第三次工业革命的发展趋势及其对“三农”问题的启示

2014-03-25 11:30张君弟彭媚娟
农业现代化研究 2014年3期
关键词:工业革命三农能源

张君弟,彭媚娟

(1.华南农业大学思想政治理论部,广东广州510642;2.广东工业大学政法学院,广东广州510090)

当前,世界新一轮科技革命正在孕育之中。2012年4月,《经济学人》做了《第三次工业革命:制造业与创新》的专题报道,描述了当前正在出现的由技术引领制造业的深刻变化。美国著名未来学者杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin)的著作《第三次工业革命》的出版,论述了由互联网与可再生能源融合导引的新一轮工业革命,引发广泛关注。新一轮工业革命即所谓第三次工业革命,是以数字制造技术、互联网技术和可再生能源技术的创新与融合为代表,引致工业、科技乃至社会生活的系统性重大变革。这一过程不仅在工业领域引发变革,也会对农业产生重大影响。当前,以整体性解决“三农问题”为核心的新型城镇化建设即将开启,这是改造我国农村社会经济的重要工程,也是奠定我国未来经济和社会发展的基础工程。在第三次工业革命的浪潮下,“三农”问题需要尽可能地前瞻性谋划和设计,为未来长远发展奠定良好的基础。“第三次工业革命”概念的真正兴起和全球化传播,与全球可持续发展面临的压力密切相关。

(1)石油和其他化石能源的日渐枯竭,及随之而来的全球气候变化给人类的持续生存带来了危机。由于大规模的工业化需要对自然资源的开发与消耗,第一、二次工业革命消耗大量化石燃料,并将工业废气、污染物释放到生态系统中,导致地球大气成份的改变,即二氧化碳、氮化物以及湿气的大量增加,温室效应愈加明显,最近半个世纪年,地球的平均温度提高了0.7℃。IPCC(Intergovernmental Panelon Climate Change,即政府间气候变化专门委员会,它由英、美、法、德、意、日、俄、中国、印度等国的代表组成)通过模型进行预测:1990-2100年,地球的平均气温将上升5.8℃,即平均气温为39℃。英国气象组织哈利研究中心复查这项预测,认为本世纪地球平均气温将达到41.8℃。人类的工业化行为危及生物赖以生存的生态,特别是大气环境。工业化之初,空气中二氧化碳的含量是280mg/L,而现在则是370mg/L,科学家预计50年内空气中的二氧化碳含量将会再增加一倍,达到740mg/L。那么,地球平均气温达到39℃或41.8℃的时间点将比IPCC于2001年的预测提前半个世纪出现[1]。

(2)化石燃料驱动的原有工业经济模式,不再能支撑全球的可持续发展,需要寻求一种使人类进入“后碳”时代的新模式。2008年开始的全球金融危机,其根源与化石能源有很大关联。现在整个人类文明建立在几十亿年前石炭纪储存的碳资源上,即种植粮食要依靠化肥与农药;水泥型料等建筑材料的生产需要化石燃料,大部分药品也需要化石燃料;交通、电力网更是如此,包括我们穿的衣服也大部分来自化石燃料,即煤炭、石油生产的副产品。然而由于石油、煤炭等化石燃料储量有限,2008年它的开采已经过半,剩下的开采也愈加困难,导致油价不断上升。1973年原油价格每桶3美元,2001年每桶25美元,而2008年,每桶147美元[2]。即30年内石油价格增长了近50倍,这导致购买力大幅度下降。但美国和其他一些国家的银行信用制度仍然贷出大量货币给居民,做成一种消费可以无止境的假象。当泡沫经济突然破灭:银行、企业、公司大规模倒闭,失业人口大幅度增加。“塞拉俱乐部”[即SierraClub,由著名的自然环境保存主义者约翰·缪尔(John Muir)于1892年创办的一个草根环境组织]的前任执行主席麦克洛斯基(MichaelMcCloskey)认为:在我们的价值观、世界观和经济组织方面,确实需要一场革命。因为,文化传统建立在无视生态地追求经济和技术发展的一些预设之上,我们的生态危机就根源于这种文化传统。工业革命正在变质,需要另一场革命取而代之,以全新的态度对待增长、商品、空间和生命[3]。

