诉大家,我们的祖国有多美。而且,水文地质图对水域研究、后来人潜水以及历史记录都有很重要的价值,水下长城的照片和视频,也是稀缺的影像资料。如果不出意外,项目结束后,GUE将无偿公开测绘的水文地质图供后来人使用,人们将有机会看到,具有五百多年历史的长城尘封在水底的样子。只是现在,我们看不到潘家口水下长城的样子了。从徐海燕们的身上,让我看到,总有一些人的人生,活在别人的“合理设定”之外,不被这个日渐推崇平庸和明哲保身的时代所理解。

徐海燕应该就是这样一个人。她从小就是远近闻名“神童”,高考状元,北京大学毕业后,在哥伦比亚大学念博士,从事基因测序方面研究,是遗传生物学家。令我到意外的是,徐海燕还是优秀的科幻译者和作者,翻译了《神经漫游者》和科幻小说《水边的伊莲娜》,她是科学松鼠会成员,致力于向大众传播科学,在网上以“denovo”为笔名,写了大量的科普文章,是粉丝们熟悉的“豆腐”姐姐,她还开了一个豆腐专栏的微信公号,写过数十篇关于技术潜水的专栏,分享潜水相关知识、经验和信息。她是国内少有的女性资深技术潜水员,参与许多水下探测项目。在潜水圈,徐海燕甚至代表着某种精神力量,让大家看到,普通人在技潜这条路上,也可以走这么远。

在为徐海燕扼腕的同时,我想起她曾经写过的一篇文章,我似乎理解了她对未知世界的探索以及可能付出的代价。文章的其中一段是这样的:如果关闭灯光,眼前是一片黑暗,只能听到自己呼出的气泡声,咕噜咕噜,咕噜咕噜。封闭空间潜水最美的时刻之一,便是关闭所有的灯光,陷入那原初的,亘古的,纯粹的黑暗之中。没有人间浮华,没有尘世喧嚣,甚至没有无所不至的光线,无孔不入的声音,只有绝对的黑暗与宁静。当你学会了CCR(密闭循环呼吸器)之后,连气泡声都没有,你能听见各种小鱼在珊瑚上啄食的声音,你可以从它们中间穿过,它们也只是忙着自己的事情。这些地方鲜少有人来过,它们都是未知的,等待你去发现。

作为一座移民小镇,姜家毗邻千岛湖,距狮城的沉没地也不过五公里之遥。当地政府在这里建起一座狮城博物馆,那些水中的往事,以影像和文字图片、模型的形式重现在我的眼前,尽管令人唏嘘,但看到以粉墙黛瓦为主调的小镇,与青山绿水相伴,宁静安详,心里终得一些安慰。博物馆内的一堵照片墙,贴满狮城沉没前的居民老照片,有学校的毕业合影,也有家族的合照,还有不少个人的影像,其中包括狮城镇长、中学校长。当这些密密麻麻的老照片以墙的形状出现在我的眼前,颇为震撼。照片里的很多人还健在,当他们见到自己从前拍摄的背景,沧桑和惆怅不可避免。毗邻博物馆和移民小镇,还有一座复建的“文渊狮城”,部分复原了水下古城的原貌,那些牌坊使用的原材料,有很深的古文物痕迹。我非考古爱好者,对这些牌坊的真伪无法鉴定,但是这座看上去面积不大,建筑精美的小镇,在一定程度上,能让库区移民寻找到一些家乡的影子,获取一些思乡的慰藉。

记得台湾作家龙应台在她的一部著作《大江大海1949》里对淳安县城的沉没有过专门描述。一个很有可能以作家母亲为原型的年迈妇女美君回到故乡淳安,试图寻找父亲的坟,但是亲戚告诉她,曾经的千山已经变作千岛。虽然大费周折,美君自认为找到了埋葬父亲的那座山,而此时只不过是露出水面的一座小岛。作家在书中感慨:“这一片荒野素朴,曾经是沃土富饶,水面上看起来洪荒初始,水面下曾有绵延千年的人文繁华。”千岛湖是这样,潘家口何尝不是如此。

