演讲回顾｜定律：点亮非洲—分布式能源系统与直流产品生态

云山十方汇大师论坛由广东省未来设计研究院主办，于2025年1月17日在广州设计之都圆满举行。本次论坛以“换道超越的中国设计探索”为主题，汇聚国内外顶尖设计大师、行业精英、学者，共同探讨设计在中国建设中的实践路径与未来趋势。同期举行柳冠中大师设计邀请展、第五届广州创意周开幕式、新质设计创新峰会、颁奖典礼、设计之旅等一系列活动。

非洲电力困境重重，如何突破现有格局？直流电能否成为非洲能源转型的关键？非洲又该如何借助新技术实现经济腾飞？上海理工大学教师，能罡科技工业设计战略负责人定律受邀出席第五届广州创意周，在云山十方汇大师论坛上发表了一场主题为《点亮非洲—分布式能源系统与直流产品生态》的深度演讲。 他介绍团队的历史研究工作，讲述广东设计从清末民初至今的特色发展，强调其对全国设计的影响，以及南方设计裂变的积极作用。 最后提出当代中国设计应从历史中汲取知识，构建独特话语体系，推动自身发展。

定律

上海理工大学教师，能罡科技工业设计战略负责人

博士，清华大学美术学院工业设计系毕业，澳门科技大学设计学博士，20年工业设计及相关教学经验，曾创办多家智能硬件企业。

以下是定律先生演讲全文：

01

特斯拉助力非洲能源转换

先简单介绍一下我们在非洲这段时间做了什么。首先，我们用特斯拉的技术逻辑，把现有的机电产品逻辑重新换道重构了一遍。第二，我们利用电池的摩尔定律，定义未来的机电产品的全新的结构专利，在专利方面我们也占了一些位。

另外，我们建构了非洲全新的分布式能源标准。这个标准不是我们单方面说的，而是由非洲差不多 5 个国家的 2 位总统，还有部长们共同参与建构的。最后，我们把现有的储能产品生态的成本直接降低了 30%，能源效率提高了，而且节能了 20%，这就是我们的大致情况。

然后举个例子，讲讲我们在做什么事情。我们现在家里的用电，以及城市建设的技术底层全是从西方来的，我们用的是 220 伏的交流系统。比如说这张图，你们看到家里装修时，每一个 220 伏的开关，像三开和四开的，下面零线和火线都要各走一遍。

如果非洲的城市如今还按照这样的模式发展，他们没钱购买这些管线，也没有生产链和化工材料。而我们提出的新标准是 48 伏的直流电生态，一根手机的 Type-C 线，就是咱们给手机充电的线，在房子盖好以后，重新在家里面走一遍这根线，就可以把所有的家用电器全部串联起来，这样大大节约了能源，这是我们通过第一性原则的方法进行建构的事情

02

直流电的历史与发展及其在全球范围内的应用

那么为什么会有这样的想法呢？我们看到这是一张世界的用电态势图，发现世界上红色部分是具有特高压的国家和地区，蓝色部分是有普通高压电的地区和国家，黄色区域是用电不足、经常停电的地方，灰色区域更是如此。其实世界上大量的地方用电情况不像我们生活在新基建建设完善的地方这么好，很多地方都没有电。但是我们的设计不能只考虑身边的情况，还要想到出口，想到向别的国家赋能，这时候就要考虑那些没有电的国家的需求。

顺便说一下，咱们广东和非洲的贸易非常厉害，每年增长 13.6%。但是我们要知道，非洲最近 10 年人均 GDP 只增长了 0.5%，而广东省的人均 GDP 却在不断提高，这是非常了不起的一件事。接着简单介绍一下非洲的基本情况，其实最近几年非洲人口爆发式增长，到 2024 年已经接近 15 亿人口了，城市人口接近 6 亿。在城市不断扩张的情况下，非洲 54 个国家的各个首都都在考虑在城市里建高楼，从平面摊大饼的方式向高楼集中发展，但是他们却力不从心。以人口最多的尼日利亚为例，尼日利亚的首都有 600 万人口，但是他们每天只有 4 个小时有电，而且还是交流电。为什么会这样呢？

他们不是建不了发电站，而是没有电网。中国的煤电技术原本是最合适的解决办法，但是中国在 2021 年为了追求全球碳排放目标，不再出口煤电技术了。也就是说，非洲以及其他欠发达的南方国家，未来的电力供应很难改善，这使得他们很难成为工业化国家。

