非常規(guī)能源異軍突起，美國(guó)制造業(yè)回歸受關(guān)注

　　美國(guó)《華爾街日?qǐng)?bào)》記者格里高利·祖克曼在今年出版的新書《水力壓裂者》中，這樣評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣鉆井“水力壓裂技術(shù)”的開(kāi)拓者喬治·米歇爾：“他的影響最終或能與亨利·福特、亞歷山大·貝爾比肩”。福特引入大規(guī)模流水線生產(chǎn)汽車，帶來(lái)工業(yè)生產(chǎn)方式的革命，而“電話之父”貝爾是現(xiàn)代通訊技術(shù)的先行者。

　　美國(guó)頁(yè)巖氣革命是水平井和水力壓裂等技術(shù)日臻成熟的結(jié)果。判斷頁(yè)巖氣是否會(huì)帶來(lái)能源革命，一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)在于其開(kāi)發(fā)量是否充足，以及是否具有持續(xù)性。本報(bào)記者近日采訪的多位能源專家認(rèn)為，2013年美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量增長(zhǎng)超出預(yù)期，頁(yè)巖氣對(duì)美國(guó)能源結(jié)構(gòu)具有革命性影響。

　　根據(jù)美國(guó)能源信息署今年10月發(fā)布的報(bào)告，頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率正在提高。2013年夏天美國(guó)首度超過(guò)俄羅斯，成為世界石油和天然氣總產(chǎn)量最大的國(guó)家。據(jù)預(yù)測(cè)，美國(guó)2040年天然氣產(chǎn)量將比2012年增加56%，年產(chǎn)量達(dá)到約1萬(wàn)億立方米。

　　中石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院原總工程師張抗接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，在美國(guó)，以頁(yè)巖氣和致密油為代表的能源異軍突起，價(jià)格降低，形成了促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大推力，已經(jīng)開(kāi)始帶動(dòng)以化工、鋼鐵為代表的制造業(yè)回遷。張抗認(rèn)為，坐擁頁(yè)巖氣的繁榮，美國(guó)能源底氣進(jìn)一步加強(qiáng)。更為重要的是，非常規(guī)能源的迅猛發(fā)展，使美國(guó)發(fā)展和利用可再生能源的步伐變得更加從容。

　　美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬今年12月初發(fā)布總統(tǒng)令，要求美聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)在未來(lái)7年將可再生能源在整體能耗中的比例，由現(xiàn)在的7%增加至20%。白宮表示，此舉將有助于聯(lián)邦機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在2020年前將溫室氣體排放較2010年降低28%的目標(biāo)。

　　但是，廈門大學(xué)能源經(jīng)濟(jì)研究中心主任林伯強(qiáng)在接受本報(bào)記者采訪時(shí)認(rèn)為，由于非常規(guī)天然氣和致密油仍然是化石能源，在開(kāi)采過(guò)程中易造成地下水污染，相關(guān)的環(huán)境問(wèn)題今年也引發(fā)更大爭(zhēng)議。他認(rèn)為，從現(xiàn)實(shí)的角度推測(cè)，非常規(guī)天然氣和石油的豐裕和成本走低，將可能壓縮可再生能源在美國(guó)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，客觀上給可再生能源發(fā)展帶來(lái)阻礙。

　　德國(guó)能源轉(zhuǎn)型陷困境，新能源普及知易行難

　　就在美國(guó)擁抱能源繁榮之時(shí)，德國(guó)的能源綠色轉(zhuǎn)型遇上了“冷空氣”。由于缺少石油和天然氣，德國(guó)在2010年公布了“能源轉(zhuǎn)型”政策文件，大力推動(dòng)從化石能源向可再生能源的過(guò)渡。2011年，德國(guó)將目標(biāo)進(jìn)一步細(xì)化，計(jì)劃在2020年把可再生能源發(fā)電比例提至35%，2050年達(dá)到80%。依托政策和技術(shù)支撐，德國(guó)的可再生能源利用已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前德國(guó)可再生能源發(fā)電比例已達(dá)25%。

