未来是电力的7个理由

考虑到我们正在进入的低碳创新未来，我使用七个重叠的镜头。

它们来自不同的知识领域，包括经济学，软件和投机小说，但在考虑转型时都具有很强的解释价值。这些是“其他所有条件都相同”的元素。如果在这些要素之一中有一个更强的解决方案，而在所有其他要素中均具有同等的解决方案，则该解决方案将很可能占主导地位。

它们共同表明，清洁技术的未来是电的。

可替代性

可替代性是商品或商品的属性，其个体单位基本上是可以互换的。现金是高度可替代的。我可以和任何人用20美元换20美元。我可以购买价值20美元的商品或服务。将20美元转换为10分和5分是很简单的。

任何比替代解决方案更具替代性的解决方案都具有竞争优势。

可替代性具有很高的实用性。您无需担心供应商不会接受20美元的商品或服务。早晨离开家时，您不必在背包中放置多个讨价还价能力，因此您可以与其他人进行易货交易。只需在钱包里存现金，或在卡或电子设备中存入现金。

电力是高度可替代的。内华达州的发电机可以将一兆瓦时的电能投入电网，并从加利福尼亚的一家公用事业公司收取该兆瓦时的费用。但是，加州的公用事业并没有获得特定的MWh，它只是从电网获得了MWh。MWh是MWh是MWh，没有人真正在乎谁得到哪个MWh。电子上没有组成一个的区块链标识符。

此外，电在使用中是高度可替代的。将其转换为不同的货币和频率很简单。我们一直在做。墙上插头和我们的电子设备之间的那些块正在将50或60 Hz的120或220伏电压转换为我们特定设备所需的电压。我们不考虑这一点。转换器便宜且包含在我们的设备中。它也发生在我们家外面。我正在看窗外的转换器，这些转换器将邻域电流降为建筑电流。

电力可以用作不同应用的直流电和交流电，而且转换起来很容易。

对于化石燃料而言并非如此。让我们以汽油为例。大多数人驾驶的汽车都会使用特定类型的汽油。如果将柴油放入汽油车中，则发动机将不再有用，并且如果将汽油放入柴油车中，则类似。如果您的汽车已调高辛烷值燃料，那么使用低辛烷值燃料将无法很好地工作。如果您的汽车没有使用弹性燃料发动机，那么不要指望乙醇会变得越来越远。

而且您不能将一加仑汽油带回家。或你的烤箱。还是你的灯。

电力的部分可替代性是其固有的易产生性。任何人都可以做到。1890年左右，三个不同的发明家在三个不同的国家独立工作，彼此都不知道如何利用风能发电。除非您要负全部负外部性，否则对于化石燃料而言，情况并非如此。

无处不在

任何假设可用电力的解决方案都比不利用电能的解决方案更具竞争力。

由于具有可替代性，易于分配和易于转换的特点，电在无数人中无处不在。就像新鲜的饮用水一样，它是一种基本用途。一个多世纪以来，这是自然的垄断。实际上，世界上每个发达国家中的每座建筑物都有电源插座。有电的建筑物比有水或有热量的建筑物多得多。

电力几乎在每条道路和高速公路上的每一个灯杆上都在运转。在北美，没有电源线就很难找到视图。从我坐在温哥华家庭办公室的地方，看着樱桃树渐渐失去叶子的时候，我可以看到至少有17种不同的电缆，这些电缆中都有电流通过，从电线杆上的配电线一直延伸到我体内的电源线。办公室到马路对面花坛里的一些有线盒子。

这些电缆中的大多数都运行着电力，经过了升，降，转换数十次，而不会损失其内在价值。

无处不在很重要，原因有两个。

乘交通工具。目前，与汽油和柴油相比，在每个角落都容易获得电力，汽油和柴油是广泛可用的资源。庞大的汽油分销网络已经到位，必须完全更换汽油才能使氢气成为常见的运输燃料，这是已知的限制。

但是，电已经无处不在，这只是在已经有电动汽车的地方插入正确电压和电流的问题，这可能要花几百美元在一个车库中，在一个路边停车位上要花费5,000美元，再到一个停车位。数十万辆特斯拉增压器，在公路边进行高压直流充电。由于电力已经无处不在，因此向电力运输的转换要简单得多。