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将军治水

傅作义将军在和平解放北平的过程中,堪称头号功臣。他后来担任了新政府第一任水利部长。这个职务似乎与傅作义此前出任的军职相去甚远,却是他自己的选择。傅作义在人民解放军进入北平后去了西柏坡,毛泽东对这位昔日的对手风趣地说:“过去我们在战场见面,清清楚楚,今天,我们是姑舅亲戚,难舍难分。”就在那次见面的时候,毛泽东征求了傅作义对自己未来的考虑。傅作义的回答也许出乎毛泽东的意料,却似乎又在情理之中。傅作义首先排除了在军中任职的可能,只是希望自己能回到从小长大的黄河河套做点水利方面的工作。毛泽东显然觉得让傅作义从事黄河河套的水利工作是大材小用了,他说,将来你可当水利部长。毛泽东还对傅作义说,军队工作你还可以管。毛泽东没有食言,建国后,傅作义如愿以偿出任水利部长。毛泽东还在他的头上按上了几顶看起来相当耀眼的军帽,其中就有国防委员会副主席和绥远军区司令员。

在水利部长的位置上一待就是23年的傅作义,从小目睹黄河泛滥成灾给两岸百姓带来的苦难,所以,当他有可能利用自己的影响力对黄河进行治理时就选择了水利。在部长任上,傅作义将每年的四分之一时间安排在水利工程工地上度过。中国主要的几大流域如长江、黄河、黑龙江、珠江、淮河与海河都留下了傅作义的脚印,他尤其对黄河三门峡水电站工程的建设倾注了深厚的感情,这或许与他从小在黄河之滨长大有关。当时,正值酷暑,傅作义带着技术人员从黄河下游逆流而上考察,晚上则宿在三门峡附近的沙滩上。

和许多渴望根治黄河水患的人一样,傅作义对上马建设三门峡工程是发自内心拥护的,他毫不怀疑中央的决策和苏联专家的设计,他相信三门峡水电站的建成将给黄河治理带来千载难逢的好机会。尽管水电站建成后发挥的效能事与愿违,但傅作义为此作出的努力依旧赢得了人们的尊重。有一年,正在山西视察工作时的傅作义突发心脏病,周恩来闻讯立即派专机送医学专家前往抢救。在共产党掌权者眼里,傅作义是真正意义上能与共产党肝胆相照、荣辱与共的民主人士。后来尼克松访华,傅作义出席欢迎宴会,周恩来向尼克松介绍傅作义时说了这样一句话:“这位就是傅作义将军,他为人民立了大功。”那是1972年2月21日,两年后的4月19日,傅作义在他1949年1月31日那天下令打开城门迎接人民解放军入城时的那座城市病逝,那座城市曾经叫北平,现在叫北京。

长江三峡的试验田

刘澜波与傅作义在抗击日本侵略军方面有相同的背景。傅作义指挥的长城战役、红格尔图战斗及绥远抗战作为中国抗战的重要组成部分写进了历史,而他在太原保卫战中“只要一息尚存,誓与日寇血战到底,为国捐躯,义无反顾”的大义凛然、誓死如归更是惊天动地。刘澜波后来与傅作义同处一城。他尽管没有像傅作义那样与日军在正面战场上兵戎相见,却领导了驻北平的“东北抗日救亡总会”。东北抗日救亡总会被史学家们认为是在中国共产党领导下规模最大、开展活动最为活跃的一个群众组织。刘澜波也因此而成为共产党在东北统战工作中的主要领导人之一。建国后,傅作义与刘澜波先后被委以水利部长与电力部长的重任,刘澜波晚年则以开明在党内著称而受到邓小平的赞扬。

