为什么摩尔定律不适合环保科技行业?

2010-12-13 11:10:08来源: CNet

  认为环保科技行业需要遵循摩尔定律的论调获得了正反两方面的声音。

  没有人能回答这样问题,以下是我的浅见:几乎所有的科技都随时间的推进进步,但要让环保科技也同样遵循IT行业的金科玉律,摩尔定律拥护者们必定要失望。

  如何迅速将我们巨大的能源系统变得更清洁是一个重要问题,尤其是有越来越多的政要鼓吹用能源研究来提高国家竞争力的时代背景下。

  乐观者们说,如果我们有环保科技行业的摩尔定律,我们可以迅速从石油时代过度到清洁能源时代。

  何谓摩尔定律?摩尔定律是英特尔创始人戈登摩尔创造的,即每18个月,晶体管的数量会翻番,40年来,这一定律屡试不爽。

  上周,我在采访美国国防部高级研究计划署E奖金获得者时,问能源部长Steven Chu,是否环保科技行业也存在摩尔定律。Chu上周表示,美国需要采取措施加快清洁技术领域的创新,他说,中国正在迅速拥抱能源技术。

  他认为,摩尔定律有类似的可比性,但要适用于环保科技行业,需要一些条件。

  他说:“事实上,每种科技都遵循一种摩尔定律,这包括能源科技。我的意思是,如果你投入巨资,成本将以指数级方式下降。不过,话虽如此,各个领域的摩尔定律是不同的。”

  例如,在太阳能光电领域,每瓦特光电装置安装的成本大约是4美元。未来几年,这一成本将下降至2美元,但如果这一数字下降至1美元,那么太阳能电力将普及,补贴也将取消。

  不过,从2美元下降到1美元,你无法依靠现有的生产厂来完成。这就是环保拥护者们呼吁联邦政府需要长期对清洁能源研究进行投资的原因。

  他说:“研究绝对是必要的,因为我们目前的技术无法将成本降到1美元。从4美元降到3美元,仅仅需要生产率提高,大规模生产,如此等等,但要达到1美元的成本,你真的需要新的点子,更好的性能。”

  技术乐观派

  越来越多的人认为美国应该取得这样的技术突破。

  上周,总统科技顾问团建议,美国应出台一个4年清洁能源创新促进计划。美国创新委员会也建议说,能源研究投入要以三倍以上的速度进行才行,该机构成员包括洛克西勒马丁公司CEO Norman Augustine,比尔盖茨,风险资本家John Doerr,通用电气CEO Jeff Immelt。

  纽约时报专栏作者Thomas Friedman在其专栏中已经使用摩尔定律来衡量环保科技行业有些时日了。年初,他撰文说,电动汽车每英里成本每18个月下降一半,该论调获得了电动车公司Better Place CEO Shai Agassi的支持。

  英特尔环保科技集团总经理Lori Wigle今年初表示,英特尔准备将摩尔定律引入电网行业。通用电气环保部门前CEO Steve Fludder表示,像“直驱风力涡轮机”与薄膜太阳能电池等新技术证明,能源科技能够遵循半导体行业的规律。

  就在几年前,LED照明还过于昂贵,不适合家庭使用。现在,LED制造商们表示,LED照明生产与质量已经进入一个新时代,厂商们能够大批量的制造与销售LED灯。根据“Haitz定律”,LED产出每18个月会翻番,两年间,原来40美元或50美元的60瓦LED灯价格已经下降至10美元。

  不需要小型化

  不过,假如着眼整个绿色环保科技行业,摩尔定律的局限性就凸显出来了。摩尔定律创建了一套很好的理想模式,一种快速改进技术的激励方式。但能源行业与半导体行业存在某些本质上的差别。

  首先,想想信息技术已经在你的生活中发生了多么巨大的改变吧。还有人记得用现在已经绝迹的IBM PC,128bit 调制解调器上网的情形吗?即使不是数字行业熟手的人也吃惊于计算能力在我们时代发生的巨大改变,再看看今天的手机,平板电脑等强大数码产品吧。

  相反,清洁能源的进步,从木材到煤炭,再到石油,这一过程花了好几十年的时间。科学与工程历史小说作者Vaclav Smil就对清洁能源迅速普及泼了冷水,他认为,行业架构越大,变革就来得越缓慢。

  另外,小型化对能源技术没有裨益,这一点与电脑行业不同。为了降低电力成本,一块太阳能电池需要更有效率的将光能转化为电能,并且让制造与安装这种电池的成本变得更便宜。电池体积的减小会降低捕捉光能的面积,因此体积的变小不是太阳能电池设计的主要考虑重点。

  部分环保科技行业的专家并不看好摩尔定律在这一行业发挥魔力。IBM一位重要能源存储科学家9月在接受采访时说,当谈论电池时,忘了摩尔定律吧,两者没有相似性。

  就连技术乐观派的比尔盖茨年初也说,IT行业已经让人们想当然的认为其它行业的技术将发生迅速变革。

  盖茨说:“我们都被IT模式给宠坏了,并且搞糊涂了,指数级的改进,这种事情很难发生,尤其是电池,它具有严重的物理局限性。我正在资助5个电池初创企业,这一行业可能会有50家公司脱颖而出,但这是一个相当困难的问题。可能无法以任何一种经济方式来解决这一问题。”

  再举非食物制成的生物燃料为例。一些前IT行业专家转入生物燃料的开发,他们希望能快速制成产品,投放市场,但在可以预见的时间内,还没有人能将这一技术商业化。

  展望未来

  那么,比尔·盖茨都说电池等事物并不会遵循摩尔定律,这是否意味着我们的能源系统将仍然停留在19世纪的水平?不是的。

  比如,很多科学家在致力能源存储研究,能源存储的效率在提高。效能的改进为未来清洁能源技术的研究,实施奠定了基础,不过,能源行业的绝大多数研究需要很长的时间。

  资金与政治也是讨论的要素。与能源相关的技术开发需要投入大量的资本,这些钱的规模远超开发一项成功的网络服务。风险资本家John Doerr指出,燃料电池厂商Bloom Energy已经提出至少2.5亿美元资金申请,而Google在上市前获得的资本仅有2500万美元。

  另外,政策的变革也比较缓慢。 Google前清洁能源专家Dan Reicher说:“即使技术上取得了进步,政策与资本的跟进也不见得快。”

  要说明的是,承认清洁能源时代的到来要花很长时间,并不意味着我们应当烦恼。我们应当明白清洁能源体系建设的困难性,要以打持久战的态度从事相关研究。

关键字:摩尔定律

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2010/1213/article_4797.html
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