燃烧浪潮

艾伦·伯恩斯浮出水面，脸上挂着灿烂的笑容，宽松的黑色潜水衣像海象皮一样挂在身上。这是二月一个炎热的下午，我们漂浮在印度洋清澈湛蓝的海水中。我们的左边是澳大利亚度假胜地罗特尼斯岛。我们的右边——就在伯恩斯耀眼的白色游艇对面——是几千英里的公海。在我们下面，我们刚才潜水的海藻森林正随着海浪的节奏摇曳。“你能感觉到那里的力量吗？”当我们在水中上下浮动时，伯恩斯问道，他晒伤的脸颊在滴水的潜水面罩后面皱了起来。“事实上，这就是让我想到它的原因。”

伯恩斯是一位杰出的发明家和清洁能源的坚定支持者，但他并不是一个多愁善感的环保主义者。他是一名石油大亨。20 世纪 70 年代中期，他凭借在澳大利亚西北海岸发现的石油和天然气赚到了第一桶金。1987 年，他创立了勘探公司哈德曼资源公司。在非洲海岸发现一系列利润丰厚的油田后，该公司于 2006 年以超过 10 亿美元的价格卖给了另一家石油公司。如今，这位 67 岁的企业家是西澳大利亚热带海滨首府珀斯最富有的人之一。尽管他仍在经营一家矿产勘探公司，但他 90% 的时间都在培育他 30 年前首次提出的波浪能发电系统。

伯恩斯将他的发明命名为 CETO，以希腊神话中的一位海神命名。多年来，这个项目一直被搁置，他与无数其他人一起设计，包括防刺穿工业轮胎、超音速蒸汽驱动喷气发动机和防鲨潜水服，后者仍处于高度机密的开发阶段。（“我每天有 500 个想法，”他说。“但为红蚂蚁发明一双高跷是没有意义的。这必须解决一个重大的全球问题。”）大约 10 年前，伯恩斯开始投入大量时间和资源，包括他自己的 500 万美元，用于波浪能项目。与其他波浪能系统不同，它位于海底，完全隐藏在视线之外。就像伯恩斯几十年来潜水和捕鱼的海藻一样，他的 CETO 装置被设计成随着海浪缓慢而轻柔地摆动。该运动驱动活塞，将高压海水泵到岸上，并为发电机提供动力发电。

伯恩斯是越来越多石油企业家转而倡导清洁能源的人之一，他们质疑新旧能源制度之间存在巨大差异这一观点。像正在德克萨斯州狭长地带建造世界最大风力发电场的德克萨斯州石油大亨 T. 布恩·皮肯斯一样，伯恩斯相信可再生能源市场将比石油行业大得多，那些克服技术障碍、经济地建造大规模清洁能源系统的开发商将获得巨额利润。他和其他一些人一样，认为最有能力开发这些市场并应对这些挑战的人不是学者、政府研究人员或缺乏实际商业经验的年轻理想主义者。相反，他们是像他这样的人——他们知道如何经营一家具有巨大固有风险、严峻工程挑战和日益扩大的市场的全球性企业。伯恩斯位于珀斯的公司卡内基集团目前拥有约 40 名员工，一台发电原型机安装在附近港口城市弗里曼特尔的海岸附近——伯恩斯说，该公司计划成为世界上最大的清洁能源公司。

第一个到达底部

世界各地正在开发数十种波浪能系统。有些系统固定在水边的巨大悬崖上，利用巨浪冲击陆地的能量。有些系统像巨大的水蛇一样铺设在海面上，吸收移动的表面波浪的能量，还有一些系统更像机械浮标，固定在海底，在水面上的某个位置上下浮动。与许多其他清洁能源技术一样，这些设计正在慢慢从原型阶段转向商业阶段。到目前为止，还没有哪一种系统能够证明其大规模应用具有成本效益。但有许多公司都在争相成为第一个。

至少从理论上讲，波浪能比目前可再生能源的领头羊风能具有多项优势。水的密度是空气的 800 倍，因此理论上，规模较小的发电厂可以生产更多的电力。海洋中可用的开放空间比陆地上多，而陆地上的风力发电厂经常与其他开发项目争夺空间。最后，尽管大多数风力发电厂大约有一半的时间处于可利用风力的条件，但海浪从未停止向岸边移动。珀斯默多克大学能源研究系主任菲利普·詹宁斯 (Philip Jennings) 表示，“一旦技术成熟，波浪能的潜力将与风力发电一样大，甚至更大。”