在我重访千岛湖,登上蜜山岛时,意外地发现,这里居然有一座刘澜波的衣冠冢。说实话,对于这个发现,我稍稍有些吃惊,也有一些自责,因为在许多年以前,我在写作有关这座电站的建设时查阅过大量原始资料,但恰恰忽略了蜜山岛上的这个重要细节。刘作为水电前辈,在中国水电史上,理应书下很浓的一笔。他对新安江水电站的建设,倾注了大量心血,他对这座电站的热爱,无以复加,以至于在他去世后,连骨灰也撒在了这个美丽的湖泊中。他以这种方式让自己与电站生死相随。

我想,刘澜波之所以要将他的衣冠冢安放在千岛湖,自然与他的身份及他对新安江水电站的感情有关。在新中国早期水电建设史上,恐怕很少会有一座水电站引起那么多大人物的关注。这其中,也包括党和国家的最高领导人。我在电站大坝所在地浙江建德县的一则官方微信公众号上,见到一段毛泽东与时任浙江省委副书记江华的对话资料,可以佐证我的观点。

那是1954年3月,正在浙江视察的毛泽东问中共浙江省委副书记江华:“为了解决浙江工业发展动力问题,听说你们在做新安江的文章?”江华回答道:“新安江电站建设起来,浙江的电力就没有问题了。”毛泽东说:“你这想法好,新安江要建大型水力发电站,但你们不能仅想浙江,还要为上海、江苏、安徽作贡献。如果新安江电站装机容量有个几十万千瓦,每年发几十亿度电,那将是对杭州、上海、南京等地的工业一个大推进。”在毛泽东与江华对话时隔1年零2个月,中共中央华东局批准建设新安江水电站。电站建成后的事实证明,当年毛泽东的判断是准确的。目前全球最大的区域电网,也就是华东电网的最初成形就是从新安江水电站建成后开始的。因为在1960年春天,电站第一台和第二台机组投产的同时,一条对于华东电网来说非常重要的输电线路,220千伏新安江经杭州至上海的高压输电线路也架通了。自此,上海璀璨的万家灯火里,也有来自新安江水电站的清洁电能。

同在千岛湖蜜山岛,在山腰建有一石亭名吟诗亭,据称郭沫若就是在这里写下那首著名的吟咏千岛湖诗篇的。对于这个说法,我无从考证,因为在另外一座被称做好运岛的小岛上,立有一碑,上面镌刻的正是郭的诗篇。讨论郭在哪座小岛上写下的诗篇显然不重要,我更感兴趣的是诗篇本身。在以前几乎所有引用郭的这首诗歌时,通常只有这么四句:西子三千个,群山已失高,峰峦成岛屿,平地卷波涛。事实上,全诗还应该加上后面四句:电量夺天日,降危绝旱涝,更生凭自力,排灌利农郊。可能引用者觉得后四句的艺术性不如前四句,也与千岛湖风光相距甚远,所以,就来了个断章取义。实际上,正是郭诗的后四句点出了当年政府决定建设新安江水电站的初衷。发电的确是建电站的主要原因,虽然新安江水电站的发电装机容量不过85.5万千瓦,不足眼下动辄就是100万单机的一台机组,但当年在其建成后,作用绝不可小看,它不光是中国第一座自行设计、自制设备、自己施工建造的大型水利发电站,而且还被人们誉为“长江三峡的试验田”,为后续建设的大型水电站输送了大量人才。