当然，必须进行一些局部更改。一位住在多伦多北部一个分店的熟人喜欢告诉我一个从他的电力公司收到通知的故事，说他在附近购买了第五辆特斯拉，所以他们不得不升级当地的配电系统。电动汽车的绘制与烤箱的绘制大致相同，但可能需要8个小时而不是1个小时，因此总体需求更高。

但是，使用电池和电力的便利性意味着全球范围内有无数的初创公司，并且可以进行车库规模的修补。一位摩托车GP赛车手决定制造自己的电动摩托车，并且做得很好，他击败了汽油车，被踢出了比赛。他继续建造自己的电动飞机。

诱导需求是行为经济学中的一个概念，我发现这非常具有解释性。它的全部含义是，如果您提供便宜且容易获得的东西供应，就会有更多的人消费它。举一个经典的例子，修建更多的公路并不会缓解交通拥堵，至少暂时不会缓解。一旦有新的交通空间可用，它就会被填满，拥塞保持不变。数十年来，经验证明了这一点。

电力的普遍性和廉价性引发了对基于电力的创新和创业的需求。它会继续获胜，因为它已经赢得了胜利，无处不在，因此，更多的人正在尝试用它来创造产品和服务，而不是其他任何东西。

松耦合

这是软件工程的概念，是我核心技术基础的重要组成部分。从组件构建系统时，可以使组件高度依赖于其他组件，也可以使其尽可能独立。为此，您应尽可能抽象化各个组件之间的关系，从而避免依赖于另一个组件的任何特定细节，而这些组件不能由提供相同输出的另一个组件替代，而无论其内部如何工作。

松散耦合的系统意味着没有任何组件需要特定的其他组件才能工作，并且在许多情况下根本不需要任何其他组件。

我用酒来解释。

传统上，葡萄酒瓶配有软木塞。要卸下软木塞，您需要一个开瓶器。酒瓶是用于存储酒的组件。开瓶器是存在软木塞所需的组件。打开酒瓶需要开瓶器。尽管还有其他许多不常见的解决方案来移除软木塞，但它们之间的耦合非常紧密。

现在，葡萄酒瓶通常带有螺旋盖。没有开瓶器的酒瓶是完整的，因为无需任何其他组件即可卸下螺旋盖。

在保存葡萄酒方面，螺旋盖比软木塞更便宜，更有效。螺旋盖对于喝酒的人更方便，而软木塞酒已成为过去。原因的综合是为什么软木塞已成为过去。

但是软木塞并没有像其他例子那样迅速消失。那是因为有一些特定的阻碍因素可以改变与奢侈品相关的传统形式。即使在现在，软木塞仍然是优质葡萄酒的代表，因此，酒瓶的效果较差，软木塞更难清除，仍然可以赚一些钱。

任何增加联轴器松动度的解决方案都具有竞争优势。

在运输方面，卡车和道路之间的连接松散，火车和铁路之间的连接紧密。火车只能沿着某些路线行驶，实际上，即使在欧洲使用多个宽度的同一大陆上，火车的轨距也有很大不同。火车只能在相距适当宽度的铁轨上行驶。另一方面，卡车可以在地面足够坚硬的任何地方行驶，并且多种宽度的铺装道路可以轻松容纳多种尺寸的卡车。

目前，铁路具有比卡车便宜的优势，因为在已知目的地之间定期交换大量货物，因此铁路运输比卡车便宜。他们可以以较低的成本运输大量货物，因为较低的滚动阻力降低了燃料成本，并且操作火车所需的人数少于操作同等数量的卡车所需的人数。

但这正在迅速改变。电动货运卡车的运营成本将比目前的柴油货运卡车低得多，这不仅是因为燃油成本较低，而且是由于维护成本较低。自动驾驶卡车（一种固有地需要电力和电气组件的解决方案）可以排成一行，从而进一步降低燃料成本，并有可能减少或消除将其从A点驶向B点所需的人员。

