演講回顧｜定律：點亮非洲—分布式能源系統(tǒng)與直流產(chǎn)品生態(tài)

非洲電力困境重重，如何突破現(xiàn)有格局？直流電能否成為非洲能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵？非洲又該如何借助新技術(shù)實現(xiàn)經(jīng)濟騰飛？上海理工大學(xué)教師，能罡科技工業(yè)設(shè)計戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人定律受邀出席第五屆廣州創(chuàng)意周，在云山十方匯大師論壇上發(fā)表了一場主題為《點亮非洲—分布式能源系統(tǒng)與直流產(chǎn)品生態(tài)》的深度演講。他介紹團隊的歷史研究工作，講述廣東設(shè)計從清末民初至今的特色發(fā)展，強調(diào)其對全國設(shè)計的影響，以及南方設(shè)計裂變的積極作用。最后提出當(dāng)代中國設(shè)計應(yīng)從歷史中汲取知識，構(gòu)建獨特話語體系，推動自身發(fā)展。 

那么為什么會有這樣的想法呢？我們看到這是一張世界的用電態(tài)勢圖，發(fā)現(xiàn)世界上紅色部分是具有特高壓的國家和地區(qū)，藍(lán)色部分是有普通高壓電的地區(qū)和國家，黃色區(qū)域是用電不足、經(jīng)常停電的地方，灰色區(qū)域更是如此。其實世界上大量的地方用電情況不像我們生活在新基建建設(shè)完善的地方這么好，很多地方都沒有電。但是我們的設(shè)計不能只考慮身邊的情況，還要想到出口，想到向別的國家賦能，這時候就要考慮那些沒有電的國家的需求。

順便說一下，咱們廣東和非洲的貿(mào)易非常厲害，每年增長 13.6%。但是我們要知道，非洲最近 10 年人均 GDP 只增長了 0.5%，而廣東省的人均 GDP 卻在不斷提高，這是非常了不起的一件事。接著簡單介紹一下非洲的基本情況，其實最近幾年非洲人口爆發(fā)式增長，到 2024 年已經(jīng)接近 15 億人口了，城市人口接近 6 億。在城市不斷擴張的情況下，非洲 54 個國家的各個首都都在考慮在城市里建高樓，從平面攤大餅的方式向高樓集中發(fā)展，但是他們卻力不從心。以人口最多的尼日利亞為例，尼日利亞的首都有 600 萬人口，但是他們每天只有 4 個小時有電，而且還是交流電。為什么會這樣呢？

他們不是建不了發(fā)電站，而是沒有電網(wǎng)。中國的煤電技術(shù)原本是最合適的解決辦法，但是中國在 2021 年為了追求全球碳排放目標(biāo)，不再出口煤電技術(shù)了。也就是說，非洲以及其他欠發(fā)達(dá)的南方國家，未來的電力供應(yīng)很難改善，這使得他們很難成為工業(yè)化國家。

我們知道，非洲的問題不在于電，而在于電網(wǎng)。從發(fā)電到配電、輸電，再到總網(wǎng)、干網(wǎng)等一系列過程，損耗非常大。舉個例子，如果非洲像中國一樣發(fā)展交流電，每公里的建設(shè)成本是 200 萬美金，再加上配電成本 100 萬美金，每公里 300 萬美金的成本，非洲任何一個國家都無法承擔(dān)。而且他們的政府 5 年一屆，可能政府任期還沒結(jié)束，電網(wǎng)還沒建好，政府就下臺了，所以他們才面臨今天這樣的情況。

好，我們來回顧一下為什么會出現(xiàn)這種情況。大家知道電有兩種，一種是直流電，有正極和負(fù)極；交流電沒有正極和負(fù)極，交流電的電子在正極和負(fù)極之間來回流動，像中國的標(biāo)準(zhǔn)是每秒來回流動 50 次，歐洲的標(biāo)準(zhǔn)是每秒來回流動 60 次。

1890 年，愛迪生發(fā)明了直流電，特斯拉實現(xiàn)了交流電的商用化。在 1890 年，有一場 “電流大戰(zhàn)”，全世界投票決定人類未來使用什么電。在當(dāng)時工業(yè)化革命的背景下，大量工廠集中建設(shè)，最后投票決定全世界采用特斯拉的交流電標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)時愛迪生把大部分資產(chǎn)都投入到直流電領(lǐng)域，他建設(shè)的電站、電廠，生產(chǎn)的電燈等各種電器都失敗了，所以愛迪生非常生氣。他得出的結(jié)論是：交流電是基于工業(yè)革命、城市化人口聚集為前提的，是一種集中式、中心式的范式，中國的西電東輸、南水北調(diào)就是這種中心式的做法。中國是社會主義國家，能夠完成這種中心式的建設(shè)，但在其他國家，特別是非洲這樣的多民族國家，很難完成這種中心式建設(shè)，這就是我們看到非洲這么多年沒有大發(fā)展的原因。