1 第三次工业革命的实质

当前,关于第三次工业革命的论述比较有代表性的主要有三种:一种以杰里米·里夫金为代表,一种以保罗·麦基里(PaulMarkillie,《经济学家》编辑)为代表,第三种是大数据的开发与利用。

杰里米·里夫金认为,第三次工业革命就是能源互联网与可再生能源的结合而导致人类生产生活、社会经济的重大变革。他认为,第三次工业革命的支柱包括:①向可再生能源转型;②将每一大洲的建筑转化为微观发电厂,以便就地收集可再生能源;③在每一栋建筑物以及基础设施中使用氢和其他储存技术,以存储间歇式能源;④利用互联网技术将每一大洲的电力网转化为能源共享网络,这一共享网络的工作原理类似于互联网(成千上万建筑物能够就地生产出少量能源,这些能源多余的部分既可以被电网回收,也可以被各大洲之间通过联网而共享);⑤将运输工具转向插电式以及燃料电池动力车,这种电动车所需要的电可以通过洲与洲之间共享的电网平台进行买卖[2]。

保罗·麦基里长期关注制造业技术和数字制造的发展。他认为3D打印技术将是第三次工业革命的核心,3D打印技术即快速成型技术或添加型制造技术,它可以根据物体的三维模型数据,通过特殊的成型设备将纳米材料分层加工、叠加成形的方式打制成实物模型的技术。这种依托互联网的全新数字化设计和制造的创新给予互联网用户以创造实物的能力,将带给人类制造模式的重大变革,大规模流水线制造从此终结,人们可以完全按照自己的意愿来设计。产品制造的数字化变革绝不仅仅是优化现有的制造业,而是将制造延伸至范围更广的生产人群当中——既有现存的制造商又有正在成为创业者的普通民众[4]。

大数据(big data)是“计算机”与“互联网”结合的产物:计算机实现了数据的“数字化”,互联网完成了数据的“网络化”,两者的结合促使“大数据”的出现。随着互联网无处不在地渗透入人类的工作与生活,加之移动终端设备、物联网、可穿戴联网设备的普及与发展,新的“数据”正在以指数级别的加速度产生。世界上90%的“数据”是互联网出现以后迅速产生的。大数据已经成为创造新价值的源泉,成为一种重要的资本。人类可以“分析和使用”的数据在大量增加,通过这些数据的交换、整合和分析,人类可以发现新的知识,创造新的价值,带来“大知识”、“大科技”、“大利润”和“大发展”[5]。2011年5月,麦肯锡全球研究所发表的《大数据:下一个创新、竞争和生产率的前沿》的研究报告进一步推动了大数据科学的发展和技术的应用。大数据一方面对大数据的掌握程度可以转化为经济价值的来源;另一方面大数据时代已经撼动了世界的方方面面,从商业科技到医疗、政府、教育、经济、人文以及社会的其他各个领域[6]。简而言之,新一轮工业革命即所谓第三次工业革命,实质就是可再生能源技术、数字制造技术与互联网技术的重大创新与融合为代表,引起工业乃至社会发生重大变革,这场革命不仅将推动一批新兴产业诞生与发展,还将导致社会生产方式、制造模式甚至政府管理方式等方面的重要变革。

2 第三次工业革命的发展趋势

能源机制塑造了文明的本质,决定了文明的组织结构、商业和贸易成果的分配、政治力量的作用形式,指导社会关系的形成与发展。历史上新型通信技术与新型能源系统的结合,预示着重大的经济转型时代的来临。这是因为新能源技术的出现推动人类文明向着更为复杂的方向发展,而更为复杂的文明需要以先进的新型通信技术为媒介来对其进行处理和整合。那么,以可再生能源和以大数据为主要标志的第三次工业革命,将推动人类社会进行一系列变革。

2.1 向可再生、分散型能源转型

生态危机最关键的问题是对不可再生能源(renewable energy)的消耗,这是当代能源和不可再生资源枯竭的主要根源,而且它所造成的二氧化碳排放也是造成温室效应的主要祸首。事实上,工业化、城市化已消耗世界化石资源过半的储量,必须寻找新能源。因此,发展可再生能源是第三次产业革命的中心环节,当然也是我国建设美丽乡村的要求。