在接下来的十年中，基于这些因素，电气化和自主性的结合将使货运从火车到卡车的重大转变开始。在没有重大业务案例的情况下，松散的耦合会胜出。

电子产品胜过物理产品

无论您在哪里看，电子组件在各个方面都比纯物理组件要好。

任何基于电子和电力的解决方案最终都将以更低的价格胜过纯粹的物理解决方案。

喜欢你的新车吗？它具有更大的动力，更安全，它使您摆脱了ABS，AEB和车道跟踪的麻烦，与30年前相比，您获得了更好的汽油行驶里程，同时污染更少。那不是因为装备巫师的缘故。这是因为电子燃油喷射，电子制动管理和牵引力控制，为计算机供电的电子传感器以及发动机计算机管理。许多汽车都有流媒体卫星或互联网广播，内置GPS屏幕，备用摄像机等。今天的普通汽车比30年前的普通汽车好得多，这主要归功于电子设备。并指出，普通汽车从A点到B点的汽油消耗要比旧汽车少得多，这是驾驶员免费获得的好处。

当然，现在已经达到了内燃机的棺材角落，电子设备将无法提供更多帮助。但是现在，特斯拉和越来越多的其他制造商表明，汽车的未来是更多的电子产品和更少的物理设备。一位欧洲研究人员发现了一种使电动机的转矩和马力效率提高约10％的方法。增长最快的摩托车公司纯粹是电动汽车，每年他们的产品阵容变得更便宜，功能更强大，续航里程更长，或者这三者都变得越来越便宜。电子产品又一次赢得了胜利。

照明呢？现在，许多商店甚至都不装白炽灯泡。它们被电子控制的荧光灯取代。但是它们也沿渡渡鸟走了，被LED取代了。也就是说，发光二极管，即电子器件。LED发出的光更稳定，使用寿命比任何其前任产品更长，散发的热量更少，更不易碎，并且可以根据需要提供暖色调或冷色调。它们以各种形式出现，以越来越小的格式为我们提供有用的信息。哦，他们消耗的电量要少得多。

现在，我们得到的电频率被调节为50或60 Hz。大多数的频率调节是由水力，核能和燃煤电厂的大型机械同步发电机自动完成的。他们有惯性。当电网频率下降时，较大的运动物理部分会抵抗下降。当频率上升时，较大的运动物理部分会抵抗上升。他们一直免费这样做，但是他们也有各种各样的负面外部因素和经济因素，使他们成为问题。

风力和太阳能发电无法免费提供频率控制，但也不会带来负面的外部影响或其他经济问题。再次，电子救援。公用事业规模的风力发电场和太阳能发电场具有电子频率管理组件，只是为了使其成为电网中的佼佼者。它们已开始用于电网频率管理的辅助服务。最初的测试很昂贵，但是使用电子设备控制电网频率的成本却直线下降。在未来的几十年中，它将成为全球的主导模型。已经开始出现辅助服务市场，其中频率控制是由市场价值而不是特定物理技术的副产品来进行成本计算的。电子产品也将赢得这场市场大战。

到处都有例子。没有人再将经过处理的塑料薄膜卷运送到电影院，他们下载数字媒体。黑胶唱片是除怀旧爱好者外的一种逐渐消失的记忆。机器人割草机和吸尘器使越来越多的房屋保持整洁。在世界各地，包括在中国这样的劳动力成本较低的市场中，机器人每年都在做越来越多的工厂工作。

就像2000年对带宽的押注一样，2017年的押注应该是电力和电子设备。这些例子散布得太广泛了，中断的速度也令人震惊，即使您正面对着在智能手机上发短信给某人，同时获得Twitter警报并转而玩在线扑克，也是如此。每个人的口袋里都有一台始终保持连接，功能强大的计算机以简化我们的生活，这是这种转变的最明显的例子之一。

人性

任何要求改变人性的拟议变革都将失败。

对于大多数人来说，有些粗略的概括是正确的。他们想要安慰。他们想要方便。他们想要自己，朋友和家人的安全。他们想玩得开心。他们非常无法为自己做出理性的决定，更不用说为受到决定影响的世界另一端的陌生人了。他们关心地位，并将以无数方式寻求它。只要有足够的金钱和安全感，他们中的大多数人就会变得专心于自我，而不是专心于帮助他人。他们想要的比自己想要的更多，更具体地说，他们想要的比周围的人想要的更多。他们珍视当前拥有的东西，而不是20或100年后会发生的事情。

