能源供应的挑战和机遇
全国生物柴油行业协作组
来源:中国化工信息中心
作者:朱曾惠
2007-7-13 16:27:09
核 能
通过核裂变或聚变产生核能。核裂变主要用于发电,而核聚变除制造氢弹外仍处于实验室研究阶段。近来,技术先进的国家共同提出一个称之为ITER的核计划,到2050年实现核聚变用于民用,该项目十分复杂也非常昂贵,预算约100亿欧元。
目前,世界有441座裂变核电站,未来几年可能会有所减少,因为在建的26座核电站很难完全替代须退役的旧反应堆。裂变核能的开发面临许多困难,虽然新型反应堆是安全的,但人们不能忘记契尔诺贝利的事故。即使在美国核废料的处理也未能得到解决,虽然在Yucca山区建设了巨大的垃圾场,但核废料的辐射将延续数千年,必需引起人们的关注。此外,核能与武器相关紧密,当前轰轰烈烈的伊朗事件引起核武器扩散,无论是制造核武 器,还是安全维护以及销毁都需要投入大量资金。
为满足未来对能源需求的不断增加,需利用核能提供10TW(1TW=1万亿W)电力,即需要1万座1GW(1GW=10亿W)的核裂变发电装置,也就是说在今后50年内每天要建造1座发电设备。如若这项计划被实现,全球范围内的铀资源将在10年内耗尽,所需的燃料需进行再加工,增强反应堆技术也要开发,而且要向一些需用此方式满足能源需求的国家转让。通常燃料再加工需要从放射性材料中分离出钍元素,钍可用于制造原子武器。最近,布什 政府向国会提出将400亿美元作为制定全球核能参与计划(GNEP)的基金,用于研制一种核循环回收工艺。如果该项目成功,2025年美国及其合作伙伴将向发展中国家提供新鲜的核燃料和小型反应堆,但这些使用国必需承诺不再建立铀富集装置,并将使用后的核燃料返回供应方进行再加工。届时发展中国家的核能发展将完全依赖国外技术,政治上也必将受制于人。
太 阳 能
地球是一个封闭系统,幸运的是来自太阳的取之不尽的能量流照射到地球的表面,约产生12万TW的电磁辐射,这个能量远远超过人类的需要。10%的有效太阳能转换系统覆盖地球0.16%的土地,将提供20TW电力,约为全球消耗的矿物能的2倍,相当于2万座1GW核裂变装置所产生的电能。 太阳能有着巨大的潜势,是清洁的、丰富的、经济的能源,但它也是分散的(1700WM-2)和间歇的,必须进行浓缩和存储才能将其转换成可用的能源形式。应用目前已开发的转换技术,就发电和燃料制备方面来讲太阳能仍不能与燃料矿物相抗衡。但是,如果考虑矿物燃料的隐性成本则会有不同的结果。 科学家认为,未来对太阳能的应用可通过从空间收集能量然后再将微波能量流送回地球。
1.光—热转换
太阳能的大规模应用是通过太阳热收集器将液体加热,直接用于加热水或房屋取暖。太阳热收集器市场在2001~2004年间增长了50%。其中欧盟约占13%,2004年约160万m2房屋安装了此设备。太阳热系统使用密度最高的国家是以色列,每千户居民安装面积达740m2,该国通过法律强制要求建筑物安装太阳能热水器。目前,世界约4000万户居民的1.1亿m2房屋安装了太阳能热水器,其能量相当于77GW热能。一般家庭中能源主要消 耗在热水、洗涤和烹调,广泛地应用太阳能的热转换是十分有利的。 据估算,2004年应用太阳能替代矿物燃料加热水,就减少CO2 排放2500万~3000万t。太阳热转换的一个重大改进是建设具有集蓄热功能的系统,能够通过相变贮存进行可控制释放。 应用镜面聚集辐射的方法,将阳光集中,其热量能通过热机转换成电能,或是用于吸热化学反应,如甲烷转换和金属的氧化或还原反应。经过一段时期停止后,几年前高温太阳热系统又重新激发人们的兴趣,该系统产品已在西班牙市场出售,一些发展中国家也有发展计划,研制耐高温和化学腐蚀性的制备材料是今后的主攻方向。
2.光—电转换
