秦海巖：從技術(shù)的本質(zhì)談風(fēng)電的起源、今生和未來(lái)

　　第十一屆道達(dá)爾能源中國(guó)科學(xué)論壇秦海巖演講視頻，從技術(shù)的本質(zhì)談風(fēng)電的起源、今生和未來(lái)。

　　演講文字實(shí)錄：

　　非常高興參加今年的道達(dá)爾中國(guó)科學(xué)論壇，因?yàn)橐咔榈脑颍m然我們不能見(jiàn)面，但是還能在網(wǎng)上跟大家做交流。當(dāng)然網(wǎng)絡(luò)技術(shù)跟其他任何技術(shù)一樣，有利就有弊，個(gè)人覺(jué)得這種網(wǎng)上交流效果肯定沒(méi)有面對(duì)面的好。像我今天本來(lái)是做了一個(gè)很長(zhǎng)的、很大的一個(gè)橫軸的畫(huà)像，像一張《清明上河圖》，想把風(fēng)電的起源、今生和未來(lái)發(fā)展，以一張長(zhǎng)圖的形式給展現(xiàn)出來(lái)，但今天在網(wǎng)上播放，可能這個(gè)效果就不是那么好了。

　　言歸正傳，今天我想談?wù)勶L(fēng)電從最早利用風(fēng)車(chē)提水、磨面，到現(xiàn)在發(fā)展出最大的16兆瓦的風(fēng)電機(jī)組的過(guò)程中，風(fēng)電是怎么一路走過(guò)來(lái)的，以及未來(lái)它將走向何方?

　　談到風(fēng)電技術(shù)進(jìn)化和發(fā)展方向。首先要強(qiáng)調(diào)的是，風(fēng)電首先也是一種技術(shù)。我最近在琢磨從什么角度來(lái)談風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展，突然想到，首先應(yīng)該對(duì)技術(shù)的本質(zhì)有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)。

　　前兩年讀了一本書(shū)叫《技術(shù)的本質(zhì)》，我覺(jué)得這本書(shū)非常好。我想要按照這本書(shū)的對(duì)技術(shù)的本質(zhì)的定義，來(lái)談?wù)勶L(fēng)電的起源、今生和未來(lái)的走向。

　　這本書(shū)我真的推薦大家去好好讀一讀，而且我認(rèn)為所有的做工程師，所有的搞研發(fā)的技術(shù)人員，都應(yīng)該去讀一讀這本書(shū)。讀了之后你會(huì)有豁然開(kāi)朗之感，會(huì)有很深的體會(huì)，我覺(jué)得對(duì)未來(lái)我們的技術(shù)創(chuàng)新工作會(huì)有很大的啟發(fā)。

　　找到這本書(shū)之前，很多年我一直很疑惑，百思不得其解，什么是技術(shù)的?它本質(zhì)到底是什么?人類(lèi)怎么就能發(fā)明了這些技術(shù)?

　　從最早我們用鉆木取火，這也是一種技術(shù)，從人類(lèi)能利用火，到現(xiàn)在的原子彈、核電站;從最早的海盜利用帆船的海盜船，到現(xiàn)在美國(guó)的阿帕奇直升機(jī)，這么先進(jìn)，人類(lèi)怎么就能把技術(shù)從一個(gè)簡(jiǎn)單，逐步發(fā)展到這么復(fù)雜的一個(gè)系統(tǒng)?

　　那么技術(shù)是什么呢?

　　一個(gè)裝置，一臺(tái)電視機(jī)，一個(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)它也是個(gè)技術(shù);化工的一個(gè)過(guò)程，煉鋼煉油這種化學(xué)工程也是個(gè)技術(shù);甚至一個(gè)算法，比如現(xiàn)在我們?nèi)斯ぶ悄芎芏嗨惴?，它也是一種技術(shù)，這都是技術(shù)的表現(xiàn)形式。

　　技術(shù)肯定是為了實(shí)現(xiàn)人的目的的一種手段，技術(shù)到底本質(zhì)上是什么?我覺(jué)得這本書(shū)上對(duì)技術(shù)做了一個(gè)非常好的定義。

