启航娱乐-官网注册能源是人类社会最重要的科学与工程问题之一。新能源（包括光电，风电，生物质柴油等等），则与传统能源（比如：煤炭，石油）形成对比，因此我们称它为“新”。相比于在漫长的地质过程中形成的传统能源，新能源具有很多优势。其中最典型的特征，便是新能源往往是可再生的。

　　另外，现代化学工程行业也是基于石油和煤炭的。无数的工程材料，从塑料到润滑剂再到药品都需要用到基于石油和煤炭开发的化工产品。因此，凡是被直接应用于能源的石油和煤炭多了一点，可以被应用在石油化工工程里的原料就自然少了一些。

　　同时，众所周知，燃烧石油和煤炭等传统能源，会产生二氧化碳，二氧化硫等温室气体，加剧地球的温室效应。

　　从山丘到基地，从北极到低地国家的海滨，从冰川到农场，无数的生态系统都面临着温室效应的挑战。比如出产于德国摩泽尔河谷的著名的“雷司令”葡萄酒，由于雷司令是一种喜阴湿气候的葡萄，如今摩泽尔河谷越来越热的气候让雷司令葡萄酒的品质也越来越不稳定。这对当地人民的生计也造成了很大的影响。

　　保护环境，就是保护可爱的动物，也是保护像摩泽尔河谷雷司令葡萄酒这样的优质产品，优质文化。而采用新能源，能够让我们从根本上解决传统能源所带来的问题。这将是人类技术发展的一个新阶段。与此同时，发展新能源，也将创造一个又一个新的重大的商业机会，创造一个又一个的商业奇迹。就像人类在上一波能源变革时代，走出的至今为人传颂的石油大亨洛克菲勒家族那样，处于我们这个时代，在各个领先的工业国家，一定会出现一个又一个的传奇英雄。

　　与挖一点就少一点的传统能源不同，新能源是实时的，可再生的。因此，只要不断提高能源的转化效率，比如风电从风能到电能的转化效率，光伏发电从光能到电能的转化效率，光热技术从光能到热能的转化效率，那么自然，新能源发电（以及各类利用新能源的技术）的成本一定会降低，用新能源发电，也自然会变成一门越来越赚钱的生意。

　　而要降低新能源发电的成本，就必须不断地进行科技创新。科技创新是经济发展的源动力。随着科技创新的发展，新能源发电的成本自然也就不断降低。以风力发电为例，数值天气预报，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics）以及高性能碳纤维材料的应用，会让风力发电的成本越来越低，效果越来越好。

　　以光伏技术为例，以硅技术为代表的第一代太阳能电池，以薄膜技术为代表的第二代太阳能电池，以及包含了各种新创造，新概念的第三代太阳能电池，每一代均在设计思想和结构上有独到之处。对太阳能电池体材料，表面，电极，直到太阳能发电系统进行的大量优化，让太阳能发电的成本在过去20年内飞速下滑，如今，其综合成本甚至要低于曾经以廉价著称的火力发电【3】。

　　二十世纪工程物理学最重要的发现之一就是提拉法和区熔法这两种晶体生长的方法。尤其是利用提拉法和区熔法做晶体，成本变得越来越低，产量变得越来越大以后，许多技术可以得到大规模应用。其中就包括光伏。以沙子（粗二氧化硅）为原料，用改良西门子法生成粗硅，再采用提拉法生成硅单晶如今已经是一门非常成熟的技术。这保证了大规模的电子工程行业可以使用便宜的硅。

　　而在光伏行业，硅电池技术从最早的Al-BSF，PERC，PERL，PERT，再到现在的IBC，HBC，HJT和TOPCon，不同的设计结构让电池的转化效率稳步提升。而钙钛矿等新太阳能电池技术的出现，也让太阳能电池行业有了越来越多的新可能。

　　2023年的太阳能电池效率表，图片来源：美国国家可再生能源实验室 【4】

　　我们需要知道的关于新能源的第二部分内容便是，作为一种工程的新能源，会催生许多新的需求。而这些新的需求，也会带来新的机会。我们知道，19世纪的工业化以及国家/社会运动与铁路建设密切相关。铁路促成了工业化，铁路也催生了统一的国家。20世纪汽车的发展，也催生了公路交通建设。新能源的发展，会带动一系列产业的进步。最典型的，包括储能行业，特高压电力输送行业。

　　那么什么是储能呢？我们知道新能源发电具有及时性。那么怎么把这些能源存下来呢？就像笔者出生在我国的西北地区。在过去，水利建设还没有那么发达的时候，山西和陕西还有甘肃的农村都有水窖，要在下雨的时候把水集中起来，存起来。储能就是类似于这样的一个过程。我们用电池，飞轮（也就是一种机械的储能方法）等方法，把能源集中的储存起来【5】。

　　特高压输电，是我国在能源技术领域领先全世界的技术之一。全世界最早，美国日本前苏联以及意大利都曾经研究过。但只有我国真正把这个技术做好，做起来了。到目前为止，我国已经建设了数十条横跨南北，东西的特高压输电线】。这充分的利用了我国地大物博的特点，能够把新疆和西藏的能源，更进一步的嵌入到我国的工业体系里，服务于我国的经济发展，工业建设以及社会进步【7】。

　　最后，就是我们还需要知道，尽管新能源携环保之名而来，我们并不能简单的把新能源和环保划等号。要知道，在几十年前汽车刚出来的时候，也被认为是环保产品：因为，它解决了城市里马车，马粪的污染。

　　开采与新能源相关的矿石（比如制造电池所需要的锂矿，钴矿等），生产与新能源相关的化学品（比如碳纤维，氢氟酸等），运输这些产品，其实都会造成一些排放，以及一些可能的与化学品相关的污染和环境破坏风险。我们一方面不能因噎废食，放弃新能源的发展；另一方面，我们也需要关注新能源带来的“新”问题。

　　[4] 图片来自美国国家可再生能源实验室（NREL）的网站。是直到2023年，不同的实验室太阳能电池最高效率表。

　　[6] 图片来自：中国储能网。广州智光集团是一家专注于能源领域的高科技上市公司。

　　[7] 人民日报经济科技频道社论：特高压输电：以无数全球之最铺就电力“高速公路”--经济·科技--人民网 (

　　本文作者王睿勐，系澳大利亚新南威尔士大学（UNSW）光电工程博士研究生，分别于四川大学（SCU）获得材料物理学学士学位和美国伊利诺伊大学香槟分校（UIUC）材料工程硕士学位。作者主要研究兴趣为IT、半导体、新能源，同时对软件工程与数据科学感兴趣；曾兼职工作于腾讯公司数据科学家。

　　中科通发经济与社会研究中心以“跨学科”、“跨领域”、“跨文化”、“多视角”为基本理念，以“关注时代需求”为研究主旨，以“促进经济与社会发展”为核心使命，致力于拓展有关当代中国发展议题的前沿。