关于气候现状以及我们需要逐步淘汰化石燃料，人们的疾呼和严峻警告从不缺席。但与此同时，一场更为静默的变革也正在发生——那就是微型电力的发展。
小规模发电正逐渐取代大型化石燃料发电厂；目前，后者是全球温室气体排放的最大单一来源。
这些微型电力生产者规模相对较小、成本低廉，最重要的是，几乎不产生碳排放。去年，微型电力约占全球能源供应的 四分之一，高于 2000年的10%。
什么是微型电力？
人们首先想到的或许是屋顶太阳能，但微型电力远不止屋顶上的太阳能板。微型电力的定义有时会令人困惑。Amory Lovins及其合著者在《经济学人》评选的2002年度图书 《小即是利》 中探讨了这一问题，并将微型电力定义为“除大型水电之外的所有可再生能源”。
因此，这一定义也包括风电场，尽管风电场可能相当庞大，因为单个风力发电机组具有可扩展性（可以增建或减少机组）、部署迅速且分布式的特点。
不过，它 不包括装机容量超过50兆瓦的水电站 ，也不包括核电站，尽管这些电力来源的碳排放较低或为零。
最近，落基山研究所还将 热电联产电厂 的行业销售数据纳入其微型电力趋势分析。
热电联产日益兴起
从本质上说，热电联产将能源利用两次——一次用于发电，第二次用于供热。它通常被称为热电联产。通过为建筑物和住宅供热，热电联产的效率甚至高于仅发电的热力发电厂。
过去15年来，热电联产显著增长，但在能源产量估算中常常被忽视。它有多种形式，甚至可以利用农业和工业生产产生的废气。
有时被称为冷热电联供的工艺效率更高，可同时供热和制冷。你是否曾在电影里见过纽约井盖冒出的那些神秘的 蒸汽 ，例如马丁·斯科塞斯执导的 《出租车司机》？其中许多蒸汽来自 纽约的蒸汽系统，该系统用于为曼哈顿的建筑物供热和制冷。
冷热电联供可将多达 93%的燃料 转化为有用能源。
尽管许多热电联产电厂仍依赖天然气发电，但其温室气体排放量大约比燃煤电厂低40%。许多环保人士主张立即转向可再生能源；另一些人则认为，在扩大可再生能源应用规模的同时，天然气可作为一种低碳“桥梁” 。
电网也走向微型化
走向微型化的不只是发电厂。 世界各地都在建设微电网，既为了提高能源效率，也为了在重大风暴或桑迪飓风等自然灾害发生时提供灵活且有韧性的电力供应。鉴于全球变暖可能导致极端天气事件增多，这一点尤为重要。
这些微电网通常整合了可再生能源和热电联产，设计上能够脱离主电网独立运行。如果灾害来袭，它们可以为警察、消防服务和医院等关键设施形成独立供电孤岛。
美国已有260多个此类项目正在规划或运行，康涅狄格州则成为首个推出 全州试点项目的州。微电网不仅在自然灾害期间有用——它们无需远距离输电，因此可减少线路能量损耗， 损耗率最高可达20%。
城市及其供电方式无疑将在迈向可持续、有韧性的能源未来的转型中发挥巨大作用。纽约自 2005年以来已减少19%的温室气体排放。这部分归功于热电联产和天然气使用量增加，以及通过采用更清洁的车辆升级城市运营。
事实上，尽管“走向绿色”常让人联想到田园诗般的离网生活， 纽约人的碳足迹却是全美最小的。他们的排放量不到全国平均水平的30%。紧凑型城市出于许多原因更加节能，而且正如许多人指出的，通往绿色未来的道路并非城市蔓延。
主导20世纪能源格局的中央发电厂，其发电市场份额正在迅速下降。随着可再生能源和热电联产不断提高其发电份额，新建电厂的规模日益缩小、可扩展性更强，效率也更高。
微型电力的过去与未来
从许多方面来看，微型电力的快速增长是一种回到未来的情景。
1882年，托马斯·爱迪生著名的珍珠街电厂开始为曼哈顿下城供热和发电。《国家地理》制作了一幅精彩的可交互 信息图 ，展示纽约街道下方“电力脉动、信息飞驰、蒸汽流动”的景象。
托马斯·爱迪生设想，类似系统能够在未来为当地提供电力和热能。电网和中央发电厂改变了这一切，而20世纪似乎证明爱迪生错了。
但显然，自那以后情况已经发生变化，微型电力的市场份额不断上升。技术创新、能源生产与开采方式的变化，以及公众对气候变化和自然灾害的担忧，共同推动了这场变革。
我们当然还远未脱离险境，世界迫切需要一项全球气候协议。尽管 美国与中国达成的突破性协议带来了希望，未来仍可能阴云密布；但微型电力革命预示着一个更具韧性、更安全、低碳的能源未来。也许乌云背后确有一线光明。
本文由以下机构合作发布： The Conversation
作者：Morgan Saletta，墨尔本大学科学史与科学哲学专业博士候选人及研究生助教。
图片：2014年10月15日，在澳大利亚首都堪培拉郊外、环绕乔治湖的山丘上，可见英飞能源（Infigen Energy）风电场的风力发电机。路透社/David Gray
