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第1章 能源是人类文明的动力(1)

本章从绿色能源的基本概念着手,从宏观角度讲述了绿色能源的概念、分类及其发展前景等。内容丰富,阅读性强,可使读者全方位掌握最新能源的概念及意义,并了解更多的能源知识。

绿色能源是什么

能源

绿色能源也称清洁能源,是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。它可分为狭义和广义两种概念。狭义的绿色能源是指可再生能源,如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充,很少产生污染。广义的绿色能源则包括在能源的生产、及其消费过程中,选用对生态环境低污染或无污染的能源,如天然气、清洁煤和核能等。

能源是能量的来源或源泉,是可以从自然界直接取得的具有能量的物质或从这些物质中再加工制造出的新物质,前者如煤炭、石油、核燃料、水、风、生物体等;后者如焦炭、煤气、液化气、煤油、汽油、柴油、电、沼气等。因此可以说,能源是能够提供某种形式能量的物质,即能够产生机械能、热能、光能、电磁能、化学能等各种能量的资源。

能源是经济和社会发展的重要物质基础。工业革命以来,世界能源消费剧增,煤炭、石油、天然气等化石能源资源消耗迅速,生态环境不断恶化,特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化,使人类社会的可持续发展受到严重威胁。目前,我国已成为世界能源生产和消费大国,但人均能源消费水平还很低。随着经济和社会的不断发展,我国能源需求将持续增长。增加能源供应、保障能源安全、保护生态环境、促进经济和社会的可持续发展,是我国经济和社会发展的一项重大战略任务。

绿色能源

“绿色”能源有两层含义:一是利用现代技术开发干净、无污染的新能源,如太阳能、风能、潮汐能等;二是化害为利,同改善环境相结合,充分利用城市垃圾、淤泥等废物中所蕴藏的能源。与此同时,大量普及自动化控制技术和设备以提高能源利用率。20世纪80年代以来,工业化国家利用太阳能、水力、风力和植物能源获得的电力相当于900万吨标准煤的能量,而且这种增幅在上世纪一直是以持续上升的速度增长。90年代左右工业化国家仅在风力和太阳能两种发电设备方面的成交额就达100多亿美元,其中,美国、德国、日本、瑞典和荷兰等国家进展最快。

现在各国政府和国际组织都相继从政策、资金方面大力扶持新的经济增长点——清洁能源的开发,寻求一条经济社会进步与资源环境和人口相协调的、可持续发展的道路。在此大背景下,我国政府也在通过与能源相关的各项政策的制定、法规的完善以及金融信贷扶持等来大力发展清洁能源,为我国在新形势下顺利完成产业结构的调整打下坚实的基础。

人们常常提到的绿色能源,如太阳能、氢能、风能等,但还有另一类绿色能源,就是绿色植物给我们提供的燃料,我们就管它叫做绿色能源,又叫生物能源或物质能源。其实,绿色能源是一种古老的能源,千万年来,我们的祖先都是伐树、砍柴烧饭、取暖、生息繁衍。这样生存的后果是给自然生态平衡带来了严重的破坏。沉痛的历史教训告诉我们,利用生物能源,维持人类的生存,甚至造福于人类,必须按照它的自然规律办事,既要利用它,又要保护它,发展它,使自然生态系统保持良性循环。

在绿色能源中,另一种资源是草类。据统计资料表明,目前世界上的草场面积将近30亿公顷,绝大部分是天然草场。它既能放牧,又是野生动物生息繁衍的乐园。还有一部分草场专为牲畜越冬提供饲料,极少部分的草场才是为人们生活提供燃料的。

近年来,由于广大农民生活水平的提高,电气化程度也在不断地提高,大多数农民们的燃料结构都发生了根本性的变化,许多农村地区,冬季取暖不再用柴火烧炕,而是电热毯一插便温暖如春,做饭也不再烧柴、烧秸秆了,而是用上了蜂窝煤炉、液化气灶以及沼气。即使烧秸秆,也是边远山区极少一部分,或个别农家。而大量的秸秆堆放在田间,成堆成山,有的甚至侵占了农田。因此,有的农民在田间大量焚烧秸秆,造成环境污染,甚至影响高速路行车和飞机起降。

人们如何怎样才能解决这个问题呢?最有效的是搞综合利用。实践证实,农作物秸秆既可以作肥料,又可以作饲料,还可当柴烧。如果我们用农作物秸秆沤制沼气,产生出的沼气可作燃料,也可用沼气灯照明,腐烂了的秸秆,还可以作肥料。如果把秸秆粉碎后与草混合还可喂牲畜,牲畜的粪便也可以用来沤制沼气,产生沼气以后剩下的渣子还可以作肥料。因此,大力发展沼气开发综合利用,是解决农村能源短缺的好途径。

能源就是巨大的财富

有限能源与能耗剧增的矛盾

从20世纪70年代,全球第一次能源危机出现之后,“能源告急!”这一疾呼便从未间断过。根据此前的预测,地球上的石油和煤炭能源都只能用几十年。能耗造成的能源短缺,已经成为全世界最大的难题之一。当时,全球石油日产量保持在7500万桶。但为满足2015年的预计需求量,需要开掘每天可增加6000万桶石油的新油田。这需要十几个面积等同于欧洲北海油田的新油区。