　　然而數(shù)字上的成功卻遮擋不住現(xiàn)實(shí)中的種種難題。一方面，由于當(dāng)前新能源電價(jià)與常規(guī)電價(jià)存在成本差異，德國(guó)政府多年來(lái)持續(xù)不斷地為綠色能源產(chǎn)業(yè)提供巨額補(bǔ)貼。普通民眾和小企業(yè)不得不負(fù)擔(dān)新能源附加稅，已經(jīng)對(duì)政府政策提出公開(kāi)質(zhì)疑。目前，德國(guó)民用電價(jià)比相鄰的法國(guó)高出1/3，甚至達(dá)到美國(guó)的3倍。據(jù)預(yù)計(jì)，德國(guó)明年的綠色能源補(bǔ)貼總額將可能超過(guò)236億歐元；另一方面，在目前電力儲(chǔ)存技術(shù)瓶頸尚未突破的情況下，太陽(yáng)能和風(fēng)能的間歇性，導(dǎo)致德國(guó)的電力供應(yīng)“靠天吃飯”。2011年日本福島核泄漏事故后，德國(guó)政府決心擯棄核電，當(dāng)年即關(guān)閉8個(gè)核電廠，承諾在2022年前關(guān)閉所有核電廠。如此一來(lái)，在新能源電力供應(yīng)不足之時(shí)，就不得不加大火電生產(chǎn)，顧不得碳排放，要不然就是從鄰國(guó)購(gòu)電。

　　德國(guó)能源轉(zhuǎn)型之痛，一方面因“天時(shí)”而起，日本福島核事故“意外地”加速了“去核電”進(jìn)程，使得“忽上忽下”的新能源發(fā)電缺少后備電源，而經(jīng)濟(jì)的不景氣致使傳統(tǒng)能源價(jià)格走低，加上美國(guó)頁(yè)巖氣革命，可再生能源喪失更多價(jià)格優(yōu)勢(shì)；另一方面，德國(guó)新能源轉(zhuǎn)型，在基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)配備上尚顯不足，智能電網(wǎng)投資乏力和電力儲(chǔ)存技術(shù)瓶頸成為制約新能源發(fā)展的重要因素。

　　根據(jù)歐盟委員會(huì)今年5月的統(tǒng)計(jì)，在2005年至2012年間，天然氣價(jià)格在美國(guó)降低了66%，在歐洲則上漲了35%。這讓歐盟領(lǐng)導(dǎo)人特別是德國(guó)很擔(dān)心未來(lái)工業(yè)企業(yè)受廉價(jià)能源驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向美國(guó)投資興業(yè)，從而削弱歐盟競(jìng)爭(zhēng)力。作為世界化工巨頭之一的德國(guó)巴斯夫公司已經(jīng)將其部分生產(chǎn)和研發(fā)投資轉(zhuǎn)移到美國(guó)。目前美國(guó)的天然氣價(jià)格只有德國(guó)的1/3，工業(yè)電價(jià)也只有德國(guó)的一半。德國(guó)政府表示，將在明年4月公布對(duì)可再生能源政策進(jìn)行根本性改革的方案，降低民用電價(jià)，同時(shí)將保持對(duì)大型企業(yè)給予電價(jià)特殊待遇。未來(lái)能源轉(zhuǎn)型之路何去何從，對(duì)德國(guó)是個(gè)很大的考驗(yàn)。

　　中國(guó)人民大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授賈根良對(duì)本報(bào)記者表示，前兩次工業(yè)革命史表明，新舊兩種能源體系之間的對(duì)立和沖突將對(duì)國(guó)家盛衰產(chǎn)生重大影響。有研究表明，由于技術(shù)、思維、既有利益等多方面的路徑依賴，英國(guó)固守煤炭和舊產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致在第二次工業(yè)革命中失守世界領(lǐng)導(dǎo)地位。美國(guó)和德國(guó)在第二次工業(yè)革命實(shí)現(xiàn)“跳躍式發(fā)展”的歷史經(jīng)驗(yàn)表明，盡早進(jìn)入“可再生能源革命”技術(shù)經(jīng)濟(jì)體系很可能是實(shí)現(xiàn)國(guó)家跨越發(fā)展的良機(jī)。 