可再生能源是可自我补充的自然资源,包括太阳能、风、雨、潮汐以及地热等等。太阳能的利用主要使用光电模板(photovoltaicmodule),它由某种叫做日光元胞(solarphotovoltaic cells)的单晶硅片(monocrystalline)组成。通过爱因斯坦1921年获得诺贝尔奖的那个发现——对赫兹光电效应的解释,工程师们知道日光元胞能够直接由光转化为电能,许多光电模板组合在一起就是一种太阳能发电机。风锅轮(wind turbine)是目前利用风能的主要形式,它能将风力转变为机械能并进行发电。水能的利用主要是水电站,而地热能的应用则来自地热发电厂。水力、风力、地热比较受地域的限制,但太阳能的利用几乎不受地域限制,因此发展很快。现在世界上已经有16%的能源消耗来自可再生能源,新建设的城市(特别是我国的新农村建设)要抓住这个机会尽可能做到可再生能源自给自足。但是这种范式的转变还需要有一段比较长的路要走,根据国际能源机构,2011年估计和计划,太阳能发电机要在50年后才能成为主要电力供应[7]。总之,21世纪是生态世纪,也是生态城市的世纪,这个范式的转变发生于人类生死存亡之秋。

2.2 存储间歇式能源、互联能源共享网络与插电式或燃料电池动力交通运输工具

太阳和风力的能源有个缺点,就是它多半是间歇式的供应,阳光不会总是明媚,也有天昏地暗的时刻,风力不是一直吹拂,也有风平的时候。于是就存在电力的储存问题以及电力互通有无的调节问题。而氢气是一个很好的储存方式,当能量充足时,用多余的电力来电解水,分解出氢气,当电力不足时燃烧干净燃料氢气,用来发电。2003年的布鲁塞尔会议通过一项价值20亿欧元研究该项技术的计划。至于能源互通的问题:某些建筑物发电厂有多余电力,而一些耗能大的发电厂建筑物电力供应不足。这就需要能源互联网的新技术,将各种能源通过互联网联系起来,成为一个统一调配的网络系统,充分利用和配置能源。第三次工业革命既需要可再生能源的生产,也需要能源的联网技术。

第三次工业革命范式下的新城市与旧城市的区别,在于它的能源设置以及能源互联技术的不同,这将导致城市变小,即大多数是步行城市。甚至这场革命还可能带来反城市化浪潮,取代城市化生活的将是一种分散、自给自足的(农村)生活方式。另一方面,汽车已经改变了,它变成插电式汽车。对于城市市内交通和城市间的交通问题,将不会出现燃烧化石燃料的大小汽车及其造成的交通阻塞。据里夫金估计,到2030年插电式电动车的充电站和氢能湖燃料电动车将普及全世界,到2040年,75%的轻型汽车将由电力驱动[2]。基础设施实际上是通信技术和能源的有机结合,它可以开创一种具有活力的经济体系。在这一体系中,通信技术充当中枢神经系统,对经济有机体进行监管、协调和处理;能源则是血液,为将自然的馈赠转化为商品和服务这一过程提供养料,从而维持经济的持续运行和繁荣。因此,基础设施就像是一种生命系统,把越来越多的人纳入更为复杂的经济社会中。

2.3 大数据、云计算

爆炸性增长的数据正在快速将我们拉进“大数据”时代,这为经济主体带来新的机遇和挑战:一方面,数据的不断更新扩张给数据存储、管理和分析利用带来了挑战;另一方面,这些海量数据蕴含着大量有价值的信息,可为经营管理提供参考。在这些数据当中,包含市场变化、产品走势以及大量的历史记录,这些关键数据对于企业和组织的后续运营和发展至关重要。大数据与移动互联时代,最大的挑战不是提供基本的计算,而是怎样提供一个分布式的企业IT服务,让用户不会受到阻碍,这需要建立云计算。基于云计算的信息化系统具有持续稳定的网络,又有信息化、自动化、互动化的特征,还能海量存储、智能分析等功能;将大幅改善现有信息管理系统能力和效率,实现低成本、高效益和更好的服务。

