為什么摩爾定律不適合環(huán)??萍夹袠I(yè)?
認(rèn)為環(huán)??萍夹袠I(yè)需要遵循摩爾定律的論調(diào)獲得了正反兩方面的聲音。
沒(méi)有人能回答這樣問(wèn)題,以下是我的淺見(jiàn):幾乎所有的科技都隨時(shí)間的推進(jìn)進(jìn)步,但要讓環(huán)??萍家餐瑯幼裱璉T行業(yè)的金科玉律,摩爾定律擁護(hù)者們必定要失望。
如何迅速將我們巨大的能源系統(tǒng)變得更清潔是一個(gè)重要問(wèn)題,尤其是有越來(lái)越多的政要鼓吹用能源研究來(lái)提高國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的時(shí)代背景下。
樂(lè)觀者們說(shuō),如果我們有環(huán)??萍夹袠I(yè)的摩爾定律,我們可以迅速?gòu)氖蜁r(shí)代過(guò)度到清潔能源時(shí)代。
何謂摩爾定律?摩爾定律是英特爾創(chuàng)始人戈登摩爾創(chuàng)造的,即每18個(gè)月,晶體管的數(shù)量會(huì)翻番,40年來(lái),這一定律屢試不爽。
上周,我在采訪美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署E獎(jiǎng)金獲得者時(shí),問(wèn)能源部長(zhǎng)Steven Chu,是否環(huán)保科技行業(yè)也存在摩爾定律。Chu上周表示,美國(guó)需要采取措施加快清潔技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新,他說(shuō),中國(guó)正在迅速擁抱能源技術(shù)。
他認(rèn)為,摩爾定律有類似的可比性,但要適用于環(huán)保科技行業(yè),需要一些條件。
他說(shuō):“事實(shí)上,每種科技都遵循一種摩爾定律,這包括能源科技。我的意思是,如果你投入巨資,成本將以指數(shù)級(jí)方式下降。不過(guò),話雖如此,各個(gè)領(lǐng)域的摩爾定律是不同的。”
例如,在太陽(yáng)能光電領(lǐng)域,每瓦特光電裝置安裝的成本大約是4美元。未來(lái)幾年,這一成本將下降至2美元,但如果這一數(shù)字下降至1美元,那么太陽(yáng)能電力將普及,補(bǔ)貼也將取消。
不過(guò),從2美元下降到1美元,你無(wú)法依靠現(xiàn)有的生產(chǎn)廠來(lái)完成。這就是環(huán)保擁護(hù)者們呼吁聯(lián)邦政府需要長(zhǎng)期對(duì)清潔能源研究進(jìn)行投資的原因。
他說(shuō):“研究絕對(duì)是必要的,因?yàn)槲覀兡壳暗募夹g(shù)無(wú)法將成本降到1美元。從4美元降到3美元,僅僅需要生產(chǎn)率提高,大規(guī)模生產(chǎn),如此等等,但要達(dá)到1美元的成本,你真的需要新的點(diǎn)子,更好的性能。”
技術(shù)樂(lè)觀派
越來(lái)越多的人認(rèn)為美國(guó)應(yīng)該取得這樣的技術(shù)突破。
上周,總統(tǒng)科技顧問(wèn)團(tuán)建議,美國(guó)應(yīng)出臺(tái)一個(gè)4年清潔能源創(chuàng)新促進(jìn)計(jì)劃。美國(guó)創(chuàng)新委員會(huì)也建議說(shuō),能源研究投入要以三倍以上的速度進(jìn)行才行,該機(jī)構(gòu)成員包括洛克西勒馬丁公司CEO Norman Augustine,比爾蓋茨,風(fēng)險(xiǎn)資本家John Doerr,通用電氣CEO Jeff Immelt。
媒體專欄作者Thomas Friedman在其專欄中已經(jīng)使用摩爾定律來(lái)衡量環(huán)??萍夹袠I(yè)有些時(shí)日了。年初,他撰文說(shuō),電動(dòng)汽車每英里成本每18個(gè)月下降一半,該論調(diào)獲得了電動(dòng)車公司Better Place CEO Shai Agassi的支持。
英特爾環(huán)??萍技瘓F(tuán)總經(jīng)理Lori Wigle今年初表示,英特爾準(zhǔn)備將摩爾定律引入電網(wǎng)行業(yè)。通用電氣環(huán)保部門(mén)前CEO Steve Fludder表示,像“直驅(qū)風(fēng)力渦輪機(jī)”與薄膜太陽(yáng)能電池等新技術(shù)證明,能源科技能夠遵循半導(dǎo)體行業(yè)的規(guī)律。
就在幾年前,LED照明還過(guò)于昂貴,不適合家庭使用?,F(xiàn)在,LED制造商們表示,LED照明生產(chǎn)與質(zhì)量已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代,廠商們能夠大批量的制造與銷售LED燈。根據(jù)“Haitz定律”,LED產(chǎn)出每18個(gè)月會(huì)翻番,兩年間,原來(lái)40美元或50美元的60瓦LED燈價(jià)格已經(jīng)下降至10美元。