我們知道今天我們的電力技術(shù)是怎么來的，是當(dāng)年蘇聯(lián)教會我們的，蘇聯(lián)的技術(shù)又是法國人教會的，再往前，法國人是從德國人那里學(xué)到的，技術(shù)就是這樣一步步傳播過來的。

這種中心式網(wǎng)絡(luò)，放在今天 “一帶一路” 的背景下，不能再用 1890 年的思路。用過去的能源范式來幫助今天 “一帶一路” 的國家是不合適的，那是上個世紀(jì)的范式。

如今中國工業(yè)設(shè)計師有更多的發(fā)展背景。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，中國擁有 200 個單項產(chǎn)業(yè)鏈全球第一。中國發(fā)展帶來的高效物流成本是全世界最低的，只有美國的 0.5 倍。我們實現(xiàn)了數(shù)據(jù)結(jié)網(wǎng)全局調(diào)度，這體現(xiàn)了中國強大的基建能力。這種能力對我們的產(chǎn)品生態(tài)產(chǎn)生了一種生態(tài)隔離。

當(dāng)我們的設(shè)計師每天思考物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品如何上網(wǎng)的時候，全球還有一半人口根本沒有交流電，他們對產(chǎn)品的思考方式完全不同。

今天我們討論這個話題的背景是，現(xiàn)在很多產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品賣不掉，產(chǎn)能過剩。這時候我們發(fā)現(xiàn)，直流電生態(tài)產(chǎn)品還有很大一片空白市場遠(yuǎn)未得到滿足。這是非洲的背景情況，從 1972 年到 2017 年，非洲人均 GDP 幾乎沒有增長。非洲的電池、電網(wǎng)建設(shè)非常落后，基于這樣的背景，我開始思考技術(shù)與生態(tài)的關(guān)系。我們得到的啟示是：國家治理的生態(tài)決定了能源技術(shù)的生態(tài)，進(jìn)而決定了產(chǎn)品生態(tài)。非洲國家的治理不能僅僅復(fù)制西方的中心式交流電網(wǎng)絡(luò)，因為他們既建不起也不適合，而更適合采用分布式結(jié)合中心式、直流電結(jié)合交流電的方式。所以，就像今天劉老師講的換道，我們要換道，構(gòu)建分布式系統(tǒng)，重構(gòu)直流電的產(chǎn)品生態(tài)，這是我對產(chǎn)能過剩現(xiàn)象的思考。

好，講到生態(tài)，我們來簡單介紹一下我們的能源技術(shù)生態(tài)。這是我畫的一張圖，人類進(jìn)入工業(yè)化以后，有各種各樣的能源，每種能源都會圍繞我們的衣食住行形成一個生態(tài)圈和產(chǎn)業(yè)圈。從化石能源到燃油驅(qū)動能源，再到交流電的生態(tài)圈，我們知道交流電的生態(tài)圈是基于建筑、房子形成的，源于當(dāng)年的工業(yè)革命，人們聚集在一起建設(shè)工廠。從特斯拉開始，我們發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了機器人、電動飛機，形成了一個直流電的生態(tài)圈。在直流電產(chǎn)業(yè)鏈里，灰色部分是尚未涉足的領(lǐng)域，比如直流醫(yī)療、直流路政、直流工業(yè)等，這些領(lǐng)域都有很大的發(fā)展空間。

非洲直流農(nóng)業(yè)發(fā)展前景與技術(shù)生態(tài)構(gòu)建

這次我們的非洲方案得到了加納總統(tǒng)和尼日利亞科技部長的支持，他們都向我們提出了一個需求。他們說丁老師，我們最急需的是直流農(nóng)業(yè)，因為非洲的燃油特別貴，二十幾塊錢一升，咱們國家油價還剩 7 塊多錢，相對便宜很多，非洲農(nóng)民用不起柴油，問能不能發(fā)展直流農(nóng)業(yè)。于是我針對直流農(nóng)業(yè)這個細(xì)分領(lǐng)域展開研究，后來發(fā)現(xiàn)最外圈藍(lán)色部分是柴油農(nóng)業(yè)，中間藍(lán)色部分是交流電的農(nóng)業(yè)機械，中間綠色部分是目前非常少的直流農(nóng)業(yè)。

未來，藍(lán)色部分所有的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品都有可能全部轉(zhuǎn)化為直流的。僅直流農(nóng)業(yè)這一個小點，就可以拓展出無數(shù)的實用新型專利和發(fā)明專利，這就是我們的占位策略。因為如今是一臺農(nóng)機配一個柴油機，未來可能是 10 臺農(nóng)機共用 1 個電池，電池可以通用，無論是播種、收獲還是深加工，都不用頻繁安裝電池，電池可以復(fù)用。這也是根據(jù)摩爾定律，最近 3 年電池價格下降了 60%，相當(dāng)于 3 年前的三分之一。我們判斷，未來 5 年直流儲能電池會更加便宜，價格可能是原來的十分之一。當(dāng)電池價格降到原來的十分之一時，整個技術(shù)生態(tài)就會發(fā)生變化，價格對技術(shù)生態(tài)的影響很大，所以我們制定了技術(shù)方案。