　　3D打印對(duì)規(guī)模大生產(chǎn)形成有益補(bǔ)充，制造業(yè)“智能化”趨勢(shì)增強(qiáng)

　　作為全球3D打印領(lǐng)域領(lǐng)先的生產(chǎn)和服務(wù)商，美國(guó)“3D系統(tǒng)”公司被《財(cái)富》雜志評(píng)為2013年全球100家增長(zhǎng)最快的公司之一。

　　去年，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布重振美國(guó)制造業(yè)的計(jì)劃，決定投入100億美元，建立15個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新研究院，其中包括對(duì)3D打印的專門研究。

　　當(dāng)前，無(wú)論是波音、空客等大飛機(jī)的零部件制造，還是耐克、阿迪達(dá)斯等體育用品的雛形設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，都引入了3D打印技術(shù)。該技術(shù)在推動(dòng)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)和縮短研發(fā)流程方面表現(xiàn)不凡。英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》今年6月報(bào)道稱，過(guò)去阿迪達(dá)斯測(cè)試一款新鞋通常要12名技師工作4至6周，現(xiàn)在通過(guò)3D打印，只要一兩天，而且效果好得多。

　　專家普遍認(rèn)為，3D打印技術(shù)的主要應(yīng)用在于提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和降低研發(fā)成本，以及滿足消費(fèi)者的定制服務(wù)需求。3D打印技術(shù)對(duì)越是復(fù)雜精工、傳統(tǒng)制造工藝難以完成的零部件生產(chǎn)，越具有優(yōu)勢(shì)，其價(jià)值更多體現(xiàn)在研發(fā)和設(shè)計(jì)等“前端環(huán)節(jié)”，而它替代以大規(guī)模生產(chǎn)為特征的傳統(tǒng)流水線制造業(yè)并不現(xiàn)實(shí)，更多是傳統(tǒng)大規(guī)模制造業(yè)生產(chǎn)的有益補(bǔ)充。這一技術(shù)應(yīng)用的廣闊前景在于，與互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及生產(chǎn)智能化趨勢(shì)聯(lián)系在一起，成為新興制造業(yè)革命的一部分。

　　中國(guó)社科院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所鄧洲博士告訴本報(bào)記者，新的制造業(yè)革命所包含的變化不只是3D打印技術(shù)，最核心的變化是反映在制造業(yè)生產(chǎn)方式和組織方式的顛覆上。目前制造業(yè)最重要的轉(zhuǎn)型之一是“智能制造”對(duì)“自動(dòng)化制造”的替代。智能化的工業(yè)機(jī)器人能夠自我修正錯(cuò)誤，甚至自主進(jìn)行工藝改進(jìn)和流程優(yōu)化，無(wú)需看護(hù)和調(diào)試。

　　制造業(yè)的“智能化”趨勢(shì)對(duì)未來(lái)全球制造業(yè)格局具有深遠(yuǎn)意義：工廠設(shè)在勞動(dòng)力相對(duì)低廉國(guó)家和地區(qū)的必要性將逐漸減弱，而生產(chǎn)前期的“設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)成為決定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。

　　賈根良認(rèn)為，迄今為止，信息技術(shù)革命主要表現(xiàn)在對(duì)腦力勞動(dòng)的替代上，而今后，人工智能等科技進(jìn)展將在制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、流通等領(lǐng)域進(jìn)一步解放人的體力勞動(dòng)，逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)整體智能化。以機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為例，據(jù)國(guó)際機(jī)器人工業(yè)聯(lián)合會(huì)預(yù)測(cè)，不久的將來(lái)中國(guó)將成為全球最大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。但值得注意的是，目前國(guó)外機(jī)器人品牌占據(jù)了我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)90%的份額，德、美、日等國(guó)在信息化和制造業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域中仍占據(jù)著國(guó)際制高點(diǎn)。