2.4 政府职能向服务型转变

第三次工业革命带来了传统的集中式、大规模、同质化生产向分散式、小批量、个性化制造的转变,一方面,与化石能源这种“精英能源”相比,分散式可再生能源本质上更需要的不是层级结构而是合作性组织结构。这种扁平式的能源机制为经济活动主体提供了一个组织模式转向;另一方面,数据成为个人和社会发展的重要资源,它将使个体的价值得到前所未有的张扬,社会发展更加透明化,可再生能源的扁平化和数据的资源化改变了个体与组织存在的模式,第三次工业革命带来的这种扁平式、合作性的商业模式已经全面超越了传统意义上的集中型、层级式、自上而下的生产组织结构,这一新的趋势对传统的政府行为方式带来了巨大的冲击,迫切要求厘清政府与市场的边界,加快转变政府职能,用自下而上的扁平化结构组织模式代替自上而下的集权式垂直管理体制,简政放权,减少行政审批、增加各种信息服务,尊重各种经济体的市场主体地位,发挥它们在市场配置资源中的作用,向服务型政府转变等。

3 第三次工业革命发展对“三农”问题的启示

在世界经济低迷条件下,生态危机与经济结构调整所带来的产业变革正在酝酿。对于正在准备新型城镇化建设的我国而言,必须站在更高、更远的视角,对“三农”问题作出前瞻性设计和部署,从人类历史发展来看,科技创新是“三农”的重要推动力量,第三次工业革命的方向和水平对于“三农”问题有着重要启示。

3.1 发展绿色农业,建设生态新农村

人与自然的关系体现人类文明和自然演化的相互作用。第一、二次工业革命出现的资源浪费与单向利用,也是现代农业转型升级中必须面对的挑战,我国60%左右农村人口仍然靠传统的秸杆和薪材等解决能源问题。全国农村每年直接消耗的各种能源相当于5.6亿t标准煤,占全国总能耗的一半左右。第三次工业革命倡导人与自然环境协调发展,就是要以绿色发展理念和生态文明理念改造农业,实现我国农业发展的转型升级,实现环境友好与可持续发展。我国农村地域广阔,是绿色农业发展的主要载体,按照第三次工业革命的导向,我们应当大力发展农村新能源绿色产业,包括沼气、太阳能、风力发电、微小水电、生物质能等。比如,“猪—沼—果”、“猪—沼—稻”、“猪—沼—菜”等多种循环模式,不仅能解决农村的能源供应,而且有利于“三沼(气、渣、液)”有效利用、改善农村环境卫生,减少农作物和蔬菜生长中农药化肥的使用量,提高农产品的品质与安全。由于我国地域广阔,对于新能源的利用方式可以因地制宜,多种多样。如京郊为代表“能源工程引进村”的华北地区,马路两侧安装风光互补路灯、农田中悬挂太阳能杀虫灯,以及太阳能采暖房、沼气池等新能源利用设备。而在西北则需要利用丰富的风能和太阳能,南方地区则主要发展太阳能、小水电等等。农业绿色新能源的发展也要与新农村的交通等基础设施建设相协调,生态农村需要绿色交通与之相配套。绿色交通就是要在广大农村建立以双能源汽车、天然气汽车、电动汽车、氢气动力车、太阳能汽车等新型交通工具的绿色运输系统,紧凑布局、混合使用,提供良好的公共交通服务设施。以绿色公交系统为主体,鼓励使用公共交通,在公交车站为步行及自行车交通提供良好公共设施配套,实现无缝衔接、零距离换乘,促进农村绿色交通发展,追求生态农村的建设。

