未来电力人I：赫兹无缘诺贝尔奖
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周六在法兰克福协会组织的关于能源领域创新与投资的论坛上，一位电力老前辈动情说到：20年前来德国留学的时候，人少且技不如人，的确是外国人会轻视你。如今环视宇内，在电力领域的确中国成绩斐然，各种创新层出不穷，而德国搞电力的年轻人们济济一堂，真的是最好的时代，蕴含着无数创业和创新的机会。
可与此相对，越来越多的学习电力系统自动化的年轻人在微信上问：未来的电力系统到底有哪些新技术值得关注？是应该保研还是出国？是去美国还是德国？
通常我会给一个简单的回答：来德国吧。因为我知道对于大多数人来讲，他们纠结的并非是事情本身，而是一个清晰的方向。我有一位朋友，身为上市公司董事长的他的开场白是：我在电力行业坚守了30年，在最困难的时候没有走，最有机会的时候也没有走。。。这句话是如此的打动我，因为在我们谈论创新的时候，不该忘记自己的根本。
所以我在法兰克福回柏林的路上，就计划写一个系列，不但能把电力系统的历史和知识点写进去，还能揭示后面要出现的改变和创新。
我这样做，是希望能有更多的前辈，来帮助越来越多的年轻人，一起在这场能源大变革的开始之处，就能找到自己的方向和兴趣所在。
所以我给这里系列取了个名字：未来电力人。
我的定位，是做电力领域的第一段子手。
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让我们的故事，从我在德国留学的卡尔斯鲁厄大学开始。这所大学是德国最古老的理工大学，IT计算机号称排第一，电气和机械长年排第二，和另一所著名的大学亚琛理工大学长年纠缠不清，互相不服气。
然后2006年，一向热爱腹诽但是很想学习美国人的德国人把学校改了个名字：KIT，基本就是朝MIT的方向去的，也叫卡鲁理工学院。但KIT无论如何无法和麻省相比，人家麻省拿诺贝尔奖的加起来比整个德国还多，一年100亿美元的科研经费几乎是德国人的10倍。
但实际上，创立于1861年的麻省本来模仿的就是欧洲的理工大学。因为在那个时代，欧洲尤其是德国，电气学绝对是显学的代表。
卡尔斯鲁厄大学的电力系统及高电压技术研究所依旧保持了最经典的教学传统：非常注重对电学体系整体的叙述以让学生更容易捕捉到先人们的思路。在100年前绝对高大上的电学世界里，有三个人的名字不得不提：法拉第，麦克斯韦，赫兹。
这最后一个，就是卡尔斯鲁厄大学最大的骄傲。判断一个物理学家有多牛，人脉有多深，就要看那些物理量单位。安培，伏特，瓦特，欧姆，赫兹。这五个最基础的物理量里面，德国和英国各占了两个，这基本上就是当时的格局。
英国人提出理论和数学表达，德国人做实验证明，这绝对是黄金组合。在电磁感应的理论研究上，法拉第这个学徒出身的科学家做出的最重大的贡献就是：确定了电和磁的互动关系，即法拉第电磁感应定律。
这几乎是后面发电机电动机等等发明的基础，而且因此也使得人们头一次意识到了电学世界与力学和其他物理学最大的不同：无功功率。
这个概念对很多这个专业的学生来讲也并非能够完全理解，主要的原因就是汉语在科技表述方面的确有些捉襟见肘。英语好一点，但是active与reactive power的对应也无法清晰阐述里面的区别，只有德语能做到一针见血：Blindlesitung，看不见的功率。
不是没有，也不是没用，而是看不见的功率。法拉第当年所要表达的东西其实很简单：要发电，就要hold住一个磁场，而这部分要消耗的就是无功功率。
本来这个概念即使不能正确理解也不会影响保研读博升官发财，但是近年来越来越多的新能源发展使得这个经典的概念再度被人重视：光伏和风场这些电站几乎不能提供无功功率支撑的话，电网公司提供的这些服务由谁来保证如何收费？
正式因为这个概念如此的基础并且重要，所以几十年来人们尝试了用很多办法解释给媒体和政府及各界群众听，到底什么是无功功率。人们找了很多例子打比方，飞机悬浮，面粉掺水，船闸浮力。。。但是没有一个例子是成功的，因为这个概念的内涵实在太深厚，你没法用一本杂志代替一个美人。
德国人用的一个例子很有意思，啤酒泡沫。具体不解释。
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无功功率的定义是划时代的，因为这奠定了后面整个电力系统稳定和运转的基础。所以实际上可以这么说，什么是电和电是怎么来的这两个最基本的问题，一下子就被法拉第一个人回答了。
所以在与无功有关的物理量里，电容也就是容性无功的单位就是法拉第，而另一个电感的单位是亨利，据说他是早一年发现电磁感应但是没有时间写出论文发表的美国人。