　　首先，技術(shù)的本質(zhì)是對(duì)自然現(xiàn)象的有目的的編程;第二，任何技術(shù)都是原有技術(shù)的基礎(chǔ)上的組合;然后，為了解決新技術(shù)帶來(lái)新問(wèn)題和新需求，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致新的更多的技術(shù)的出現(xiàn)。如果一個(gè)國(guó)家如果想引領(lǐng)先進(jìn)技術(shù)發(fā)展，需要的不是投資更多的工業(yè)園或者含糊的培養(yǎng)所謂的“創(chuàng)新”，現(xiàn)在我們天天講創(chuàng)新，不講創(chuàng)新都沒(méi)法講話，創(chuàng)新無(wú)所不在，但其實(shí)很多所謂的“創(chuàng)新”都是無(wú)本之源，所以作者說(shuō)要想在技術(shù)上領(lǐng)先，需要建立基礎(chǔ)學(xué)科，而不帶有任何商業(yè)目的。

　　上面這四段話都來(lái)自《技術(shù)的本質(zhì)》這本書(shū)，聽(tīng)起來(lái)可能比較抽象，所以我就嘗試按照這本書(shū)的邏輯，談?wù)勶L(fēng)電的整個(gè)發(fā)展的過(guò)程。

　　最早對(duì)風(fēng)能利用的起源，應(yīng)該說(shuō)是公元前3000年，在埃及壁畫(huà)中就出現(xiàn)了最早的帆船，就像《技術(shù)的本質(zhì)》作者布萊恩·阿瑟所定義的，“技術(shù)的起源都是對(duì)現(xiàn)象的應(yīng)用，是對(duì)現(xiàn)象有目的的編程”。

　　這是什么意思呢?大家看看，想想我們現(xiàn)在眾所周知的很多技術(shù)，無(wú)外乎都是對(duì)自然現(xiàn)象的一種應(yīng)用。

　　舉個(gè)例子，比如說(shuō)汽車(chē)，它利用什么現(xiàn)象?

　　第一，它利用現(xiàn)象就是說(shuō)汽油、柴油這種化學(xué)物質(zhì)，它燃燒可以產(chǎn)生熱，可以產(chǎn)生能量，可以驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。所以這個(gè)是化學(xué)物質(zhì)燃燒可以帶來(lái)能量，這是一個(gè)自然現(xiàn)象。人們利用這個(gè)現(xiàn)象發(fā)明了發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)作為動(dòng)力。

　　第二，汽車(chē)還利用什么現(xiàn)象?就是輪子。這種圓形的輪子，它滾動(dòng)起來(lái)的摩擦力比較小，利用這個(gè)現(xiàn)象發(fā)明了輪子。在輪子的基礎(chǔ)上結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)，我們就有了汽車(chē)。

　　還有很多技術(shù)，比如說(shuō)在醫(yī)學(xué)方面，其實(shí)更明顯。很多技術(shù)也是源于現(xiàn)象。比如人類(lèi)感染細(xì)菌之后就會(huì)危及生命的危險(xiǎn)，后來(lái)為什么我們不怕感染了，就因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了青霉素。青霉素是怎么發(fā)現(xiàn)的呢?就是因?yàn)楦トR明在1928年，他發(fā)現(xiàn)在青霉素菌周?chē)呐囵B(yǎng)皿旁邊沒(méi)有葡萄球菌的生長(zhǎng)，它形成了一個(gè)無(wú)菌圈，所以他發(fā)現(xiàn)青霉素菌是可以消滅葡萄球菌這樣的細(xì)菌的，所以發(fā)明了青霉素，挽救了成千上億的人的生命。還有 X光機(jī)， 是因?yàn)閭惽侔l(fā)現(xiàn)了X射線具有穿透性的現(xiàn)象，X光機(jī)發(fā)明之后可用于醫(yī)學(xué)的檢查，人們骨折都拍X光片，所有的技術(shù)它的起源都是對(duì)現(xiàn)象的利用。