太阳能发电可以通过光电池及其相关元件或高温系统来完成。光电池有很多用途,特别适用于不能通过电网供电的地方。当前世界有16亿人口用不上电,很大部分贫困地区无力建设电网。在发展中国家,将太阳能电池建在屋顶上,也可以通过转换器与电网连接,形成电网联集光电池系统。2002~2004年这种系统的使用量增长了60%,日本有20万m2房屋屋顶、德国15万m2房屋屋顶安装了此系统。
通常,光电池的电子和空穴是在半导体上吸收带有能量的光子,释放多余的热能而产生的。由于能量转换效率受到热力学限制,从原则上讲,此限制可以通过第二代系统(多节太阳能电池)予以克服。
第一代光电池是由单晶硅制成,效率为5%~15%,寿命为30年,与电网联结的电力成本为0.20~0.40美元/kW•h,而矿物燃料电网的价格为0.03美元/kW•h (发达国家峰期价格),农村电气化电价为0.8美元/kW•h。太阳能电池在其生命周期中所产的电力价值相当于生产成本的10倍,2004年全球累计安装的光电池容量达到1.8GW。
如果将外部费用考虑在内,太阳能发电成本可与矿物燃料及核能竞争。随着研究工作的不断深入,可望在该领域产生新的理论、设计、新材料和新技术,以提高电池效率,降低成本。
过去10年中,固态光电池以分子有机物系统为基础,已被开发应用于可视屏幕技术,它们的能量转换效率仍然很低,不到5%,但是有可能构建低成本、质轻、面积大的太阳能电池。高效有机太阳能电池的研制将推动太阳能转换涂料的开发,用以加强太阳能的捕集和转换。
太阳能也可以通过光电化学电池转换为电能,以一种半导体电极为基础,与电解质相联结。TiO2是最稳定的半导体,因为其能隙高达3.0ev,界波长约410nm,因此不能吸收更多的阳光。为此,可用染色分子吸附在TiO2沉积纳米粒子的薄膜上,染色分子被阳光激活后发生电子跃迁,产生电荷分离的过程。TiO2价格相对较低,而且制造工艺简单,因此用染料提高灵敏度的太阳能电池具有良好的发展前景。
3.光—化学转换
液体燃料因其可以贮存和运输是最好的能源形式。太阳能是间歇式的,可以将其转换为有用的化学燃料。太阳能发电可以通过电解水产生H2和O2转换成化学燃料,但是十分昂贵。因此,由太阳能直接生产燃料(可以通过甲醇)较为有利。
植物可通过自然光合作用将阳光转换为可加工成矿物燃料的生物质。矿物燃料的生产率要比人们日常的消费率慢50万倍,光合效率最高约6.7%。从全球看,仅有0.3%的太阳能散入大地,其中的一小部分被贮存于植物。因此提高自然界的光合效率是非常重要的,要达到此目的,需要在分子基础上来阐释光合作用的全过程。在光合有机体中,光线通过含有颜料的蛋白质复合物的天线系统(antenna system)进行吸收,将此液化能量转移到反应中心(RC)蛋白质,通过电子传递过程转换成电化学势能,电荷分离过程的量子效率近乎100%,最后的氧化还原平衡通过热电子传递被传输出来,并处于催化状态,用于氧化水和生产燃料,如碳水化合物。
100年前,意大利化学家Giacomo ciamician提出人工光合作用的可能性,并指出,“植物丰富的地方,光化学就存留在植物中,通过合理的种植,太阳辐照就可用作工业目的。在沙漠地区不适合任何方式的耕种,但可通过人工方式将太阳能转为光化学能进而进行应用。在干旱的土地上可以建造没有烟雾和烟囱的工业园区,玻璃管葱林将超越植物,到处可见玻璃建筑物,在它们里面进行光化学过程,迄今仍是弄不清植物的秘密,但是将会被工业掌握,使它们能生产比自然界更丰富的能量。”
