中间技术改变中国:京东探厂官吴强华斯特林参观记

斯特林电机,我最早知道这种发动机是从潜艇的AIP技术中得知的,几乎代表着最先进的军事技术。不过,因为各种新能源技术的加速开发,似乎到处都有斯特林电机的身影,尤其是燃料电池领域。不过,印象中,斯特林的闭式循环燃烧总是和过氧化氢或者氢气相联,总让人想起库尔斯克号潜艇上使用斯特林技术的鱼雷爆炸,甚至齐柏林飞艇的悲剧,让人心存疑虑,很难把斯特林电机和大规模民用联系在一起。这便是从京东众筹部门那里得知华斯特林项目之前的最初印象,也是萌生探厂兴趣的初衷。

而且,探厂时机来得非常微妙:贸易战正酣却难见端倪,民营资本在风雨飘摇,互联网+也一片阴云,国内对包括电动车在内各种新能源的质疑却越来越多。我和京东的朋友聊过许多,总觉得产学研——电商、创业和消费者三边的互动可以深化,譬如说促进均质化产品。因此,还专门在腾讯大家上写了一篇文章,鼓吹物美价廉、简单标准的均质化产品是可能大行其道的,既有利于提供生活/消费水平,也有利于电商和制造业的合作。互联网很容易将之理解为“头部”产品,但对制造业来说并非易事。

11月23日到达日照当天,从机场出来,我就发现海边的日照市和华北平原一样,也笼罩在雾霾之中。出租车司机解释说当地有山钢的工厂,污染大。穿过日照城区,沿着海岸线向北,约十公里,到达工厂。还没联系到厂方接待,厂房外一辆大轿车正呼啦啦下人,看模样也是参观。于是,我跟在人群后“混”进了队伍。一聊,才知道,这群参观者是山东律协的。当地司法局和律协似乎正在相应中央号召,更贴近地关怀民营企业。透过人群,我看到了陈列室里的各型斯特林电机,也遇到了公司的程总和小慧。

接下来的日程,整整半天里,程总亲自介绍华斯特林公司的斯特林电机产品,参观生产线和应用实例,并与公司的骨干员工晚餐聊天。虽然我不是第一次下厂,自己刚毕业就曾经在生产线上干过,也曾经在暑假打过生产线的工,几年前还为了装修房子几次下厂与工程师讨论建材的工艺配方,但是对这个新建的斯特林电机工厂还是留下了深刻印象,厂房整洁程度堪比今天的汽车合资车生产线,而无尘车间内部也如所有高标准的电子工厂一般,而堆垛成品大致估计就有数百台。按照程总的说法,这个数量超过某航天院全年的产量几倍,至于目前的试装线产能就以万台计。

我个人的兴趣倒不在这些组装线和边上用于研发的3D 打印设备和高精度车床,而是生产线上这些体积不超过一个篮球大小、功率约60瓦的斯特林制冷电机。仅仅使用一个移动锂电池,通过一个手机屏大小的液晶界面作为控制,接电后几分钟冷端柱头的温度就从室温下降到零下120度,并且保持稳定。以此为基础集成的制冷箱,加上散热风扇,体积约一个15升大小,可以和保温板组合成一个低冷保温箱,可用于零下60度或高价值物品冷藏和运输,譬如金枪鱼、人体器官和血液,而且因为全程无液,特别适合登机,或放在轿车后备箱。

作为华斯特林公司的主打产品,程总介绍,仅仅这一功率级别的斯特林电机,就可适用于广泛的高端领域,例如科研、医疗、生化、航空航天、军事、生态、通信等等对低温和超低温制冷的需要。我没有记住这许多应用类别,眼前却浮现了一副宏大的场景:几乎所有高端技术或高价值应用领域都将出现斯特林电机,以低噪音和节能的运行方式,代替以往的复联压缩机或者庞大笨重的液氮罐,世界也变得安静、有序、流动了。

这一神奇的未来竟然是建立在一个19世纪初发明的技术基础上,华斯特林所做的也只是利用21世纪的精加工技术将它民用化,并付诸大规模生产,而可能大大降低单位成本,拓展此前从未设想过的应用领域。可是,如果对照当下对尖端、复杂、超大规模技术或者互联网加的狂热追求,斯特林电机的改进和应用几乎只能算是一项古老的诞生于工业革命之初的近代技术的复苏,却使得广泛的社会创新成为可能。