去年 12 月，太平洋天然气和电力公司在加利福尼亚州做出了购买波浪能的第一项美国公用事业公司承诺。Aquabuoy 系统将安装在加利福尼亚州北部的尤里卡海岸，到 2012 年将产生 2 兆瓦的电力；每兆瓦可以为大约 750 户家庭供电。今年 5 月，美国能源部宣布将提供 750 万美元的联邦资金来支持该国其他水力发电项目的开发，这笔资金将于年底前发放。波浪能发电已在葡萄牙和苏格兰投入使用。但在全球范围内，与风能相比，该行业仍处于起步阶段，事故频发。例如，去年秋天，其中一个价值 200 万美元的 Aquabuoy 在俄勒冈州海岸沉没。

现有波浪能设计面临的最大问题是在恶劣海况下的长期生存能力。卡内基董事总经理迈克尔·奥塔维亚诺说：“我们今天没有全部使用波浪能的原因是，没有人建造过可以在那里停留足够长时间的东西。你不能让某样东西今天能用，明天就不能用。”

海洋的能量集中在其表面，因此目前使用的每个系统都是为在那里工作而设计的。然而，在风暴中，位于表面的系统会暴露在海洋的惊人力量之下。CETO 系统明确设计用于避免这种危险。“想象一下你在海滩上，在海浪中游泳，一个巨大的海浪向你袭来，”Ottaviano 说。你会怎么做？蹲下，对吧？“在风暴中最好的地方就是在海浪下面。”

伯恩斯解释说，全级 CETO 波浪农场就像是放在海底的一件锁子甲。每个气球都以网格状图案连接在一起；如果海浪袭击一个气球，其余气球会将其固定住。即使在海啸中，力量也只会将 CETO 气球压向海底。“我们在石油行业发现，我们在海床上放置的东西越多越好。现在相当多的海上生产不是来自平台，而是在海床上。那里更安全。它不会被海浪卷走。”

然而，底部安装的设计也有缺点。“从水下获取波浪能的问题在于，大部分波浪能都在水面上，”美国国家可再生能源实验室海洋可再生能源项目负责人沃尔特·穆西尔说。“如果他们使用[来自下方的]波浪能，他们就必须有一个相当低成本的系统才能经济实惠。”

伯恩斯说，这正是他的想法。他计划利用他在石油行业学到的许多技巧，使该系统测试、建造和运营成本低廉：“我从石油行业学到了如何在海底经营企业。你应用同样的科学和调查方法（清洁技术）。你做经济分析。你正在招募顶尖的科学家和工程师。这种模拟非常好。”

伯恩斯解释说，在他的职业生涯中，计算机的进步已经改变了工程师在地壳下寻找矿物的方式。计算机建模取代了昂贵的现实世界挖掘。现在，伯恩斯每隔几个月就会给他的 CETO 工程师一张空白支票，让他们升级到最新的机器和软件。“第一个任务是建立一个虚拟海洋，我们已经做到了，”伯恩斯说。“它使我们能够从任何深度的水、任何水流、任何波浪条件开始，并在计算机内测试模型。我们是世界上唯一一家实现这一目标的公司。”

在卡内基位于西珀斯的办公室，我与马修·基斯坐在一起，基斯是负责编写软件来测试和修改 CETO 设计的计算机工程师小组的负责人。基斯打开电脑，房间另一侧的墙上挂满了一小堆超级计算机，旁边是一块白色屏幕，屏幕上出现了一个黄色 CETO 气球在虚拟海洋中摇曳的 3D 动画。随着基斯移动鼠标，水深增加，波浪强度波动——气球随之略有不同。电影屏幕投影非常逼真，让我感到有点晕船。基斯说，他们用来构建海洋的计算流体动力学软件与设计一级方程式赛车的工程师使用的软件相同。计算机处理能力已经大大提高，几年前需要 11 天才能完成的计算现在只需 3 天。