有效生产清洁的太阳能燃料将是现代科学的最重要突破。虽然它将面临许多挑战,但所完成的一些研究成果令人鼓舞,太阳能燃料生产在经济上和环保方面都具有强大生命力,此种燃料可通过丰富的原料如水和CO2来制造。水分离出氢分子和氧分子,而CO2被还原为CO和O2。构建人工光合系统进行实际生产太阳能燃料的最佳方法是仿生自然光合过程的分子和超分子组织。吸入的光线应当进行电荷分离,电荷传递至催化活性点,按氧化还原当量分别产生氧和氢(或CO2还原),当人工光合作用进行到一定阶段,将不同组份在某工作系统中集成综合。但是此技术目前尚未掌握,困难在于从水(或CO2还原)生成O2和H2是多电子反应过程,而光线的吸收是单光子过程,也就是一个电子负荷分离过程,因此,要用催化剂去耦合单光子,使其积累达到燃料生产所需要的氧化还原当量。有效的催化剂,特别是产生氧的催化剂迄今为止尚未发现,近来关于自然光合作用产生氧的中心结构的发现将有助于设计有效的人工催化系统。
自然和人工混合系统的研究取得成功。例如同一种给予体-接受体的三元组合和ATP合成酶在脂质体中结合形成一种质子泵。
生物质目前已是能源生产的重要资源,特别在发展中国家,小规模工业较多,而过多应用木材燃料会对人们的健康产生危害。发展生物质能源需要大面积的土地和大量的水。据估计,按照当前的消费水平,欧洲和美国要替代5%的汽油和柴油将需要现有的20%的可耕种土地。发达国家主要应用固体生物质发电,或是由玉米和谷物制造乙醇、生物柴油等液体燃料,如巴西以甘蔗为原料制乙醇,美国则以玉米为原料。巴西每年将33%的甘蔗转换为乙醇,2004年44%的非柴油摩托、机动车辆使用E95乙醇燃料,其余使用25%乙醇和75%汽油的掺混燃料。目前该国销售的新车50%以上为灵活燃料车,纯乙醇或是乙醇汽油混合燃料均适用。美国的E85和E10乙醇燃料日益增多,而印度和中国车辆则使用混合生物柴油。欧洲一些国家生产的生物柴油燃料可免税。德国2004年生物柴油生产增长50%。欧洲的生物柴油计划发展目标是2010年消费量占燃料总消耗量的5.75%。
当前生物质能研究的重点有两个方面:一是提高纤维素制糖的转化率用于乙醇生产;二是改进生产合成气的气化技术。 风 能
风能发电有许多优点,包括可以替代传统的燃料,不向大气排放废气也不释放热量,建设周期短、装机容量变化范围广,技术比较简单。长远来看,风力发电的价格将不断下降,对传统发电技术构成强大的竞争优势。其不利之处是自然风力不断变化,风场到消费中心的距离以及生态方面的问题。全球风力发电能力达到2~6TW。风力发电市场集中在西班牙、德国、印度、美国和意大利等少数国家,同时新型大规模市场正在起步,如俄罗斯、中国和巴西。2004年世界风力透平机数量超过6000台,平均每台功率达1.25MW。据欧洲风能协会预计,10年后欧洲将安装总功率达7.5万MW的风力透平机,可以满足2亿欧洲人的电力消费。
水力发电是一项古老的技术,世界上水力发电设施所占土地面积约30万km2,水力发电站提供的一次能源仅为世界一次能源总量的3%。建设大型水坝需进行大规模的搬迁,20世纪内发展中国家搬迁人数多达4000~8000万,而其发生的社会和经济困难难以估计。水库常常淹没许多宝贵的生态系统,从而对社会造成极大的危害。最近,有研究证明水库是CO2和CH4的主要来源,尽管如此,水力发电有着许多重要的优点,它的运行成本和寿命可与任何发电模式相媲美;易于捕集潜能满足电力峰值期需要;可供应灌溉和饮用水;对同期发生的破坏性洪涝灾害有保护作用。地球上可用的水力潜能是很大的,但仅有一小部分可以从经济和环境观点按可持续性方式进行利用,预计世界待开发的水力发电资源低于0.5TW。目前来看,全球范围内新建大型水力发电站的可能性很小,但是分散的小型装置所产生的能源供给是不可忽视的,在中国数以千万计的农村家庭用电来自小型水力电站。此外,我们要不断追求能源形式多样化,地热能和海洋能源中的潮汐能、波浪能、温差能、海流能等也应给予考虑和重视,特别是就地利用。