我们知道，非洲的问题不在于电，而在于电网。从发电到配电、输电，再到总网、干网等一系列过程，损耗非常大。举个例子，如果非洲像中国一样发展交流电，每公里的建设成本是 200 万美金，再加上配电成本 100 万美金，每公里 300 万美金的成本，非洲任何一个国家都无法承担。而且他们的政府 5 年一届，可能政府任期还没结束，电网还没建好，政府就下台了，所以他们才面临今天这样的情况。

好，我们来回顾一下为什么会出现这种情况。大家知道电有两种，一种是直流电，有正极和负极；交流电没有正极和负极，交流电的电子在正极和负极之间来回流动，像中国的标准是每秒来回流动 50 次，欧洲的标准是每秒来回流动 60 次。

1890 年，爱迪生发明了直流电，特斯拉实现了交流电的商用化。在 1890 年，有一场 “电流大战”，全世界投票决定人类未来使用什么电。在当时工业化革命的背景下，大量工厂集中建设，最后投票决定全世界采用特斯拉的交流电标准。

当时爱迪生把大部分资产都投入到直流电领域，他建设的电站、电厂，生产的电灯等各种电器都失败了，所以爱迪生非常生气。他得出的结论是：交流电是基于工业革命、城市化人口聚集为前提的，是一种集中式、中心式的范式，中国的西电东输、南水北调就是这种中心式的做法。中国是社会主义国家，能够完成这种中心式的建设，但在其他国家，特别是非洲这样的多民族国家，很难完成这种中心式建设，这就是我们看到非洲这么多年没有大发展的原因。

我们知道今天我们的电力技术是怎么来的，是当年苏联教会我们的，苏联的技术又是法国人教会的，再往前，法国人是从德国人那里学到的，技术就是这样一步步传播过来的。

这种中心式网络，放在今天 “一带一路” 的背景下，不能再用 1890 年的思路。用过去的能源范式来帮助今天 “一带一路” 的国家是不合适的，那是上个世纪的范式。

如今中国工业设计师有更多的发展背景。经过几十年的发展，中国拥有 200 个单项产业链全球第一。中国发展带来的高效物流成本是全世界最低的，只有美国的 0.5 倍。我们实现了数据结网全局调度，这体现了中国强大的基建能力。这种能力对我们的产品生态产生了一种生态隔离。

当我们的设计师每天思考物联网产品如何上网的时候，全球还有一半人口根本没有交流电，他们对产品的思考方式完全不同。

今天我们讨论这个话题的背景是，现在很多产业产品卖不掉，产能过剩。这时候我们发现，直流电生态产品还有很大一片空白市场远未得到满足。这是非洲的背景情况，从 1972 年到 2017 年，非洲人均 GDP 几乎没有增长。非洲的电池、电网建设非常落后，基于这样的背景，我开始思考技术与生态的关系。我们得到的启示是：国家治理的生态决定了能源技术的生态，进而决定了产品生态。非洲国家的治理不能仅仅复制西方的中心式交流电网络，因为他们既建不起也不适合，而更适合采用分布式结合中心式、直流电结合交流电的方式。所以，就像今天刘老师讲的换道，我们要换道，构建分布式系统，重构直流电的产品生态，这是我对产能过剩现象的思考。

好，讲到生态，我们来简单介绍一下我们的能源技术生态。这是我画的一张图，人类进入工业化以后，有各种各样的能源，每种能源都会围绕我们的衣食住行形成一个生态圈和产业圈。从化石能源到燃油驱动能源，再到交流电的生态圈，我们知道交流电的生态圈是基于建筑、房子形成的，源于当年的工业革命，人们聚集在一起建设工厂。从特斯拉开始，我们发现出现了机器人、电动飞机，形成了一个直流电的生态圈。在直流电产业链里，灰色部分是尚未涉足的领域，比如直流医疗、直流路政、直流工业等，这些领域都有很大的发展空间。

03

非洲直流农业发展前景与技术生态构建

这次我们的非洲方案得到了加纳总统和尼日利亚科技部长的支持，他们都向我们提出了一个需求。他们说丁老师，我们最急需的是直流农业，因为非洲的燃油特别贵，二十几块钱一升，咱们国家油价还剩 7 块多钱，相对便宜很多，非洲农民用不起柴油，问能不能发展直流农业。于是我针对直流农业这个细分领域展开研究，后来发现最外圈蓝色部分是柴油农业，中间蓝色部分是交流电的农业机械，中间绿色部分是目前非常少的直流农业。

