历次工业革命都伴随着新的能源革命，在目前的第三次工业革命中，可再生能源革命正在发生。 与前两次工业革命中的能源革命不同，可再生能源革命把能源采掘业转变成了制造业，在人类历史上，第一次使能源生产转变成了遵循收益递增规律的生产活动。抓住可再生能源革命的历史机遇对于中国崛起摆脱地缘政治的约束、保证能源安全并实现能源独立具有十分重要的战略意义。
缘 起
既然工业革命的标志是“工具机的革命”而非能源革命，那么，是否能源革命就只具有从属地位，它对工业革命并不是很重要?如果不是很重要，为什么在历次工业革命的下半段又总是要发生能源革命?在这当中是否隐藏着某种不被人们广为了解的内在规律?就第三次工业革命而言，为什么要发生可再生能源革命?难道仅仅是因为生态或环境危机所诱导的能源革命吗?可再生能源革命相对于以前的非可再生能源革命是否具有独特的革命意义?这些追问对深刻认识目前正在发生的第三次工业革命具有重要的意义。
众所周知，煤炭替代木材、石油替代煤炭是分别发生在第一次工业革命和第二次工业革命的“能源革命”，煤炭和石油分别是第一次和第二次工业革命的关键性能源和主导产业中的动力部门，是英国和美国崛起的关键性因素之一。彭慕兰、斯塔夫里阿诺斯和克里斯蒂安等许多学者都认为，英国之所以率先爆发工业革命，与其快速完成由木材向煤炭的能源转型和率先完成大量使用煤炭燃料的蒸汽动力化存在着直接关系。在第二次工业革命的下半段，正是基于其得天独厚的石油资源优势并率先大量应用内燃机、石油化工等重要技术，美国才独自领导了以石油、汽车和大批量生产时代为特征的第四次技术革命浪潮，这是美国战胜德国和英国在20世纪奠定其世界霸主地位的重要原因。
为什么能源革命在前两次工业革命中具有这样重要的作用呢?19世纪中叶，第二代美国学派经济学家提出的“资本(这里应该理解为机器设备)的能量生产率理论”，对第一次工业革命中“能源革命”的意义做出了解释。按照这种理论，劳动和资本在生产中共同提供的主要服务是“工作作用力”，即推动工具做功的能量或动力。显然，工业资本可以通过比体力劳动更便宜的方式制造推动机器做功的能量或动力，因为根据今天的食品和燃料成本，人的身体是一个相对低效的能量转化器，蒸汽动力生产每人时“工作作用力”的成本，要比依靠人本身还要低。机器和人的隐喻渗透于19世纪美国经济学说的始终。
1852年，艾伦在《自然力学的哲学与自然驱动力的源泉和行为模式》一书中对使用马力和蒸汽动力(以木头或煤炭为燃料)作为工业动力的成本进行了比较，并使用生产这些不同食物和燃料所必需的土地面积作为比较的基础，揭示了在英国工业革命中为什么会发生“能源革命”：使用马匹生产1天马力的机械能，所需的干草和谷物是63美分和5.75英亩土地;使用蒸汽动力生产等量的能量，所需的木头燃料在价格上要便宜些，但需要23英亩土地;而使用煤炭生产1天马力的机械能，则只需要24美分，价格还不到使用马匹生产的一半，而且也没有土地面积约束。显然，马匹注定是要被淘汰的，这也是煤炭为什么要替代木材作为蒸汽动力的能源来源的经济原因。
美国学派所谓的能量就是现在的“能源”概念，当在人力、牲畜、水和风作为劳动工具的动力时，人们往往并不把它们看作是“能源”，实际上，它们和化石燃料一样是能源，即能量的来源。因此，帕申˙史密斯认为，当经济使用的能量从人类体力进步到生物动力、风力和蒸汽动力时(当时电力和内燃机尚未出现)，收益递增主要反映在每个工人所能支配的日益上升的能量生产能力上。经济增长主要归功于人类可以更好地支配自然的能量资源，而由燃料提供动力的、能量密集型的资本正是实现这一过程的基本途径。正如马克思指出的，蒸汽织布机比手动织布机的生产率之所以高十几倍，原因就在于人的肌肉作为动力来源被动力程度高十几倍和单位成本更低的蒸汽动力所替代的结果。