海藻生产乙醇和生物柴油成新宠美国能源部实验室和加利福尼亚州LiveFuels公司正在开展合作项目,从海藻中提炼生物燃料。该公司表示,海藻有望成为一个很有潜力的燃料新来源,他们已经资助美国圣地亚国家实验室的数十项工程,目标是到2010年得到经济可行的生物柴油。圣地亚国家实验室表示,通过对一种特种海藻的研究表明,仅需美国土地的0.3%就可生产出满足美国全部运输用燃料。GreenFuel技术公司与亚历桑那公共服务公司(APS)合作利用从燃气电站排放的CO2,供给可转化成生物柴油或生物乙醇的海藻。GreenFuel公司的技术已于2005年在Arizona的APS电厂完成中试。该技术使用了高生长率的海藻,将海藻置于装有水的大型试管内,并曝置于阳光下直接照射,该系统优化了光合作用,预计将于2008年在Arizona开始商业化生产。位于美国亚利桑那州的XL牛奶集团拥有专有的、低成本海藻生产系统,将从海藻生产乙醇和生物柴油燃料;美国PetroSun 公司的子公司Algae BioFuels公司于2007年4月初宣布,向澳大利亚转让由海藻炼制生物柴油技术。生产装置将包括设计2000万gal/a(1USgal=3.785L)生物柴油的生物燃料炼油厂;以色列一家生物公司也开发出一项新技术,利用发电厂排放的CO2养殖海藻,从中制取生物燃料;西班牙生物燃料系统公司利用绿藻生物研制出能在不断循环中吸收CO2的可再生“生态石油”,公司目前每天能够从2m3的水中生产6kg“生态石油”,比种植大豆等生物燃料作物的效率要高数千倍,而且使用土地面积少,侵害性也不大。该公司下一步目标是建立一个以“生态石油”为燃料的电厂,发电能力为30MW。
大力发展生物柴油 加快能源替代步伐
近日国家发改委撰文表示国家支持发展生物柴油产业。文章称生物柴油作为一种全新的、可再生的绿色能源,其原料资源不受限制、来源丰富,可替代普通石化柴油。
目前,世界上许多国家都在大力开发生物柴油技术并积极推进其产业化进程。特别是欧美等发达国家,近年来由政府大力推进生物柴油产业,在税收政策和财政补贴上给予大力支持,使生物柴油价格与石油相差无几。欧盟是全世界生物柴油发展最快的地区,2004年生产能力达225万t,规划2010年产量达到800~1000万t,占柴油市场份额的5.75%,2020年这一比例将达到20%。美国、加拿大、日本、韩国等国家也纷纷加大生物柴油的发展力度。
与国外相比,我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距,处于初级研究阶段,主要以民营企业为主,装置规模小,技术水平低,原料供应不足,质量标准不一,市场流通不规范,综合利用和深加工水平有待提高。近年来,在生物柴油开发和生产领域,我国企业和地方政府充分利用自身优势以及国外的技术力量,积极开展国际合作,取得了初步成果。如四川大学完成了对生产生物柴油的优质木本油料作物麻疯树的基因技术控制油含量、碳链长度等研究,建立了基因库、种植标准和育苗基地。另外,四川、贵州等西南地区积极与欧美、东南亚相关研究机构开展交流,在种植基地、技术研讨等领域进行研究开发合作。
在全球生物能源蓬勃发展的形势下,利用我国各地丰富的原料资源发展生物柴油产业,缓解日益紧缺的燃料问题,对我国经济、能源、环保都将起到重要的作用。为正确引导和规范产业发展,国家发改委正在积极会同有关部门开展生物柴油产业发展前期研究工作。目前,生物柴油国家标准(GB/T20828-2007 柴油机燃料调合用生物柴油(BD-100))已经于今年初颁布实施。近日,由天津市汽车技术研究中心承担的“生物柴油车辆性能试验研究”通过专家论证,取得了理想的试验结果。另外,国家有关部门正在制定生物能源原料基地补助资金、加工示范补助资金的管理办法。