　　風(fēng)電行業(yè)也是一樣。風(fēng)電起源就是因?yàn)轱L(fēng)可以有力量，有能量，吹在物體上可以產(chǎn)生力。最早的人類(lèi)利用風(fēng)，就是帆船，帆船沿著它的技術(shù)路徑在不斷的發(fā)展，帆船也越來(lái)越復(fù)雜，原來(lái)可能單帆，后來(lái)風(fēng)帆的數(shù)量越來(lái)越多，還可以控制航向，可以提高速度。

　　古巴比倫、中國(guó)和希臘早期就出現(xiàn)了風(fēng)車(chē)，利用風(fēng)的力量，實(shí)現(xiàn)磨面、提水，主要在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用，這是最早的人類(lèi)對(duì)“風(fēng)可以產(chǎn)生力”這樣的自然現(xiàn)象，利用這種現(xiàn)象發(fā)明了帆船、風(fēng)車(chē)。

　　但一直到了1888年，美國(guó)的查爾斯·布魯斯，才發(fā)明了第一臺(tái)用風(fēng)力的發(fā)電機(jī)。這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率只有12千瓦，但是它的葉輪直徑卻有17米長(zhǎng)，葉片是由144個(gè)松木制作成，這還是一種阻力性風(fēng)機(jī)，然后風(fēng)吹到上就旋轉(zhuǎn)，然后產(chǎn)生電能。這臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行了20年?，F(xiàn)在大家都知道風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)壽命都是20年，其實(shí)這20年我認(rèn)為不是科學(xué)計(jì)算出來(lái)，說(shuō)20年最有經(jīng)濟(jì)性，可能真是由于當(dāng)時(shí)第一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行了20年，所以從那以后我們?cè)O(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的時(shí)候，現(xiàn)在都假定設(shè)計(jì)壽命按20年設(shè)計(jì)，它疲勞壽命以二十年來(lái)。這個(gè)故事就像過(guò)去的鐵軌的尺寸為什么這么寬?是因?yàn)楫?dāng)時(shí)火車(chē)是用馬來(lái)拉的，正好是兩個(gè)馬的屁股之間的寬度，就是鐵軌的寬度，所以我懷疑風(fēng)電的20年壽命可能也是因?yàn)檫@樣來(lái)的，所以這是最早世界上第一臺(tái)真正的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

　　從公元前1000年人類(lèi)發(fā)明風(fēng)車(chē)進(jìn)行磨面、提水輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，到1888年我們才發(fā)明了現(xiàn)代意義上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，用了3000年的時(shí)間。

　　為什么從磨面、農(nóng)業(yè)的提水到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，我們用了3000年的時(shí)間，這是什么原因?

　　這要回到剛才談到的《技術(shù)的本質(zhì)》里面布萊恩·阿瑟說(shuō)的是：技術(shù)都是由原有技術(shù)基礎(chǔ)上組合產(chǎn)生的。沒(méi)有新的需求和新的技術(shù)加以組合，技術(shù)就無(wú)法進(jìn)化。

　　我再舉個(gè)例子，你比如說(shuō)我們的戰(zhàn)斗機(jī)要飛行，參與空戰(zhàn)并奪取制空權(quán)，但是戰(zhàn)斗機(jī)它由什么構(gòu)成?大家可以想想：有發(fā)動(dòng)機(jī)，有傳控系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、電子系統(tǒng)，還有飛行員的生命支持等系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)中，比如發(fā)動(dòng)機(jī)里面，它又有很多部件，它有供油的，有燃料的，然后有燃燒的，有噴氣的，有各種的渦輪的這樣的次級(jí)的部件，所以我們說(shuō)，所有的技術(shù)都是在原有基礎(chǔ)上組合而成的。

　　我們說(shuō)為什么過(guò)了3000年風(fēng)的利用才從提水磨面走到了發(fā)電?是因?yàn)槲覀円邪l(fā)出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，除了利用風(fēng)的技術(shù)，我們已經(jīng)有了，我們靠葉輪可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，在磨面、提水的時(shí)候就可以做到了，但是我們要研發(fā)出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，必須得有電力的技術(shù)，沒(méi)有電和發(fā)電的技術(shù)，我們也不可能組合出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