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我还是有一点历史责任感的

由傅作义领导的中国第一任水利部班底中有一位29岁的女子特别引人注目。这位新政府最年轻的副部长名叫钱正英,也许从她跨进水利部大门的那一天起,她就注定要成为中国水利界叱咤风云的人物。钱正英的诞生地嘉兴地处杭州湾畔,京杭大运河穿城而过,停泊在南湖烟雨楼下的那艘红船后来成为一个执政党启航的标志。嘉兴既可观钱塘狂潮,也可看江南的小桥流水人家。所以,千百年来,在这座被潮、湖、河、海润泽的锦绣城市里理所当然地出现了如沈钧儒、王国维、茅盾、李叔同、丰子恺、徐志摩等等数不尽的风流人物。钱正英出生的时候,曾经因曾祖父是清朝军机大臣的钱氏家族已经败落。从小体质虚弱、多愁善感的娇小姐钱正英学习成绩优异,她的家人以为她或许会沿着故土前人曾经走过的道路而成为一名忧郁的诗人或者勤奋的学者,因为在她身上似乎没有丝毫预兆后来居然会投笔从戎,在上海大同大学土木工程系学习三年后去了淮北解放区。钱正英不仅实现了曾留学美国成为中国最早一批硕士的父亲对她提出的希望,成为新中国第一批女工程师并且成长为中国治水女帅。

钱正英终于没有成为一名诗人而成了一位中国工程院院士。但是她的确在修复淮河大堤时写过一首被她自己称作打油诗的诗歌。那一年她只有21岁,她的指挥才能第一次崭露头角。淮河泛滥,两岸一片泽国,钱正英所在的新四军第四师师部和淮北行政署组织修复北岸堤防,钱正英负责修堤的技术领导工作。就在那场修复淮河大堤的过程中,钱正英写了她一生中颇为难得的一首诗:“夕照映远山,大堤临长淮。足下黄水去,天边白云来。跃跃女儿志,浩浩祖国怀。笑指对岸敌,中华屹然在。”

再一次印证钱正英治水才华的是在1948年春天,当时,正在前线忙于为野战部队架桥铺路的钱正英奉命调任山东解放区黄河河务局副局长,并指挥了一场事关两岸百姓生命财产安危的防凌斗争。问题的出现并且越来越严重是由于山东境内的黄河尚未解冻,而纬度较低的上游河段却已冰雪消融,于是,河水下涌形成冰坝,水位越涌越高,若河水继续下泄,溃岸就势不可当。在没有大炮的前提下,钱正英决定在冰上凿窟窿埋炸药炸冰。随着一声巨响,被炸裂的冰凌拥挤着推搡着行进,黄河开河了,洪水警报也因此而解除。第二年,加固黄河堤防的工作全面展开,那一年的九月,也就是在新政府成立前夕,黄河再一次发了大水,但因为加固了堤防,所以没有决堤,也没有给两岸造成危害。当时,钱正英在办公室等候黄河水情报告,她第一次有了一种感觉,她仿佛是在倾听黄河的脉搏,并渴望医治她的创伤。从此,钱正英与水利有了割不断的情缘,用她自己的话说,她已被黄河的巨大魅力所吸引,深深地爱上了她,也深深爱上了水利这门职业。1952年,被长者们称作黄毛丫头的钱正英从华东军政委员会水利部副部长的任上去了北京,担任国家水利部副部长,与傅作义合作共事。那一年,钱正英刚刚29岁。

熟悉钱正英的人都知道她最喜欢林则徐的两句话“海纳百川,有容乃大。壁立千仞,无欲则刚。”她请人书写了并挂在书房里。钱正英对这两句话的理解有她的视角,在她看来,水利工程是非常复杂的事情,是人和自然直接关系的事情,一定要容百家之言,广泛听取不同的意见,特别是反面的意见,要慎重决策,尽量避免失误。在钱正英水利部长任上,她指挥了葛洲坝截流,这是中国人第一次与长江较量并且获得了成功。后来,钱正英又负责了长江三峡的论证。对于她参加三峡论证,其实她的家人是反对的,在她的孩子们看来,母亲已经搞了不少可以光照千秋的水利工程了,为什么要再搞一个挨骂的。孩子们对他们的母亲说,这次搞得不好还得坐班房,杀你的头也不足以谢天下。但是,钱正英在心里对自己说,我还是有一点历史责任感的,搞了那么多年,三峡究竟是怎么回事?我有责任闹清楚。