可再生能源的发展潜势
21世纪以来,可再生能源的应用取得了很大进展。2000~2004年各种可在生能源年均增长率分别为:电网联结太阳能光电池60%,风力28%,生物柴油25%,太阳能热转换17%,电网外太阳能电池17%,地热13%,乙醇11%。这也表明世界各国构建的多元化能源方案取得了明显成效。
太阳能热水器与传统电或燃气热水器相比具有较强的竞争力;在巴西,燃料乙醇可与汽油相媲美;水力、地热和一些生物质能发电已经与矿物燃料发电展开了竞争,风能发电在风力适合地区具有竞争力,而太阳能光电池发电主要适用于高度封闭的地区,期望2010年在发达国家内得到广泛应用。
当今,太阳能已经供应了大量的能源。将太阳能转换成热能的集热器已经部分取代了矿物燃料和生物质燃料加热装置,到2015年中国的太阳能集热面积将达到2.3亿m2,是当前世界的总集热面积的3倍。无论在发达国家还是发展中国家,利用太阳能发电都是有益的。2005年已有200万户发展中国家的家庭用电来自太阳能发电。据估计,全世界约有3.5亿户家庭将从中心电网中获得太阳能发电。分散型的发电系统可以降低昂贵的电网建设费用,可以象移动通讯一样在世界上一定地区超越有线电话而获得跨越式发展。
在一些发达国家中,电网联结光电池供不应求,从而推动太阳能光电池产业快速发展。2004年中国太阳能光电池生产能力翻了一番,印度主要太阳能光电池生产企业的生产能力从2001年的8MW扩展增至2004年的38MW,菲律宾、泰国以及其他东南亚国家纷纷投建新厂。欧洲的太阳能光电池产量位居全球首位,但还是满足不了当地需求,2004年德国Qcell公司和西班牙Isofoton公司分别建成了75MW和53MW的工厂。
目前,世界至少有48个国家包括25个欧洲国家和14个发展中国家已经出台相应的可再生能源法规,推促其利用。欧洲的发展目标是到2010年可再生能源发电占该地区总电力的21%,占总能源的12%。太阳能和其他可再生能源对人类赖以生存的环境和社会发展有很大益处,各国的可再生能源政策对其发展起着一定的支持作用,而开发速度主要取决于政策支持的有效期限和可靠程度以及地方执行情况,具有长远规划的国家采纳了各种可再生能源促进政策。
尽管可再生能源利用取得一定进展,但是其在能源总量中所占比例甚小,可再生能源(包括水力发电)只占世界一次能源供应量(TPES)的0.5%,加速其发展必须建立在科学研究的基础上。如果提出准确适当的研究计划并得到相关部门的支持,便可获得高效、价廉的的材料,则建设太阳能-热和太阳能-电转换系统可望在几年内获得根本性突破。太阳能转换涵盖物理学、化学、生物学和纳米科学等学科的原理,因此解决能源问题的同时也将推动其他学科领域的发展。能源问题与社会进步能源问题是与许多社会问题相互关联的,在进行决策之前必须弄清这些问题,因为这种决策将影响我们以及子孙后代的生活。
1.人们生活质量的提高与高额的人均能源消费相协调吗?不可能!能源消耗量增加有利于社会的物质丰富,但是在发达国家中,其对于人们的非物质问题也无能为力。我们必须改变能源管理模式,能源危机不能通过增加能源生产来解决。提高人们生活的质和量,就应当为非物质价值的增长和人与人之间的关系方面创造空间。
2.我们应当逐步停止使用矿物燃料吗?是的!有三个重要原因:①矿物燃料是不可再生的,它将会被用尽;②使用矿物燃料会对环境造成不可挽回的灾害,导致人类健康受到严重危害;③矿物燃料应当用作化学工业的原料。矿物燃料利用应逐步被可再生新能源所替代。
3.通过科技进步能否找到一种能源可以替代矿物燃料?可以!有两种丰富的能源,太阳能和核能。这两种型式的能源是完全不同的,不论在开发技术上,还是社会应用上都是如此。