　　那大家看看我們發(fā)明了電又是什么時(shí)候?直到1752年，富蘭克林放風(fēng)箏把電引下來(lái)，才發(fā)現(xiàn)了電是具有能量的。到了1866年，西門(mén)子發(fā)明了第一臺(tái)發(fā)電機(jī)，到1879年，愛(ài)迪生發(fā)明了電燈。另外，愛(ài)迪生跟特斯拉關(guān)于交直流打架的故事，大家可以去看看《光電帝國(guó)》這本書(shū)，還有電影。

　　到了1752年到1879年才發(fā)現(xiàn)了電，那電這項(xiàng)技術(shù)是怎樣發(fā)明的?也是因?yàn)槿祟?lèi)發(fā)現(xiàn)了切割磁力線可以產(chǎn)生電這樣的現(xiàn)象，從摩擦生電的現(xiàn)象逐步發(fā)展出發(fā)電機(jī)，電燈等，構(gòu)建起我們整個(gè)電力系統(tǒng)。所以說(shuō)這是為什么說(shuō)到了1888年我們才有了風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)它也是在原有技術(shù)基礎(chǔ)上組合而成的，這也符合布萊恩·阿瑟的對(duì)技術(shù)定義——技術(shù)都是組合而成的觀點(diǎn)。

　　這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組它組合了葉輪，風(fēng)電的葉輪它可以風(fēng)的情況下產(chǎn)生力;然后它組合了發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)又是利用了切割磁力線會(huì)產(chǎn)生電這樣的現(xiàn)象，葉輪是因?yàn)轱L(fēng)吹到葉輪上會(huì)產(chǎn)生力推動(dòng)它旋轉(zhuǎn)這樣的現(xiàn)象。兩個(gè)現(xiàn)象然后發(fā)明了葉輪技術(shù)和發(fā)電機(jī)的技術(shù)組合到一塊，產(chǎn)生了風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)，所以說(shuō)“原有技術(shù)組合產(chǎn)生了新的技術(shù)。”

　　到了1901年后，雖然我們?cè)?888年就發(fā)明了風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)，出現(xiàn)了第一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，但是整個(gè)二十世紀(jì)前五六十年，基本上風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展還是非常緩慢，為什么呢?因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)期，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了石油，然后還有特斯拉的交流發(fā)電系統(tǒng)，可以集中供電，用煤和燃油發(fā)電可能功率更大，效率更高、經(jīng)濟(jì)性更好和更便宜，導(dǎo)致對(duì)風(fēng)力發(fā)電這種技術(shù)就沒(méi)有需求。

　　所以說(shuō)需求是推動(dòng)創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展的最主要推動(dòng)力，因?yàn)榧夹g(shù)是實(shí)現(xiàn)人類(lèi)目的這種手段，風(fēng)力發(fā)電雖然能滿足人類(lèi)對(duì)電力的需求，但是因?yàn)槲覀冇惺?，有煤炭這樣的發(fā)電技術(shù)，比風(fēng)電更經(jīng)濟(jì)，更可靠，更容易獲得，所以風(fēng)力發(fā)電技術(shù)就沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。

　　但是到了第二次世界大戰(zhàn)，1942年，丹麥發(fā)明了現(xiàn)代意義上叫“丹麥?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)”的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，就是一個(gè)塔筒，三個(gè)葉輪，然后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，就是我這個(gè)圖上的第一臺(tái)現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)的雛形，從1942年這樣的結(jié)構(gòu)形式發(fā)明之后，就已經(jīng)演化成現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主流形式，即三個(gè)葉輪、高塔筒、水平軸，這個(gè)形式也是最經(jīng)濟(jì)、最有發(fā)展優(yōu)勢(shì)的。

　　1942年發(fā)明之后，它發(fā)展得還是比較緩慢，為什么沒(méi)發(fā)展起來(lái)?還是因?yàn)樾枨蟆?/strong>