現(xiàn)在的方案是，太陽能板接收的是直流電，然后通過逆變器升壓變成交流電，經(jīng)過傳輸后，再通過逆變器轉(zhuǎn)換成直流電供電器使用，這個過程浪費了 20% 的電量。我們的方法是摒棄這些步驟，直接采用 48 伏直流電的太陽能板，生產(chǎn)直流電的家電，打造直流電生態(tài)，這樣就跳過了中間的轉(zhuǎn)換過程，形成了一個無需逆變器、無需適配器、無需交流電的生態(tài)。

圍繞這個生態(tài)我們做了什么呢？我們主要做了控制面板和芯片。以后和我們合作的企業(yè)，只要在現(xiàn)有的直流產(chǎn)品上安裝幾塊錢一顆的芯片，就可以實現(xiàn)通訊功能。因為是直流電，在家里任何地方都能實現(xiàn)通訊，就像手機的邏輯一樣，房子變成一個大手機，在臥室、廚房等任何地方都能總控整個房間，技術(shù)邏輯變得非常簡單，就像電腦的邏輯一樣可以不斷升級。

所以我們?yōu)槟孀兤鳌㈤_關(guān)以及各種企業(yè)賦能，將我們的技術(shù)邏輯融入其中，形成了今天的技術(shù)生態(tài)，我們實際上做的是總控和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如今，我們和非洲 15 所大學(xué)以及他們的政府部門，正在自上而下地制定非洲的能源標(biāo)準(zhǔn)，通過農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)打造新的產(chǎn)品技術(shù)生態(tài)。以電冰箱為例，現(xiàn)在市場上正在銷售的交流電電冰箱可能有兩三百款，而直流電冰箱只有兩三款，因為直流冰箱主要是船用冰箱、車載冰箱。你們想想看，這中間的差距有多大。假設(shè)這兩三百款交流冰箱都能轉(zhuǎn)化為直流冰箱，那競爭力將非常強。

同時，這件事還有一個啟發(fā)。當(dāng)年我們給非洲提供儲能電池時，一個三度電的電池要 1 萬塊錢，其中 3000 塊錢是逆變器的費用。現(xiàn)在我們把逆變器去掉，不僅節(jié)約了大量成本，還幾乎沒有損耗，不過前提是傳輸距離較近，適用于村域、社區(qū)等范圍。這是我們給聯(lián)合國的技術(shù)方案，聯(lián)合國購買我們的智慧教室，每個教室 1000 美金，里面配備投影儀、燈光、空調(diào)、開關(guān)等設(shè)備，這個方案可以幫助更多非洲學(xué)校開展教學(xué)，這也是我們做的公益活動。

我們還形成了自己的光電總架和光電架構(gòu)，背后的通訊采用窄帶通訊，而我們現(xiàn)在常用的是寬帶通訊。這里用了一個中文 “度” 字，有雙重含義，代表交流電和直流電并行的一種技術(shù)方案。

最后簡單介紹一下我們還做了哪些事。我們做了開源的指令集，并貢獻(xiàn)給開源基金會，賦能給所有企業(yè)。我們還流片制作了自己的芯片，價格非常便宜，幾塊錢就能賦能給所有家電產(chǎn)品或機電產(chǎn)品。我們還打造了自己的硬件生態(tài)和智能生態(tài)，這里就不一一介紹了，這就是我們的商業(yè)模式，以及參與其中的人員。

最后跟大家分享一下，前天也就是 1 月 15 號，我們在加拿大的第一家店開張了，下個月可能會在尼日利亞開店。給大家分享一下加拿大店開張的情況，里面展示了尼日利亞總統(tǒng)來中國參加 “一帶一路” 活動的時候，專門來到我們公司。去年 9 月份我們在深圳舉辦了一個加納論壇，探討加納是否全盤應(yīng)用我們這套方案。建設(shè)的方案是。（提及）加納的科技部長，總統(tǒng)跟我們一起探討這個事情，除了加納，還有另外幾個非洲國家也參與其中。要用我們這套方式來建立全新的非洲標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行全新的建設(shè)，這就是 15 號我們在加納第一家店開張的情況。來了很多政商界的重要人物，順便說一個有趣的事情，加納駐華大使個人掏了 10 萬美金參與這個項目，還在加納自己開店賣我們的產(chǎn)品。這就是昨天的事情。好，謝謝大家。

云山十方匯大師論壇由廣東省未來設(shè)計研究院主辦，于2025年1月17日在廣州設(shè)計之都圓滿舉行。本次論壇以“換道超越的中國設(shè)計探索”為主題，匯聚國內(nèi)外頂尖設(shè)計大師、行業(yè)精英、學(xué)者，共同探討設(shè)計在中國建設(shè)中的實踐路徑與未來趨勢。同期舉行柳冠中大師設(shè)計邀請展、第五屆廣州創(chuàng)意周開幕式、新質(zhì)設(shè)計創(chuàng)新峰會、頒獎典禮、設(shè)計之旅等一系列活動。