核能通过核裂变获得,既不是清洁的也非取之不尽的,而是一种浓缩的能源形式,必须在严格的政治和军事控制下以及有先进技术水平保证安全的条件下进行生产。此外,核能开发建设还存在投资费用高昂、可能引发灾难性事故、废料难以处理以及核武器扩散等问题。核能的开发会引起能源过度使用,也将加大国家间的贫富差距,影响世界和谐发展。
然而,太阳能是非常丰富的,可以在世界各个地区和国家进行开发,而且相关技术对环境友好,但投资巨大。太阳能是一种呈扩散式的能源,它的传输利用不易发生事故,不会导致能源的过度开发,同时也可减少其他资源的供给压力。太阳能的分布对各个国家来说是公平的,最贫穷的国家拥有丰富的太阳能,也可研究有关技术进行开发利用,同时在一定程度上减缓贫穷。
4.化学能可以帮助解决能源问题吗?可以!太阳能的三种转换途径——热、发电、燃料都需要专门的材料,而且三种途径中的两种是化学过程。新材料系统取决于合理的试验设计以提高光吸收效率以及能量转换和能量贮存系统的性能。化学能在许多能源相关技术中起关键性作用,甚至可以找出新的解决方案。当前,如何攻克能源危机是化学领域所面临的最大挑战。
5.世界各个地区的生活水平均达到发达国家水准可能不对地球造成伤害吗?不可能!即使人口增长已经停滞,也没有足够的资源让所有的人按发达国家标准进行生活,为了维持目前的生活水平,我们也必须开发太阳能以循环利用最重要的原料。
6.只靠科学技术能使我们在未来的几十年内达到理想生活标准的目标吗?不能!即使科学技术在利用太阳能方面取得完全成功,但地球是一个封闭系统(除太阳能外),我们已经在超越其再生能力情况下使用自然资源。因此,需要降低人类对地球的压力,特别是人口数量的增长以及资源的回收利用。地球不是开放式的居住地方,而是所有生命体从属的封闭系统,我们应当与之共命运。
7.发达国家的公民应当改变自己的生活方式而向创新的社会和经济模式转变吗?应当!原因有两点:一是无终止的经济发展概念不能维持,因为它违背热力学第二定律;二是发达国家的生活方式建立在消费主义的基础上,会加重不平等现象。在富裕国家中“足够”和“太多了”的概念已经发生变化,多数人赞成要提高能源消费的效率。但是,较高的效率并不能使国家经济走向可持续发展轨道,因为同样是在进行能源消耗,甚至可能增加消耗。例如,汽车的能源使用效率提高了,消费者可能用节省下来的钱去购买速度更快的汽车。人们需 要新的思维和逻辑来对待世界的能源问题,以求得达到地区生态系统的稳定。
8.发达国家的生活水平可以得到改善吗?可以!要进行此项工作,须改变一些生活方式。2002~2030年美国和加拿大能源消耗量将逐步增加到5.7百万桶油当量/d,人口增加8800万人。与此相比,印度人口增加3.83亿人,相应能量只增加1.4百万桶油当当量/d,中国人口增加1.64亿,而能耗增长1.5百万桶油当量/d。
为了减少发达国家与发展中国家间能源分配的巨大差别,有人建议提高对贫穷国家的能源供应,停止富裕国家的增长,但就地球资源总量来看该战略不尽合理。发达国家要帮助发展中国家提高他们科研能力,为他们面临的能源、公共卫生、农业、生态和基础教育等问题找出解决方案,为根除贫困提供现代能源服务。
全面认识能源问题需要采取果断迅速的全球性行动来解决能源危机,这种行动应当结合在一个总体战略中,从而对地球的资源总量及开发潜力有准确的把握。此战略的第一步是大幅度降低矿物燃料的消耗,这需要发达国家多做贡献,其错误的生活模式是对“资源有限”概念的无知,浪费巨大的资源,生产大量的垃圾,使国家之间形成了极端的不平等。第二步是立即进行广泛研究大力开展可再生资源的开发利用,此亦是发达国家的任务,因为当前主要的研究工作在那里。只要攻克了技术难点,就可以成为各个国家都易于开发应用的可再生能源,可在自己领土范围内拥有多样化的能源形式。