因此，当我们谈论应对全球气候变化的必要变化时，必须在这些总体概括的背景下进行。与人性作斗争就像国王Canute命令不让潮流涌入。无论是一个傲慢的国王的故事，还是国王向臣民讲谦卑的故事，潮流仍然存在。人性将获胜。

这听起来像是个坏消息，但事实并非如此。如前所述，一切都将在电力和电子设备上运行。这意味着人们越来越多，但是效率越来越高。今天的平板电视消耗的电量只是旧电视的一小部分，但分辨率和色彩却要好得多。正如所指出的，汽车的性能要好得多，并且将被更好的电动汽车所取代。

人们通过越来越少的负面外部性，以越来越低的能源成本不断赢得越来越多的收益。主要是由于电力通过电网。

让人们更快地转向更好的替代品的方法也是通过了解人性。依靠教育人们的效率计划几乎没有动过表盘。为人们提供更好的电视，冰箱，立体声音响，智能手机和灯光，使表盘移动了很多。一群人在转型中赚了很多钱，并继续这样做。

500,000人没有花1,000美元预订特斯拉Model 3，因为它很美，但是因为与其他替代品相比，它在根本上更好，而且在很多方面更具吸引力。特斯拉并没有因为其他所有汽车制造商都被迫向记者提供Model 3进行扩展试驾的麻烦，但汽车记者却向车主借车并大肆宣传。

电动自行车正悄悄地统治着欧洲，中国以及越来越多的北美地区。它们使山丘变平，使停灯的工作少得多，让人们上班和活动发光而不是流汗。而且这些人不是在单车上做到这一点。智能手机具有适用于Uber和Lyft的应用程序，可更加轻松地将相当于出租车的费用带到您家门口，无论驾驶员说什么语言，都确保驾驶员知道去哪里，并负责付款和小费。每个主要的汽车销售商和一些非汽车业者（例如Alphabet的Waymo）都在将自动驾驶功能构建到汽车中，并预测仅在需要时才问世的未来。可以想象，私家车的增长即将终结，这些带有轮子的大型物理箱子对普通人来说使用效率更高，使用起来更方便。

这些都是与人性交往的人的胜利。他们都受电约束。

为了平息一个论点，除非有真正的经济理由，否则绝大多数人不会安装太阳能电池板。总是有发烧友，但与可能抱怨每月电费的人相比，他们是极少数，但除此之外，他们希望每面墙上都有可用的电源插座。在几十年内，新房屋可能会自动配备特斯拉太阳能砖或其他供应商的同等产品，但这是因为它们更便宜，更耐用并且恰好可以发电。

人们一生中的大多数事情都喜欢方便和简单。电力和电子技术使事情变得更加简单。

经济学

成本很重要。必须获利。人们必须得到报酬。大多数人没有足够的钱去做自己想做的事情和购买自己想要的任何东西。他们必须做出经济选择，在他们想要的东西之间进行权衡。

但是上面的例子表明，电力和电子产品正在迅速提高廉价选择的质量和可用性，以至于更多的人拥有更多的选择。而且变化速度是如此之快，以至于在许多领域，以至于是否推迟一到两年的新模式这个问题都具有广泛的意义。

每年，每度电产生的价值增加的幅度超过任何电力成本的增加。

例如，Apple iPhone X是最新的值得搭配的手机。通常的嫌疑人对$ 1,000美元的价格感到震惊。但是，让我们通过我们一直在制造的镜头来看看它。首先，它具有OLED屏幕，其能源效率要比其他智能手机的荒谬高效的LED屏幕高。在具有更多功能的更薄的包装中，电池使用寿命更长。这款手机的处理能力比30年前的便携式计算机强得多。它具有出色的照相功能，因此您必须是专业人士或认真的业余爱好者才能需要更多。它是一种图书阅读器，能够在不通知您的情况下将您本地图书馆中的每本书都保存起来。这是一台摄像机。这是一台数字录音机。它是礼宾和助手，Siri可以根据您说的几句话为您执行越来越复杂的事情。这是GPS，可将您导航到世界任何地方。您可以获得一款可以降低血压的应用程序。这是计步器。这是一款掌上游戏设备。它可以控制您的电视，灯光和空调。它与其他供应商的一些竞争产品一样好。

