从新型制造业的兴起看发展能源互联网的必要性

中国制造

　　工业革命总是与技术革命相伴而生。蒸汽机的出现促成了近代集约化生产方式的形成，大大促进了生产力的发展，引发了第一次工业革命，同时也极大促进了化石能源的开采和利用。发电机、电动机的发明以及远距离输电技术的出现，将人类带入大批量生产的电气时代，造就了第二次工业革命，同时也形成目前现代电网中集中电力生产传输的格局。第一次、第二次工业革命的模式是，技术革命引发生产方式的革命，生产方式的革命导致能源供给体系的变革。

　　进入二十一世纪，技术发展和更新的周期越来越短，对产业的影响也越来越大，一项新技术可以催生或毁灭一个价值千亿乃至万亿的产业。例如，高像素的成像芯片及先拍后聚焦技术已经对整个传统光学相机业造成了巨大的威胁，这两项技术有可能彻底颠覆日本在传统相机产业和专利大国的地位。

　　新型制造技术成为引领未来制造业变革的重要技术之一

　　以3D打印技术为典型代表的新型制造技术成为引领未来制造业变革的重要技术之一，该技术有可能从根本上改变生产组织方式。3D打印技术是通过电脑辅助设计技术完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者采用分层加工、迭加成形，即将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。其工作原理与普通打印机基本相同，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

　　2011年11月，3D打印机在欧洲模具展中展出，并当场“印制”了一把锤子，这把锤子有整洁的仿木手柄和金属锤头。据国外报道，利用3D立体打印可以制造出生活用品、交通工具，甚至还可以制造出武器和人体器官。理论上讲，几乎所有的塑料制品和复合材料制品都能够利用3D打印机进行生产。同时，3D打印机还能够满足个性化和多样化的需求，即需求者就是设计者。
　　3D打印机所描绘的制造模式便是未来制造业的缩影。今天工厂根据你的设计制造一把锤子，你得花上数千美元。因为厂家要先制造一个模具，浇铸好锤头，用机器抛光，再削一根木柄，最后将各部分组装起来。用这个法子定制一把锤子确实贵得离谱，但只要生产数千把，单个锤子的成本就会大大减少，这就是规模经济效应。而对3D打印机来说，这个效应显然没那么重要了，因为它的软件可以定制，制造出任何你想要的产品。不管是单件产品的生产，还是批量化生产，机器的设置和生产成本不变，就像办公室里的二维打印机，打印一个字母和一堆不同字母的成本是不变的。3D打印技术的出现，使得个人可以生产出以前一个和几个工厂所有工人所生产的产品时，个人工厂的出现已经不再遥远，同时，结合网络经济模式，每个人通过网络相互连接，可以分工协作，制造出目前集中大规模制造才能生产出的复杂产品。

　　新型制造技术的单个产品生产成本与大规模生产的单位产品成本的无差将颠覆传统的规模经济理论。大规模产品生产优势的削弱使得中小企业甚至个体企业家变得更具有竞争力，并使集约式的生产模式向着分布式生产的方向发展。此外，新型制造技术可以极大的释放人的创造力和想象力，使创新经济商业模式成为可能。

　　一台笔记本电脑和一个3D打印机便可完成产品的制造，同时将导致劳动力成本占总成本的比例会越来越小，新兴国家的低劳动力成本优势将急剧下降。靠廉价劳动力获得大量就业岗位的新兴国家，可能又要将这些岗位拱手让给发达国家，并改变世界产业格局。

　　新型制造技术未来将对我国制造业造成较大冲击

　　当今的中国是充分借助廉价的劳动力打造出了以制造业为主体的中国经济。我国制造业的构成分为三部分：第一部分是轻工业、纺织工业和日用品的制造，大约占制造业总产值的30.24%；第二部分主要是资源加工，包括石油化工、橡胶、非金属、金属冶炼，大约占比33%；第三部分是机械、电子类制造业，大约占比35%。随着新型制造业的发展，目前已经有国外公司使用3D打印技术在本国生产原来需要到我国来设计生产的部分轻工业、纺织工业、日用品及零配件。加之，我国的劳动力成本近年来持续上升，廉价劳动力优势不断减小。新型制造技术的发展使劳动力成本占总成本的比例不断减小，我国在劳动力成本的优势将急剧萎缩，如果按这种趋势发展下去，这将对我国东南沿海的中小制造业企业产生巨大冲击，使我国很多制造行业面临生存危机。

　　同时，新型制造技术将影响我国的国家安全。我国以外向型经济为主，外向型经济作为国家安全和和平的支柱之一，一直发挥着不可或缺的战略缓冲作用。一旦这种柔性的战略缓冲被削弱或丧失，国家安全在战略上必然会受到影响。新型制造技术的出现会影响我国的外向型经济格局，从而改变我国的战略安全形势。

　　促进新型制造技术与能源互联网的发展，挑战与机遇并存

　　新型制造技术是一种生产过程从集约到分布的加速器。如果说传统生产过程的高度集中带来的是生产环节的复杂化和分工的精细化，那么新型制造技术则是将生产环节大大简化，导致生产向分布式的方向发展。这种生产模式的分布化自然要求能源供应能够实现分布化。随着第二次工业革命和石油世纪的最后阶段的到来，将迫使人类必须迅速过渡到一个全新的能源体制，现有的能源供应模式无法满足未来分布式制造的需求。

　　为满足未来分布式制造的这种全新的产业趋势，需要新型能源供给方式，分布式、共享型可再生能源将成为能源供给发展的趋势。这种供给方式不仅能够满足未来新型制造业发展的需要，同时能够避免化石燃料的工业活动引发的气候变化。

　　里夫金提出，互联网技术和可再生能源将结合起来所构成的能源互联网，将是实现能源分布式供应的一种有效模式。我国拥有丰富的可再生能源，其中海上风能资源占世界的四分之三。根据2009年一项由哈佛大学与清华大学联合进行的研究成果表明，只要我国提高补贴和改善输电网络，至2030年风力发电就可以满足中国所有的电力需求。而且，我国也是世界上太阳能资源最为丰富的国家之一。因此，我国具有发展能源互联网的优越的自然条件。

　　能源互联网作为新型制造技术的基础设施，在未来产业革命中具有举足轻重的作用。如果我国在本世纪上半叶能够快速发展能源互联网，将极大推动我国新型制造业的发展和对传统制造业的升级换代改造的进程，为建设生态文明提供了强有力的技术支撑，并为我国成为下一次产业革命的领导者提供了一个重要的战略机遇。届时，我国极有可能成为亚洲的龙头，引领亚洲进入下一个伟大的经济时代，成为未来产业革命的主要力量，推动整个亚洲实现向“后碳”社会的转型。

来源: 科技日报网络版

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