各国应将能源问题作为首要问题。新能源的开发将超越矿物燃料的开发方法,难度甚大,应将其作为一项全球性课题。为了人类生存环境的可持续发展,我们应全力缩短开发时段。
科学家有责任告知大众关于能源问题的紧迫性和复杂性,并向政界人士说明一些关键性问题,如能源方案框架要有一个较长期的设想,不能仅限于自己的任期之内。同时也应告知经济学家和政治家需要有可持续性的认识,经济不能无休止地增长。
我们不要忘记,地球上不存在可以迎合人类浪费和无知的可再生资源。每个国家、社区和个人应当对实际需求的限度有清晰的认识,超越限度地消费资源不是可持续性社会所必须的条件,是不能构建和谐世界的。面向未来的完整战略需要知道“足够了”,起初这可能是困难的,但是没有“足够了”的概念是十分危险的。
能源危机是一个挑战,同时也是一种机遇。它提供了一个宝贵的机会让我们更关注我们所生活的地球和我们所构建的社会。对科学发展来说也是一个机遇,使其在推动社会可持续发展中起积极作用,帮助改正社会上的错误观念,缩小对社会稳定发展构成威胁的贫富差距。美国罗诺里根对世界问题的滴入方式理论(trickle-down,美国的一种经济学理论,认为与其政府将财政津贴直接用于福利事业或公共建设,不如将其交由大企业陆续流入小企业和消费者之手更能促进经济增长)未能实施,如果地区间生活水平差距依旧,那么社会动乱迟早会重来。脆弱的地球在我们手中,我们有足够的智慧去开发它吗?除科学和技术外,一种文明能减少不平等,创建更为和平的世界吗?
当然,未来十年,随着科学技术的不断进步,多种新能源将被发现。核聚变如能成功开发便可从根本上解决能源问题,但是目前尚不能确定,因此,降低能源消费和加大可再生能源的开发力度仍是解决能源供应紧张的有效途径。有人认为太阳能转换技术是不现实的,新的油气资源开发是“永远的主流”,这也是许多分析家对待能源危机的最大胆的处方。他们有如上世纪70年代的信息技术权威,根本不会想像个人电脑时代在几十年后会到来。
欧洲人们的生活质量较高但能源却很匮乏,北海油田上世纪90年代就已进入开采峰值期,此后不断减产;挪威和英国是欧洲最大的石油生产国,却只拥有世界探明储量的1.2%,挪威和荷兰的天然气储量总和也不过占世界的2.1%。煤的情况也不佳,德国和波兰的可采储量也只有世界的2.3%。欧洲每年需从其他国家和地区大量进口石油、天然气等能源。因此,推进欧洲社会的可持续发展节约能源首当其冲。然而,可再生能源在全世界分布较好,因此,欧洲可在新能源开发利用方面加强自己的领先地位。凭借欧洲的技术、经济实力,有能力偕同其他地区和国家实现一种实在的、渐进的结构性的经济改革:从大量使用不可再生能源(矿物燃料)走向应用丰富的、环境友好的由太阳提供的一次能源。在2000年里斯本会议上,欧洲委员会提出了将成为世界上最有活力和竞争性的知识基础经济的战略发展目标,从而实现可持续性经济增长,并创造更多的工作岗位和更强的社会凝聚力。 通过此文的论述,我们可以得到以下一些认识:
1.能源问题是全球性的,是经济发展和社会进步必须面对的首要问题,各国都应面对挑战,制定能源战略。
2.能源问题涉及甚广,能源战略要从政治、经济、社会和科学技术各个层次上进行研究,政府、产业和学术部门甚至个人都应对能源有全面的认识。
3.面对能源危机需从开发和节约资源两方面着手,开发的重点应当是可再生资源,要减少甚至停止矿物燃料的使用,将其作化学工业原料。节约方面除了开发节能技术外,改变生活方式、减少浪费至关重要。
4.长远来看,太阳能和核能聚变技术应当作为科学技术发展的重点。
5.煤炭的利用前提是清洁化,提高能源使用效率以及消除对环境污染和生态破坏的核心是解决CO2捕集问题。
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