一个政府官员的电力情结

中国的电力体制改革一直在持续,但也争议不断。2002年实施的网厂分开,也就是电网与发电厂的分离被看作是电力体制改革的重要标志。当时,全球最大的电力公司,即中国国家电力公司被拆分,电网侧分别组建国家电网公司和南方电网公司,发电侧组建中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司,简称中国五大发电集团。作为电力公司的辅业,也组建了中国电力工程顾问集团公司等4家集团公司。事实上,类似的重组一直没有停止,比如实施主辅分离后,中国能源建设集团有限公司又横空出世。而2015年国家电投的重组,则打破了原先五大发电集团的格局,因为国家电投是由中国电力投资集团公司与国家核电技术公司合并重新组建的。综上所述,改革是一个动态的过程,没有一个改革方案,或者说改革措施是一成不变的,它总是在调整中逐步向前推进,一个国家如此,一个行业也是这样。

我曾经就电力发展等若干问题,采访过时任中国国家发改委副主任兼能源局第一任局长的张国宝。张很健谈,对中国电力工业的发展如数家珍,各种与电力有关的数据信手拈来,无论是电网还是发电侧,他都了如指掌。比如,他几乎能一个数字不差地回忆起1978年改革开放前,中国电网的最高电压等级是1972年6月6日建成投产的西北电网龙羊峡-天水-关中的330千伏交流输电线路。其余都是220(110)千伏以下的电网。而在1999年前,中国电网仍然处于各区域电网互不相连状态,也就是各管各的。此后陆续完成了东北电网与华北电网、华中电网与西北电网等的互联互通,乃至完成了海南岛与大陆的联网、大陆向港澳的供电。他还回忆起1989年中国第一条±500千伏直流输电线路——葛洲坝至上海的葛沪直流建成投入使用。这条线路的装备和技术全套购买自BBC公司的产品,后来BBC公司与阿西亚公司合并,就是现在的ABB公司。中国±500千伏和后来的±800千伏特高压直流都是在这个基础上发展起来的。而张国宝对特高压电网建设也一直持乐观和支持态度。

更加有意思的是,张国宝还主张大陆向台湾供电,在张看来,台湾没有能源资源,台湾发电主要靠燃油、燃气、燃煤,同时现有三个核电站,但台湾的第四核能发电厂问题因为政党间的政治争端而搁浅。台湾现有三个核电站产生的核废料虽然数量很少,存放于一个叫兰屿的小岛,设计储量已经接近极限,因为台湾没有核废料处理设施,也一直在寻找解决方案。而台湾岛内反对建核电站的声音依然很大。从专业层面分析,解决台湾岛的供电问题其实并不复杂,从福建平潭到台湾新竹海上距离仅140公里左右,比海南岛的海底电缆长不了太多,所以从大陆通过海底电缆向台湾岛内供电是完全可以实现的。现在的问题不是技术问题,而是政治问题。只要台湾方面有意愿就不难做到。张的主张其实蕴含了能源互联的关系,只不过,在张提出这个设想时,能源互联网的概念还没有提出,至少还没有成形。

青藏联网工程是迄今为止在世界上最高海拔、高寒地区建设的规模最大的输电工程,也称电力天路。因为这条线路的投运,从此西藏电网与西北电网相连,不再成为孤网。张国宝后来专门撰文回忆过青藏联网工程的决策过程。

随着青藏铁路的建成,西藏的经济社会发展加速,电力短缺的问题比较严重,特别是在枯水期显得尤为突出。经过反复论证,为一劳永逸解决西藏的供电问题,还是应当建设青藏联网工程。在枯水期由西北电网向西藏供电;在丰水期,如果今后水电在西藏进一步发展,那么富余的电力则可以向西北供电。但是青藏联网工程的决策也受到了一些未曾到过西藏的专家的质疑。他们质疑的主要理由是认为青藏联网代价太高,主张在西藏建设燃油机组,没有必要建设青藏联网工程。他们还上书国务院领导陈述反对的理由。国家能源局电力司曾计划邀请反对者到西藏实地考察,后来终因反对者年事过高,不宜到西藏考察而放弃。能源局在与国家电网公司多次协商后,还是下决心建设青藏联网工程。着眼长远,国家电网公司则建议青藏联网工程建设±500千伏输变电线路。