　�。ū緢�(bào)記者 于宏建 牟宗琮 牛瑞飛 李應(yīng)齊）  

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　　2013國(guó)際科技事件掃描

　　癌癥免疫療法展現(xiàn)廣闊前景

　　與外科手術(shù)、放療、化療等傳統(tǒng)療法完全不同，腫瘤免疫療法作用的標(biāo)靶是身體的免疫系統(tǒng)，而不是直接針對(duì)腫瘤。2013年癌癥研究經(jīng)歷了巨大變化，癌癥免疫療法在臨床試驗(yàn)中獲得了令人鼓舞的成果。

　　腦成像技術(shù)取得非凡突破

　　2013年，歐盟和美國(guó)相繼公布了大手筆的“腦計(jì)劃”，旨在模擬大腦工作原理，繪制腦活動(dòng)圖�？茖W(xué)家們今年在腦成像技術(shù)方面取得前所未有的突破，一種叫做“透明”（CLARITY）的新型腦成像技術(shù)可以使腦組織變得透明，并讓神經(jīng)元（以及其他腦細(xì)胞）得到了全面展示，改變了觀察大腦這種復(fù)雜器官的方式。

　　人類胚胎干細(xì)胞克隆終實(shí)現(xiàn)

　　美國(guó)俄勒岡健康科學(xué)大學(xué)的研究人員把人類皮膚上的細(xì)胞重組為可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成任何其他類型細(xì)胞的胚胎干細(xì)胞。這項(xiàng)克隆研究的導(dǎo)向是產(chǎn)生可用于疾病治療的干細(xì)胞，即“治療性克隆”。

　　“太陽(yáng)崇拜者”駕馭太陽(yáng)能

　　“太陽(yáng)崇拜者”亨利·斯奈思利用鈣鈦礦物質(zhì)開(kāi)發(fā)出了高能效、低成本的鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池，可以將15%的陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。雖然鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池目前還不能與商用硅太陽(yáng)能電池相比，但由于其易于制造，鈣鈦礦便宜，效率有望顯著提高，前景被廣泛看好。

　　太陽(yáng)系外中微子首次被捕獲

　　自1987年以來(lái)，科學(xué)家們首次捕獲到來(lái)自太陽(yáng)系外的中微子。中微子是宇宙中除光子之外最多的粒子，卻極難被探測(cè)到。在分析了2010年5月至2012年5月“冰立方中微子天文臺(tái)”（在南極洲約2.4公里深的冰層下1立方公里的冰塊內(nèi)）收集的數(shù)據(jù)后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)28個(gè)高能中微子，其能量都超過(guò)30萬(wàn)億電子伏特。這一發(fā)現(xiàn)將開(kāi)啟天文學(xué)研究新時(shí)代，有望揭示宇宙中最奇特現(xiàn)象的奧秘。

　　首臺(tái)碳納米管計(jì)算機(jī)原型問(wèn)世

　　美國(guó)斯坦福大學(xué)的工程師首次采用碳納米管建造出計(jì)算機(jī)原型，比現(xiàn)在基于硅芯片模式的計(jì)算機(jī)更小、更快且更節(jié)能。這一世界性成就的關(guān)鍵技術(shù)貢獻(xiàn)是：將基于碳納米管電路的制造過(guò)程落實(shí)到位；建立了一個(gè)簡(jiǎn)單而有效的電路，表明使用碳納米管計(jì)算是可行的。這項(xiàng)新突破使人們看到了用碳納米管制造出體積更小、速度更快、價(jià)格更便宜的新一代電子設(shè)備的可能性。

　　德科學(xué)家成功讓光停留60秒

　　德國(guó)科學(xué)家創(chuàng)下紀(jì)錄：利用一種特殊晶體作為介質(zhì)，將光“拘留”在內(nèi)，時(shí)間持續(xù)了整整一分鐘。科學(xué)家希望通過(guò)類似的減速效應(yīng)來(lái)攔截、捕獲并重新釋放光，這是研制量子中繼器的重要步驟，也是未來(lái)打造強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)以及構(gòu)建長(zhǎng)距離量子通信的基礎(chǔ)。

　�。ㄖ袊�(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所劉潤(rùn)生）