3.2 大力发展智慧农业云平台

以大数据为代表的网络信息技术是第三次工业革命一个重要方面,它不仅服务于能源的联网,也将成为未来创新不可或缺的生产资料。对大数据进行的产业化就是建立在移动互联网等信息业之上的数据收集、存储、分析和共享的信息服务业。而大数据在农业领域的应用主要是发展智慧农业云平台。传统模式下的农业组织往往是单一的、分散的,农民从种养到产出销售,没有完全形成产业链、网络化意义上的价值产品,而农业产业结构化的调整很大程度上取决于智能化和信息化的建设,因此,大力发展智慧农业云平台显得极为迫切和重要,是实现农业弯道超车、跨越发展核心步骤。当前,国内已有多个公司和组织在农业云平台有所发展,但结合第三次工业革命以及新型城镇化的建设来看,我们需要发展的智慧农业云平台,应当采用先进的“3S”和空间数据库技术,以计算机网络为基础,以大数据为核心,建立一个集RS、GIS、GPS、MIS、ES等技术于一体,智慧、高效、精准、全面、规范的农业管理信息云系统,包括:农业地理信息系统、农产品质量安全溯源管理系统、农资经营管理系统、GAP种植标准化管理系统、农民专业合作社管理系统、农产品经营管理系统、农村政务及办公自动化系统、农产品电子商务管理系统、物流仓储管理系统、农业科技培训系统、专家咨询系统等,将以农产品供应、生产、加工制造、流通、销售与农村电子政务、电子商务以及农民科技培训等有效进行大数据整合,实现“三农”全方位信息化管理,并推动农业产业链、产业网络的发展,使农民在产业链中获得很多就业机会。

3.3 培训新型农民、转变政府管理模式

第三次工业革命需要培养具有视野开阔、市场意识、科技素养与生态文明理念的新型农民。这需要以新科技、新理念大力兴办职业教育、乡村创业教育,特别是新型职业农业培训,让他们尽快理解并适应第三次革命带来的生产、生活方式的变化,并以此为契机推动我国农村的科技教育与农民培训,缩小城乡教育发展的差距,推动社会教育资源的均衡发展。第一、二次工业革命以来的政府管理模式具有垂直结构特征,多为集权、层级管理体制。而第三次工业革命将要求采取合作式、分散化的扁平化组织结构,管理重心下移,管理结构的主体将从“层级”转向“网络”,呈现出个体化、多中心的特征。这种由金字塔结构向扁平化结构的转变以及经济云技术、农业智能网络的建成,也将倒逼乡村政府管理模式的改变:由管理型向服务型转变,建立一个法治、透明和开放的政府。乡镇政府需加强对产业结构调整的前瞻性引导,推广绿色新能源技术、3D打印技术,推动乡镇企业、涉农产业转型升级,进而帮助农民拓宽生财之道,还农民经营自主权;将适于市场运作的事务从乡镇政府工作中剥离出来,交给企业和社会组织,实现分散化管理;加强乡镇公共基础建设,包括网络信息化建设、绿色交通网络建设等,提高公共服务水平,实现网络化、无纸化乡镇公共服务;给予探索绿色建筑发展太阳能、风能实现能源自给的农民提供必要的政策和资金支持,推动乡镇的能源现代化建设。乡镇政府管理模式的转变能带动新科技革命在农村的经济、社会、政府管理等一系列发展,而这些领域的发展又能促进乡镇政府管理模式进一步的转变,通过第三次工业革命,实现农村跨越式发展。

[1]理查德·瑞吉斯特著,王如松,于占杰,译.生态城市[M].北京:社会科学文献出版社,2010:38.

[2]杰里米·里夫金著,张体伟,孙豫宁译.第三次工业革命[M].北京:中信出版社,2012:4,69,57.

[3]DonaldWorster.Nature’s Economy:A History ofEcological Ideas[M](2nd Edition).Cambridge:CambridgeUniversity Press,1994:355.

[4]克里斯·安德森著,萧 潇译.创客:新工业革命[M].北京:中信出版社,2012:48.

[5]涂子沛.大数据[M].桂林:广西师范大学出版社,2012:57.

[6]维克托·迈尔-舍恩伯格,肯尼思·库克耶著,盛杨燕,周 涛译.大数据时代:生活、工作与思维的大变革[M].杭州:浙江人民出版社,2013:15.

[7]Wikipedia.Renewableenergy.[EB/OL].http://en.wikipedia.org/wiki/Re newable_energy,2013-12-12.

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