然而,一个新的问题发生了。时任国家能源局电力司司长许永盛听了一些人的意见,认为建设±500千伏容量太大,没有必要,建议降低电压等级,用400千伏直流输电。张国宝在获悉这个信息后颇有些纳闷,±500千伏不是一个标准的电压等级吗?为什么要搞一个新的电压等级出来呢?许永盛对张说,直流输电没有什么标准电压等级,多少千伏都可以。张判断,许估计也是听一些专家建议的。这样,国家能源局和国家电网公司在建设什么样的电压等级的问题上产生了意见分歧。僵持了一段时间,张国宝找到时任国家电网公司董事长刘振亚进行协商。协商过程中,刘说为了尽快建设青藏联网工程,国家电网公司决定让步,就按能源局意见建设±400千伏的直流输电线路。经过5年的论证,青藏联网工程终于在争议声中落地。

中国,已经成为名副其实的世界电力大国

现在,我们来回顾一下中国的电力发展史。1882年7月26日,这是一个里程碑日子。这一天,上海第一台12千瓦机组发电,外滩6.4公里的大道上,15盏电弧灯点亮了。这是中国有电的标志。如果推算一下,到2017年,恰好是中国有电135年。

北京有电要比上海稍晚一些。1888年,慈禧太后的寝宫仪銮殿的电灯,是京城亮起的第一盏电灯。后来,北京也有了民用电。此后,全国各大城市纷纷亮灯,光芒开始在中国大地上渐次闪现。1888年7月23日,两广总督衙门亮起广州第一盏电灯。1893年1月7日,张之洞在武昌创办的织布官局装有电灯1140盏,是湖北最早办电的工矿企业。1906年,重庆第一盏电灯在李耀庭卜凤居亮起。

在浙江杭州,1861年,太平天国战乱,杭州西湖孤山南麓,著名的文澜阁被士兵践踏,《四库全书》散落阁外。这一惨状,幸好被两位杭州人发现,他们乘月黑风高之际,潜入文澜阁,用小船将剩余的《四库全书》偷偷运出,来来回回,总共抢运了八千多册,存放于西溪丁家祠堂。这两位了不起的杭州人,一个叫丁申,一个叫丁丙。1895年,丁丙和湖州富商庞元济合资在杭州创办了当时国人自办的最大缫丝厂,这也是浙江民族资本产生阶段的著名企业之一,即杭州世经缫丝厂。次年七月,位于杭州武林门外拱宸桥西如意里的世经缫丝厂建成开工,牌号为“西泠桥”。这一年是1896年,丁丙为世经缫丝厂购买了自备发电机,为缫丝机提供动力。这在当时的浙江,是开了一个先河。或许,连丁丙自己也没有意识到,他投资经营的世经缫丝厂,已经成为浙江有电的标志。1896年,也因此成为浙江有电的元年。

算到1949年,中国电力的前半生烛光般摇曳,全国发电装机总容量只有184.86万千瓦,全年发电量43.1亿千瓦时,分别排在世界第21位和25位。而全年实际用电量34.6亿千瓦时,差不多是浙江杭州萧山区瓜沥镇全年的用电量。算到人均,就更汗颜,人均年用电量是7.94千瓦时,相当于现在我们家庭客厅里的立柜式空调开4个小时的用电量。

其实,中国电力的起步并不晚。我们只比全球率先使用弧光灯的法国巴黎火车站电厂晚7年,甚至比隔壁的日本东京电灯公司早了5年。但国内民生之凋敝,经济之落后,使电力发展举步维艰。