未来，蓝色部分所有的农业机械产品都有可能全部转化为直流的。仅直流农业这一个小点，就可以拓展出无数的实用新型专利和发明专利，这就是我们的占位策略。因为如今是一台农机配一个柴油机，未来可能是 10 台农机共用 1 个电池，电池可以通用，无论是播种、收获还是深加工，都不用频繁安装电池，电池可以复用。这也是根据摩尔定律，最近 3 年电池价格下降了 60%，相当于 3 年前的三分之一。我们判断，未来 5 年直流储能电池会更加便宜，价格可能是原来的十分之一。当电池价格降到原来的十分之一时，整个技术生态就会发生变化，价格对技术生态的影响很大，所以我们制定了技术方案。

现在的方案是，太阳能板接收的是直流电，然后通过逆变器升压变成交流电，经过传输后，再通过逆变器转换成直流电供电器使用，这个过程浪费了 20% 的电量。我们的方法是摒弃这些步骤，直接采用 48 伏直流电的太阳能板，生产直流电的家电，打造直流电生态，这样就跳过了中间的转换过程，形成了一个无需逆变器、无需适配器、无需交流电的生态。

围绕这个生态我们做了什么呢？我们主要做了控制面板和芯片。以后和我们合作的企业，只要在现有的直流产品上安装几块钱一颗的芯片，就可以实现通讯功能。因为是直流电，在家里任何地方都能实现通讯，就像手机的逻辑一样，房子变成一个大手机，在卧室、厨房等任何地方都能总控整个房间，技术逻辑变得非常简单，就像电脑的逻辑一样可以不断升级。

所以我们为逆变器、开关以及各种企业赋能，将我们的技术逻辑融入其中，形成了今天的技术生态，我们实际上做的是总控和技术标准。如今，我们和非洲 15 所大学以及他们的政府部门，正在自上而下地制定非洲的能源标准，通过农业标准打造新的产品技术生态。以电冰箱为例，现在市场上正在销售的交流电电冰箱可能有两三百款，而直流电冰箱只有两三款，因为直流冰箱主要是船用冰箱、车载冰箱。你们想想看，这中间的差距有多大。假设这两三百款交流冰箱都能转化为直流冰箱，那竞争力将非常强。

同时，这件事还有一个启发。当年我们给非洲提供储能电池时，一个三度电的电池要 1 万块钱，其中 3000 块钱是逆变器的费用。现在我们把逆变器去掉，不仅节约了大量成本，还几乎没有损耗，不过前提是传输距离较近，适用于村域、社区等范围。这是我们给联合国的技术方案，联合国购买我们的智慧教室，每个教室 1000 美金，里面配备投影仪、灯光、空调、开关等设备，这个方案可以帮助更多非洲学校开展教学，这也是我们做的公益活动。

我们还形成了自己的光电总架和光电架构，背后的通讯采用窄带通讯，而我们现在常用的是宽带通讯。这里用了一个中文 “度” 字，有双重含义，代表交流电和直流电并行的一种技术方案。

最后简单介绍一下我们还做了哪些事。我们做了开源的指令集，并贡献给开源基金会，赋能给所有企业。我们还流片制作了自己的芯片，价格非常便宜，几块钱就能赋能给所有家电产品或机电产品。我们还打造了自己的硬件生态和智能生态，这里就不一一介绍了，这就是我们的商业模式，以及参与其中的人员。

最后跟大家分享一下，前天也就是 1 月 15 号，我们在加拿大的第一家店开张了，下个月可能会在尼日利亚开店。给大家分享一下加拿大店开张的情况，里面展示了尼日利亚总统来中国参加 “一带一路” 活动的时候，专门来到我们公司。去年 9 月份我们在深圳举办了一个加纳论坛，探讨加纳是否全盘应用我们这套方案。建设的方案是。（提及）加纳的科技部长，总统跟我们一起探讨这个事情，除了加纳，还有另外几个非洲国家也参与其中。要用我们这套方式来建立全新的非洲标准，进行全新的建设，这就是 15 号我们在加纳第一家店开张的情况。来了很多政商界的重要人物，顺便说一个有趣的事情，加纳驻华大使个人掏了 10 万美金参与这个项目，还在加纳自己开店卖我们的产品。这就是昨天的事情。好，谢谢大家。

编排 | 罗家玉

终审 | 苏 菁

内容来源：云山十方汇大师论坛演讲实录

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