按照马克思的工业革命理论，只要把人的体力当作动力来源，就不会发生工业革命，蒸汽动力替代人力的基础在于织布机的革命，虽然蒸汽机早在17世纪就发明了，但并未产生工业革命;正是因为人力、牲畜或水力作为动力无法推动机械织布机运转，这就对能源革命提出了要求，正是这种要求使蒸汽机的革命成为迫切的需要，这是在第一次工业革命的下半段之所以发生能源革命的基本原因，如果没有这种能源革命，工厂就只能建在河边，工业革命就不能在更大范围内展开，以蒸汽机和铁路为主导产业的第二次技术革命浪潮也就不会发生。因此，“工具机革命”与能源革命之间存在着一种被人们广为了解的内在联系。
在第二次工业革命开始时，蒸汽机在推动重型机械的运转上已“力不从心”，因为它需要能量密度更高、更不受地点限制的动力来源。最初，由于电气化的发展，19世纪末的美国工厂就掀起了用电动机替代需要在工厂储备大量煤炭的蒸汽机的热潮。但因无法解决电能的储存问题，电动车(储能问题仍是目前的技术前沿)在1900年之后就让位于由内燃机所驱动并以石油为动力的“汽车”。石油是汽车、石油化工、合成材料和内燃机等重化工业发展的基础，因此，在第三次技术革命浪潮的基础上，就爆发了以石油、汽车和大批量生产时代为特征的第四次技术革命浪潮。由于“资本的能量生产率”的决定性作用，第二次工业革命的“石油密集型”工业体系最终就替代了第一次工业革命的“煤炭密集型”的工业体系。
在第三次工业革命中，信息化、智能化是其核心，无论是计算机、各种软件、互联网、廉价微电子产品(电脑、手机等)，还是高速铁路、机器人以及智能装备制造业，只有电能才能驱动，而电能的能量密度远高于石油。“电能密集型”的第三次工业革命的智能工业体系最终将会替代“石油密集型”的第二次工业革命的重化工业体系，这同样是计算机等工具机的革命对能源革命提出的要求。按照帕申˙史密斯的理论，收益递增是由每个工人所能操纵的能量密集度决定的，日益枯竭和成本不断上升的石化能源已无法满足广大发展中国家工业化的需要，而随着技术的进步，直接以太阳能、风能发电的成本最终也将会低于把化石能源转变成电能的成本，并且前者是取之不尽、用之不竭的。
这就引出了可再生能源革命与前两次能源革命在本质上的不同。前两次能源革命都没有摆脱资源采掘业因不可再生性而导致的收益递减规律：资源日趋枯竭、品质不断下降，其供给是高度缺乏弹性的，随着开采规模的扩大、开采成本不断上升，资源价格将不断提高。而风力和太阳能等可再生能源不存在枯竭或品质下降问题，供给是无限的，其生产率、成本和价格将完全取决于可再生能源生产设备的研发和制造活动，与以资源采掘活动为基础的化石能源生产遵循收益递减规律相反，可再生能源生产在本质上是制造业，遵循收益递增规律，这就为人类社会经济的可持续发展奠定了能源基础，这是人类历史上前所未有的生产活动的重大革命，也是第三次工业革命在本质上不同于前两次工业革命的重大特征。
从能源安全和能源独立角度来说，由于“化石能源只有在特定的地区出产，需要巨额的军事投资和地缘政治操作才能获得，可再生能源不同，它是随处可见的”(杰里米˙里夫金)，所以，可再生能源的可再生性使其在本质上是和平性质的，将对全球能源格局和地缘政治格局产生重大影响。具体到我国，抓住可再生能源革命的历史机遇对于摆脱地缘政治的约束、保证能源安全并实现能源独立具有十分重要的战略意义。
与前两次工业革命的“肮脏生产方式”相比较，绿色技术革命是第三次工业革命下半段的主要特征，可再生能源革命是解决能源枯竭和解决环境污染等生态问题的根本性出路。正是站在这样一个战略制高点上，西方发达国家高度重视可再生能源革命的发展，正在加快新能源技术的研发和应用，在替代传统能源上已初见成效，一些国家已经走在我国的前头，我国与发达国家在可再生能源革命上仍有不小差距，应该奋起直追。
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