自1882年中国有电到2016年,如果以1949年为界,中国的电力发展可分为前67年和后67年,时间上恰好相当。这两个阶段,各有千秋,都值得书写,但发展的速度和质量,后67年无疑走在前面,是爆发性的。因为到2016年底,中国发电装机容量已经达到16.5亿千瓦,稳居世界第一,如果要做一个比较的话,这相当于五个半英国的发电能力。美国一直是全球排名第一的电力大国,但是在2013年,这个记录被中国刷新。中国超越美国,开始领跑全球电力。要知道,1949年,67岁的中国电力,发电装机总容量是184.86万千瓦,也就是说,2016年底的发电装机容量,相比1949年,增长了891.5倍。同样,另外一组数据也令人吃惊,1949年,中国的发电量在全世界排名第25位;2016年,中国的发电量突破了6万亿千瓦时,位居世界第一,占全球发电量的四分之一。1949年,中国全年实际用电量34.6亿千瓦时,到了2016年,中国全社会用电量59198亿千瓦时,增长1709.9倍。

这其中,中国电力拥有世界上最多的单机100万千瓦以上的超超临界发电机组。无论是火电,还是水电装机容量都名列世界第一。风电和太阳能开发后来居上,中国风电、太阳能发电分别达到14864万千瓦、7742万千瓦,成为全球风电、太阳能发电规模最大的国家,在运核电也达到3364万千瓦。

电网规模和技术也引领世界。1949年,全中国的电力线路加起来只有6474公时。而现在,全中国光是220千伏以上的高压电力线路就有60.91万公里,要是再算上220千伏以下的线路,还得再绕上地球好多圈。并且,中国已拥有世界上最高电压等级的±800千伏直流输电和1000千伏特高压交流输电线路。在建的特高压电网技术实现中国创造和中国引领。由此,我们可以得出一个结论:中国,已经成为名副其实的世界电力大国。

 

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第三章 地球在变暖

警惕:二氧化碳排放量增加

地球在变暖归根结底是一个气候问题。或者说是一个环境问题。想要了解地球变暖的原因,先得搞清楚地球是怎么回事,人类在地球上是如何活动的。只是无论我怎么努力,都无法想象地球的起源,或者说它在46亿年前形成时的模样,以及在漫长的运动过程中,地球上所发生的一切。为此,我找出了英国人理查德·福提所著的《地球简史》,这部厚厚的神奇的地理探险读物向我展示了地球的种种奇观,但是,作者除了告诉我大陆架是移动的,地面时而凸起时而塌下,山脉和海洋起伏不平,除此以外,我依旧对地球变暖,尤其是它所带来的危害知之甚少。在我周围,和我持相同观点的人不在少数,这是危险的。如果我们对自己居住的星球正在发生的变化浑然不知,并放任自流,那么,地球的生命周期将大大缩短。关心地球,就是关心人类自己。拯救地球,就是拯救人类自己。

其实,以下这段文字在我们学习地理课的过程中早已熟知,它描述清晰、逻辑严密、语言流畅,是介绍地球的最佳范本。经过我的重新排列,这些汉字依旧充满魅力。所谓地球,是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序排为第三颗。它有一个天然卫星,就是我们肉眼能够看到的月球,二者组成一个天体系统,即地月系统。地球作为一颗行星,远在46亿年以前起源于原始太阳星云。地球会与外层空间的其他天体相互作用,包括太阳和月球。地球是上百万生物的家园,包括人类,地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一天体。地球赤道半径6378.137千米,极半径6356.752千米,平均半径约6371千米,赤道周长大约为40076千米,地球上71%为海洋,29%为陆地,所以太空上看地球呈蓝色。

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这是一部以能源工业为题材的作品。当下,世界能源工业发展突飞猛进,作品从电的由来开始介绍,一直讲到当下全球能源互联网时代,书写了能源领域发展简史,作品遵循“全球视角、简史写作”的创作原则,对全球能源互联网这一“中国方案”的来龙去脉及其与地球环境和人类生产生活之间的复杂关系,以独到的视角,深入浅出的笔调,进行了多角度、多层次的阐述,在能源领域充分显示了中国的强劲发展势头。

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