伯恩斯告诉我，在波涛汹涌的大海中生存的能力是 CETO 相较于其他波浪能系统的最大优势。但这远非唯一优势。与在海上发电并将电力传输到陆地的设计不同，CETO 只需将高压水泵送到岸上。该系统所有复杂且维护成本高的部件都在陆地上，维修更便宜、更容易。他说，水下系统中没有任何油或污染润滑剂。他知道他们选的材料是正确的，因为海上石油行业已经做过所有测试；他们使用的所有东西都将具有经过验证的 30 年使用寿命，与典型的化石燃料驱动的发电厂相同。气球状的设计将使伯恩斯能够在一个大型工厂批量生产 20 英尺高的 CETO 装置，并以相对较低的成本将它们放气后运往世界各地。

最后，伯恩斯说，隐藏在海浪之下使 CETO 能够避开实用和美学方面的批评，而这些批评已经使其他海浪（和海上风电）项目偏离了轨道。CETO 不会干扰休闲钓鱼或航行。它不会杀死鸟类或击倒迁徙的鲸鱼。而且与其他系统不同，它不会破坏景观。“你不会看到它，”伯恩斯说。“你甚至不知道它在那里。”

伯恩斯告诉我，罗特尼斯岛附近的一个大型 CETO 海浪发电场理论上可以提供足够的电力来为整个西澳大利亚供电。六个月后，卡内基宣布其首个商业规模的示范工厂将建在更南边的港口城市奥尔巴尼。到 2010 年，将开始建造一个由 300 个气球组成的发电场，最终将产生 50 兆瓦的电力。该公司估计，这足以为 30,000 户家庭供电。第一座发电厂的建设成本并不低——大约 3 亿美元。但一旦投入运营，后续成本将与风力发电厂的成本大致相同。未来发电厂的运营成本将与传统发电厂大致相同或更便宜。毕竟，海浪是免费的。

清洁水难题

尽管伯恩斯相信 CETO 终有一天会生产出数千兆瓦的零排放电力，但他要启动的项目还得依靠西澳大利亚这个化石燃料资源丰富的沙漠州更为迫切的需求：水。

澳大利亚正处于长达十年的干旱之中，这是该国有记录以来最严重的干旱之一。在西澳大利亚，流入蓄水坝的径流量现在只有 20 世纪 70 年代初的四分之一。与此同时，平均气温、人口和用水需求都在上升。如今的珀斯是一个新兴城市；该州的采矿业达到了历史最高水平，并正在推动发展。幸运的是，该地区已努力为更热、更干燥的未来做好准备。

两年前，澳大利亚第一家大型海水淡化厂在珀斯以南 25 英里的奎纳纳镇开业。与所有反渗透设施一样，这座耗资 4 亿美元的工厂以巨大的压力将海水通过一系列盐过滤膜。需要 24 兆瓦的电力才能产生所需的压力，这就是为什么海水淡化厂在能源丰富、水资源匮乏的中东地区最受欢迎。该工厂供应珀斯 16% 的饮用水。加上一系列坚实的保护政策，该工厂使该州的水供应比该国其他地区更稳定（例如悉尼，去年邻居之间因用水而发生的冲突最终导致谋杀）。

“西澳大利亚州受气候变化的影响比世界上任何其他地区都大，”该州水务公司水资源效率经理本·贾维斯 (Ben Jarvis) 表示。“我们适应得很快。我们意识到这是气候变化，我们修改了规划估算，并建立了新的水源。”

未来几年，澳大利亚将至少再建造五座海水淡化厂，其中第二座将建在西澳大利亚。这座工厂位于珀斯以南 100 英里处，2011 年投入使用时将完全使用可再生能源。风力发电场可能是主要来源。然而，为了支持新能源的开发，水务公司将使用实验技术运行该工厂的 20%。4 月，该机构宣布了几个最终入围者，其中包括 CETO，他们从 18 个原始发电厂设计中脱颖而出。获胜者将获得一份长期供电合同以及公用事业支持的合法性。

当然，澳大利亚并不是唯一一个面临水资源问题的国家。从南欧到美国西部，人口增长和气候变化迫使各国政府在是否投资建设大型反渗透海水淡化厂（如珀斯附近的这座）的问题上举步维艰。如果有一个系统能够以类似的成本完成同样的工作，而且不会产生温室气体排放（而温室气体排放正是建造海水淡化厂的初衷），那么全球都会对它有需求。