不需要小型化
不過(guò),假如著眼整個(gè)綠色環(huán)??萍夹袠I(yè),摩爾定律的局限性就凸顯出來(lái)了。摩爾定律創(chuàng)建了一套很好的理想模式,一種快速改進(jìn)技術(shù)的激勵(lì)方式。但能源行業(yè)與半導(dǎo)體行業(yè)存在某些本質(zhì)上的差別。
首先,想想信息技術(shù)已經(jīng)在你的生活中發(fā)生了多么巨大的改變吧。還有人記得用現(xiàn)在已經(jīng)絕跡的IBM PC,128bit 調(diào)制解調(diào)器上網(wǎng)的情形嗎?即使不是數(shù)字行業(yè)熟手的人也吃驚于計(jì)算能力在我們時(shí)代發(fā)生的巨大改變,再看看今天的手機(jī),平板電腦等強(qiáng)大數(shù)碼產(chǎn)品吧。
相反,清潔能源的進(jìn)步,從木材到煤炭,再到石油,這一過(guò)程花了好幾十年的時(shí)間??茖W(xué)與工程歷史小說(shuō)作者Vaclav Smil就對(duì)清潔能源迅速普及潑了冷水,他認(rèn)為,行業(yè)架構(gòu)越大,變革就來(lái)得越緩慢。
另外,小型化對(duì)能源技術(shù)沒(méi)有裨益,這一點(diǎn)與電腦行業(yè)不同。為了降低電力成本,一塊太陽(yáng)能電池需要更有效率的將光能轉(zhuǎn)化為電能,并且讓制造與安裝這種電池的成本變得更便宜。電池體積的減小會(huì)降低捕捉光能的面積,因此體積的變小不是太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)的主要考慮重點(diǎn)。
部分環(huán)??萍夹袠I(yè)的專家并不看好摩爾定律在這一行業(yè)發(fā)揮魔力。IBM一位重要能源存儲(chǔ)科學(xué)家9月在接受采訪時(shí)說(shuō),當(dāng)談?wù)撾姵貢r(shí),忘了摩爾定律吧,兩者沒(méi)有相似性。
就連技術(shù)樂(lè)觀派的比爾蓋茨年初也說(shuō),IT行業(yè)已經(jīng)讓人們想當(dāng)然的認(rèn)為其它行業(yè)的技術(shù)將發(fā)生迅速變革。
蓋茨說(shuō):“我們都被IT模式給寵壞了,并且搞糊涂了,指數(shù)級(jí)的改進(jìn),這種事情很難發(fā)生,尤其是電池,它具有嚴(yán)重的物理局限性。我正在資助5個(gè)電池初創(chuàng)企業(yè),這一行業(yè)可能會(huì)有50家公司脫穎而出,但這是一個(gè)相當(dāng)困難的問(wèn)題。可能無(wú)法以任何一種經(jīng)濟(jì)方式來(lái)解決這一問(wèn)題。”
再舉非食物制成的生物燃料為例。一些前IT行業(yè)專家轉(zhuǎn)入生物燃料的開(kāi)發(fā),他們希望能快速制成產(chǎn)品,投放市場(chǎng),但在可以預(yù)見(jiàn)的時(shí)間內(nèi),還沒(méi)有人能將這一技術(shù)商業(yè)化。
展望未來(lái)
那么,比爾·蓋茨都說(shuō)電池等事物并不會(huì)遵循摩爾定律,這是否意味著我們的能源系統(tǒng)將仍然停留在19世紀(jì)的水平?不是的。
比如,很多科學(xué)家在致力能源存儲(chǔ)研究,能源存儲(chǔ)的效率在提高。效能的改進(jìn)為未來(lái)清潔能源技術(shù)的研究,實(shí)施奠定了基礎(chǔ),不過(guò),能源行業(yè)的絕大多數(shù)研究需要很長(zhǎng)的時(shí)間。
資金與政治也是討論的要素。與能源相關(guān)的技術(shù)開(kāi)發(fā)需要投入大量的資本,這些錢(qián)的規(guī)模遠(yuǎn)超開(kāi)發(fā)一項(xiàng)成功的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。風(fēng)險(xiǎn)資本家John Doerr指出,燃料電池廠商Bloom Energy已經(jīng)提出至少2.5億美元資金申請(qǐng),而Google在上市前獲得的資本僅有2500萬(wàn)美元。
另外,政策的變革也比較緩慢。 Google前清潔能源專家Dan Reicher說(shuō):“即使技術(shù)上取得了進(jìn)步,政策與資本的跟進(jìn)也不見(jiàn)得快。”
要說(shuō)明的是,承認(rèn)清潔能源時(shí)代的到來(lái)要花很長(zhǎng)時(shí)間,并不意味著我們應(yīng)當(dāng)煩惱。我們應(yīng)當(dāng)明白清潔能源體系建設(shè)的困難性,要以打持久戰(zhàn)的態(tài)度從事相關(guān)研究。