在这意义上,我宁愿将它视为一项中间技术,也是和程总交流时谈到的,好比非洲大陆上的自行车,价格足够低、性能足够用、道路适应性极强,能够帮助个体从事超出肩扛头顶负荷的运输,开启广泛的个体经济模式,从而为非洲的自由主义经济注入活力,超过需要国家级别投资的铁路或高速公路网,或者需要相当积累或金融基础设施才可能投资应用的皮卡和货车以及配套的燃料体系。这或许才是中国制造更为亟需的产品。而此前,在中国,斯特林电机技术并非不存在,却深锁闺中。早在1960年代,几架 U2高空侦察机被击落后,航空研发部门即获得了完整的美制斯特林电机,开始从逆向工程悄悄仿制并且应用在航空领域,但是成本高昂,也无力做更大规模的应用开发。譬如1990年代后期开始发展的潜艇AIP循环燃烧技术,其所需斯特林电机仍然依靠从瑞典进口。军工体制的封闭性天然限制了这一中间技术的大规模民用普及。

而华斯特林的开发方向,却相当合乎这一中间产品的特性。目前的主打60瓦电机,是以套件方式出售,自带调控界面、温控传感器、散热风扇和开发软件包,甚至包括导温管,特别适合用户以之为核心机、为各种应用场景设计和开发具体产品。用程总自己的话说,就是华斯特林不管应用层面的开发,只一心做好核心产品。换言之,华斯特林公司更像是一个平台,以平台化的产品推动未知的应用开发。而令人尤其赞赏的,这家公司不仅有如此“互联网思维”,还颇有资本意识,公司集团内含投资架构,愿意为有良好应用前景的设计提供创业资本协助。事实上,在公司大楼里,就设有工作室,包括场内的3D设备等均可供开发者免费使用。华斯特林似乎更在意通过积极扶植应用开发者来实现发展。在与压缩机、内燃机甚至转子电机等等传统技术的竞争中,工业社会对传统技术的依赖惰性是巨大的。已经落后两百年的斯特林电机更需要以21世纪的创新,以互联网方式和资本方式克服传统技术的路径依赖。

不过,斯特林技术本身似乎就有足够的应用弹性来适应未来更广泛的应用场景。在改变压缩介质和输出方向后,斯特林电机就可能变身为斯特林发电机,这也是华斯特林的另一个产品领域。在厂房外的一侧,我看到一个生活集装箱,一个40尺的集装箱被分割为三大空间:卧室、厨房和动力间。所谓动力间,就是利用箱顶的太阳能板、沼气发生器以及雨水收集器做净水处理和热电联供,简直就是一个断网的微型生态闭循环。参观完这个生态集装箱后,我的第一个念头就是,可以一栋居民楼为单位,做成社区性的热电系统。当我说出这一想法后,程总大笑,说他也已经有了斯特林小镇的方案,而此方案正是以一座居民楼为单位。虽然在更大规模的实际运用中,通常还需要天然气作为沼气的补充,但是,它可以低质量的沼气作为燃料来源,进行发电和供热,近乎完全自给的能源系统。而沼气则来自社区居民的粪便和其他一切生物垃圾,如厨余垃圾,这通常也是中国民用垃圾的大头,在目前的垃圾掩埋或垃圾焚烧发电系统中都难以得到干净、彻底的处理。

如此一来,以斯特林发电机为核心组件,就可能建设分布式的热电系统。基于斯特林电机在北方温带地区更优的工作效率,特别适合中国北方地区,尤其是远离电网、天然气网管系统的偏远农村和独立住宅区,从农民房屋到别墅或者小区,均适用,由此可能根本解决北方地区的烧煤取暖和污染问题。特别的,在粪便和生物垃圾的回收利用方面,斯特林系统对多种燃料有着先天优势,如果结合乡村地区传统的沼气经验,完全可能快速铺开运用。这对中国目前高度集中的电力系统和管道天然气系统来说,都是极有益的矫正或补充。相比之下,中核总公司提供的小区级别的游泳池低温集中供热系统,却因耗水巨大和安全隐患等因素难以真正铺开,且缺乏热电联供机制,过于依赖集中电网。

此外,华斯特林还展出了另一种单兵携行的动力系统,虽然拷贝自美国类似方案,却同样在中国军队和野外工作中有着广阔的应用前景,而可能成为促进军民融合的一个突破口。而更为可观的应用还在燃料电池领域。类似应用越多,给予人的想象便越多,所带来的社会创新和社会改变便越多。所缺的,是让更多的人认识到斯特林技术的应用前景,且以互联网创新的精神投入到制造业的升级和改造中,在社会创新的广阔空间里寻找灵感。那也许将是一个中间技术的最好命运吧。

到第二天,日照上空的雾霾有所消散,海边沙滩游人不多,算是北方城市中难得的景致。我才注意到,这是中国几乎唯一有着太阳崇拜传统的城市,而普通住宅大面积使用太阳能供热系统的普及程度可能也是中国城市中少有的。尤其当乘坐联航的飞机回到北京南苑机场,迎面而来的雾霾令人窒息,我更相信,或许就在日照,将会复苏一种“古老”的中间技术,可能根本改变人类社会的能源供应系统。

(原文参考如下:https://jddx.jd.com/m/jdd/index.html#/article/4919

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