能源机会

伯恩斯的船员们皮肤黝黑，身着制服，态度友好，他们帮助我们爬上船尾平台，迅速把湿透的潜水服挂起来。几分钟后，伯恩斯换回了马球衫和白色亚麻裤，坐在一张塞得满满的沙发上，手机贴在脸颊上。前一天晚上，他收到了一些令人不安的消息。他所在的石油公司的一名代表在海外被捕入狱。现在，他正在参加电话会议，努力在地球另一端缓和局势。

很快，伯恩斯就走到甲板上，坐到椅子上，向船员们要了一些现煮的冰咖啡。他说，石油生意越来越难做。新油源越来越难找，开采难度也越来越大。外国政府也不像以前那么欢迎石油了。石油生意本身也不像 20 世纪 70 年代和 80 年代那么有趣了。“你能感觉到很多人不再以从事石油行业为荣，”他说。“他们觉得这是社会无法接受的。”

不过，对他来说，进军可再生能源的动机主要是务实的。“我们都知道石油即将枯竭。只是时间问题，”他说。是的，新的化石燃料来源将从页岩和沙子中开采出来，我们将找到方法开采那些用旧技术无法开采的深层或昂贵储量。不过，伯恩斯说，这还不够。“能源消耗的增长如此巨大，以至于一切都需要。清洁技术必须比今天的石油工业大得多。这必须实现。没有其他解决方案。”

数据支持他的观点。根据国际能源署的数据，目前全球每天消耗 8700 万桶石油。预计到 2030 年，这一数字将增加三分之一，达到 1.16 亿桶。然而，许多石油行业专家认为，每天开采超过 1 亿桶石油基本上是不可能的。此外，预计到 2050 年，全球人口将从目前的 67 亿达到 90 亿，再加上发展中国家生活水平的提高，4 美元的汽油价格可能开始显得划算。

伯恩斯更关心的是供需曲线，而不是气候变化。确切地说，他不是一个怀疑论者；他认为全球变暖是真实存在的，而且是人为的。不过，他认为全球影响不会像预测的那么严重。伯恩斯承认，气候变化可能对澳大利亚不利。它将使这个国家变得更热、更干燥。但在格陵兰和加拿大，更多的二氧化碳可以带来很多好处。“是的，天气很糟糕，”他说。“这不像能源耗尽那么严重。”

因此，卡内基正在探索伯恩斯所能想到的每一种新能源生产方式。下午晚些时候，他建议我们开车去他公司最新的工厂，我以前曾多次听说这个地方被称为“臭鼬工厂”。几分钟后，我们来到一家不起眼的店面。店内有六名工程师，大多是新员工，正在为卡内基清洁技术计划的下一阶段工作。其中一名工程师专注于一种新型太阳能热技术，另外两名工程师致力于改进机翼设计。这里充满了互联网初创企业的高昂精神和高强度氛围。

站在新员工和新设备中间，伯恩斯看上去很高兴。太阳能和机翼研究都建立在他自己的发明之上，同样，他拥有最优秀的人才和金钱可以买到的处理能力。“可再生能源的所有领域都有重大进展，”他说。“使用相同的工程团队和相同的管理团队，我们可以覆盖所有领域。”

他似乎并不担心自己的技术很快就会相互竞争。他说，在化石燃料行业，没有人会嫉妒别人的发现。“这不会是‘天哪，我刚刚又发现了 10 亿桶石油——市场会发生什么？’石油行业根本不这么想。他们认为，太好了。世界上的每一点石油都可以出售，可再生能源也完全一样。没错。毫无疑问，世界需要它能得到的每一点石油。”

早些时候，当伯恩斯得知我住在加州时，他转过身来，让助理帮我打印了一篇新闻文章，报道了加州州长阿诺德·施瓦辛格最近对联合国官员发表的关于清洁能源经济将如何推动加州未来的演讲。“他的想法和我完全一样，”伯恩斯手里拿着文章说道。“我觉得他的演讲很精彩。我想，真是个好人！你需要领导者有这种积极的态度，而不是一味悲观。不要说‘我真倒霉，让我们关掉灯吧。’这些都是机会。”

特约编辑 Kalee Thompson 上次研究了一家公司为减缓全球变暖所做的努力[“Carbon Discredit”，7 月]。