消费者有选择。而且这种选择适用于发达国家的大多数人。2016年，美国80％的人拥有智能手机。他们中的大多数人都能胜任iPhone X的大部分工作。

每年，用电运行并由电子设备控制的事物会变得越来越好，而且往往会变得更便宜。多年来，我一直没有电视，这是我最后一次购买电视，最便宜的是一台大型LED平板电视，我可以用一只手拿起它，并且具有出色的色彩和高分辨率。这是十年前同等尺寸的劣质电视成本的一小部分。

目前，电力供应从高负外部性产生源向低负外部性产生源的转换正在花费金钱。在许多司法管辖区，这正在增加电费。但是在发生这种情况的每个辖区，它也在减少无数其他经济问题，尤其是由空气污染引起的问题。当前，随着电费的上涨，安大略省面临着政治挑战。原因很多，尤其是许多不同的政府人为地限制了电价而无视核债务。但是他们稍微提前关闭了所有煤炭的生产。现在，加拿大最大的城市多伦多每年的不健康航空日为零，而不是55天。没有生病或死于空气不良的人具有很强的经济价值，尤其是随着劳动力流动性的提高，如果有机会，人们将选择在空气清新的地方工作。

而且，安大略省的电价仍然仅是北美地区的平均价格，远低于大多数欧洲的电费。而且，普通家庭从较低的用电量中可以从电子设备中获得更多的价值。忽略每千瓦时的公用事业惊人的进步并抱怨每千瓦时的价格是人类的天性，但是人们从每千瓦时中获得的收益比以往更多。采暖和空调也是如此，现代热泵带有更强大的电子控制装置，每千瓦时可提供更多的供热或制冷量。

未来已经来临

威廉·吉布森（William Gibson）是加拿大投机性文学小说作家，以他的《神经巫师》三部曲中的“网络空间”一词而闻名。但我想引用他说的其他话：

未来已经来临。它只是分布不均。

在有关重大技术改造的任何讨论中，这一点都很重要。很少有净新的原始想法。现有解决方案针对新技术环境的适应和发展。这不像电子邮件不存在于网络浏览器和智能手机之前。而且，这似乎并不是电动汽车与普通汽车完全不同。

这是一把两刃剑。一方面，很有可能看到像温哥华这样的城市，该城市正在引入法规，以有效消除城市范围内任何净化石燃料燃烧产生的净净热量，并将其推广到全球其他城市。这显然是个好主意，它将使加热负荷从天然气转移到基于电网的电力上。

但是，使用th和聚变发电以及氢燃料电池汽车等技术也很容易。他们已经发展了数十年，没有什么可展示的。当展示一种已经存在但在市场上一直失败的技术时，人们要问的问题是：“有什么改变可以使这项技术成功吗？”

对于电池电动汽车，答案是肯定的。电池价格暴跌，能量密度增加到足以使远程电池电动汽车可行。对于聚变，th和氢燃料电池汽车，答案显然不是。在不久的将来，情况可能会发生变化，但现在还不正确。

同样，过去的长距离输电挑战，无论是由于阻力造成的超额损失，还是缺乏有效的市场，都已解决了发达国家的问题，并且正在发展中国家实施解决方案。基本的输电网减少了5％至7％的损耗。高压直流输电线路进一步减少了这些损失，尤其是在水下，这对于世界上许多群岛都是至关重要的应用。不列颠群岛只有194个永久居住的岛屿，包括明显的大岛屿，而印度尼西亚则有7,000个组成的永久性岛屿，其中有7,000个组成岛屿。

现在是需要未来的时候。存在解决全球变暖，气候变化以及相关问题（例如海洋酸化）的解决方案。它们只是分布不均。

这七个概念（可替代性，普遍性，松散耦合，优于物理，人性，经济学和未来的电子产品）清楚地表明，未来是电气的。它们使我们可以查看现有的解决方案集，并看到明确的赢家和输家。它们使我们能够在研究任何特定领域（例如发电，输电和配电）时，确定最有可能广泛传播和最有效的创新。

在接下来的几个月中，我将研究和撰写有关网格创新的更多文章时，我将回到这些概念，并更深入地探讨许多示例。请分享您对如何改善对这些概念的解释并在评论中挑战我的想法。

有关：未来是现在