法拉第这个人最大的优点还不在于水平高，而是喜欢提携后辈。这种古典气息的确也对我有很深的影响，并深深向往那个时代。那个时候法拉第最大的爱好就是没事就抓住一帮英国皇家学会的年轻人吹牛，谈电+时代的创新技术和商业模式。。。是的，这群人的名字是：麦克斯韦，凯尔文，焦耳。
于是，世界上最顶级的智慧出现了：麦克斯韦方程，被人称为科学界第一公式，是最美的科学表达。但实际上，麦克斯韦根本不是个物理学家而更像是个数学家，他所做的几乎就是在听完法拉第吹完牛之后在梦里想出了一群公式，于是顺手写下来而已。。。据说麦克斯韦有个比自己大7岁的老婆，心心相印，麦克斯韦睡觉的时候老婆负责验算，非常的厉害。
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麦克斯韦方程组的积分和微分形式是卡尔斯鲁厄大学电气方向的几乎必考题，教授会让你亲笔写下这个绝美的公式然后一点点展开去追问，直到整个电机学重新在你的手里快速模拟重建一遍。
有时候你会真心觉得那些科学天才的脑袋很神奇，他们发明的东西可能从来就没有想过要让正常人去理解。麦克斯韦方程组最牛叉的一点是：打通了电、磁、光三界，如果真的有电磁波，光也是电磁波，那么现代量子物理就会闪亮登场，整个人类历史就会被重新书写。
事实证明，人类历史的确从此进入新的篇章。麦克斯韦方程组集整个电学体系于一身，所要说的其实就是一句话：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，两者纠缠厮守到永远。
本质上来讲，一个人在物理学界提出一个东西却不能实验证明是会被人鄙视的，但是麦克斯韦依然还是震撼了所有人：因为这个理论看上去实在是太漂亮了，他让电学的几大定律都环环相扣。
麦克斯韦的这次大忽悠几乎震住了所有人。但如果没有赫兹，那也就只是震住而已。
赫兹与另一个很有名的物理学家特斯拉几乎同龄，但是完全走的是另一个路数：实验验证理论，而不是发明专利获取投资开工厂。
赫兹本质上来讲几乎不是一个好的教授，据说他一直有着口齿不清啰嗦无比的毛病，但他绝对是一个顶级的实验物理学家：1885-1889年，他仅在卡鲁大学呆了4年，就在1888年宣布发现了电磁波的存在。
赫兹来卡尔斯鲁厄大学，似乎就是为了做这么一件事：找一个教室，发一个电，然后在对面的角落里告诉大家，这里也有电火花。这一年，他还不到30岁。
至此法兰第，麦克斯韦，赫兹完成了电学里面最重要的一次系列接棒：物理+数学+实验三者合一，揭开了后面通信、电力等大时代的发展。所以频率的单位竟然给了赫兹，想想真的是蛮有意思的。
但是这个卡鲁最大的名人，却无缘诺贝尔奖，原因很简单：诺贝尔奖是1901年才开始有的，而我们的天才赫兹同志，1894年就去世了，还不到36岁。
我在写下这句话的时候几乎热泪盈眶，遗憾的不光是英年早逝，而是英雄无法见证一个时代的蓬勃兴起。
100年前的这条电学探索之路之所以对今天乃至未来的电力的发展都至关重要，是因为无功功率和电磁转换的这个概念，不仅是一种技术概念的表述，更可衍生出无数的商业模式和技术创新：
1 新能源电站必须提供部分的无功支撑，这是德国在新能源安装功率达到一定比例后的硬性要求，这将直接决定新能源并网比例。
2 电网公司或者以后的售电公司的盈利模式，很可能要调整到不仅看有功即你用了多少度电，也要看无功上面你需要我提供多少法拉第的服务。这对现在的电力营销和运营是颠覆性的革命。
3 对于储能的发展，很多人设想今后家家都可以自发自用，可是电网如果真的在每个节点都是负荷与发电相抵为0，那么电网里的整个架空线和电缆就会在空载的状态下源源不断的发出无功功率，这种情况下的电网岌岌可危难以为继。难道说真的要因为这个全部变成直流电网复古回去？
4 无功功率的调节，产生，控制，都是孕育着很多新技术的领域。SVC，STATCOM， UPFC这些动向就像窄框手机，无框手机和ID无框手机一样，创新无极限。
能源的利用如果真的走向分布式，对现有的工业体系和消费模式都会有巨大的冲击，而这个过程中未来的电力人，现在还很年轻的90后们，你们要走的路还很长，可以上市的空间还很大。
赫兹虽然没有拿诺贝尔，爱因斯坦也没有命名任何物理量，但是他们所取得的成就和对人类进步的推动意义早已超过了任何奖项，无非只是timing没到最好。
但是未来的电力人们，你们知道吗，接下来的10年真的是最好的时代。如果你们考虑要创业，不妨考虑给公司取个名字叫赫兹。
互联网+时代，我们要让知识显得有价值。试试看有多少人喜欢这篇文章。
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