世界能源供应和消费趋势

能源资源按其性质可分为可再生能源资源和非可再生能源资源。近年来,在世界能源消费构成中。占能耗比重最大的是石油,其次是煤和天然气,这些都是非可再生能源资源。由于人类目前的认识和技术水平的局限性等原因,人类对地壳的钻探深度只有1万米左右,还不到地球半径的1%,同时,矿物能源的燃烧还会污染环境,造成环境的污染。因此,一方面要节约使用矿物能源,以延长使用期,加强勘探深层和海底的矿物能源,扩大开采储量,提高认识水平和技术水平,合理使用能源,减轻其污染程度;另一方面,要扩大可再生的无污染的常规能源的使用,并开辟新能源。

就目前人类对各种能源的认识和利用而言,常规能源中,水能是可再生的清洁能源,对其开发技术和使用经验比较成熟,但对建设大型水坝而引起的生态环境变化问题仍未彻底解决。新能源中,核能的发展仍未完全摆脱放射性污染的阴影;太阳能的开发潜力很大,对环境影响最小,但技术尚未突破光电转换效率低的问题;另外对海洋能中的潮汐能、波浪能发电和风能发电,虽有进展,但因其不稳定性,一时难以大规模使用;把海水中的氢变成氢气作为能源,这是一大资源宝库,但因许多技术和认识原因,还处于研究阶段,有待完善。从长远看,充分利用可再生的清洁常规能源,开发无污染的可再生的新能源是解决能源问题的主要途径,也是世界能源利用的趋向。

而根据美国能源信息署的预测结果,随着世界经济、社会的发展,未来世界能源需求量将继续增加。欧洲和北美洲两个发达地区能源消费占世界总量的比例将继续呈下降的趋势,而亚洲、中东、中南美洲等地区将保持增长态势。伴随着世界能源储量分布集中度的日益增大,对能源资源的争夺将日趋激烈,争夺的方式也更加复杂,由能源争夺而引发冲突或战争的可能性依然存在。

中国绿色能源的发展规划

绿色能源是我国重要的能源资源,在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济循环发展等方面作用巨大。1992年后,我国政府提出环境与发展措施,明确要“因地制宜开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”,并为此制定了“乘风计划”、“光明工程”等风能、太阳能的开发应用项目与计划。

2006年1月1日起开始施行的《中华人民共和国可再生能源法》,制定了可再生能源发电优先上网、全额收购、价格优惠及社会公摊的政策。建立了可再生能源发展专项资金,支持资源调查、技术研发、试点示范工程建设和农村可再生能源的开发利用。国家还发布了《国家中长期科学技术发展规划纲要(2006~2020年)》,2007年9月国家发展改革委员会发布的《可再生能源中长期发展规划》主要阐述了绿色能源的中长期规划、利用问题,提出到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%,到2020年达到15%的发展目标。截至到2008年底,我国发电设备装机容量达到80000万千瓦左右,居世界装机容量第二位。目前我国还是以火电为主,绿色能源所占比例除了成熟的水电外,风电与核电之和仅占总发电量的3%左右,可见我国大力发展绿色能源的潜力还很大。除水能外,我国资源丰富,近期利用技术较为成熟且开发潜力较大的能源主要还有风能、太阳能、核能和生物质能。

中国可再生资源

中国可再生能源资源丰富。据测算在今后10年内,具备开发利用条件的可再生能源预计每年可达8亿吨标准煤。现在,大型风机的高度可达100米,这个高度可利用的风能更大。世界上公认,海上的风力资源是陆地上的3~5倍,即使按1倍计算,中国海上风力资源也超过5亿千瓦。所以,中国的风力资源远远超过可利用的水能资源。研究表明,地球地热能的蕴藏量相当于煤炭储量热能的1.7亿倍,可供人类消耗几百亿年。中国地热资源丰富,仅已发现的地热露头点就有3000多处,全年天然放热资源量约折合3.6亿吨标准煤。

绿色能源的发展前景

绿色能源在中国的发展前景非常广阔。其中新能源从生产大国发展为消费大国。以电动汽车为代表的新能源汽车,将为中国汽车产业开辟跳跃式发展之路。工业节能在政策驱动下稳步前进。建筑节能减排潜力巨大。

但我国离低碳社会还有着不小的差距,其主要原因之一就是绿色能源还没有普及到人们的日常生活中去。

我们都知道,世界二氧化碳排放量高速增长,这导致全球温度在上升。而研究表明,我们必须将气候变暖控制在2摄氏度以内,所以我们必须开始绿色能源的使用,并且让其成为能源的主流。

其实能源直接影响到气候变化,而气候的变化也就是我们的环境问题,也是发展问题,归根到底是能源问题。绿色能源就是以解决气候变化问题,降低二氧化碳温室气体排放为主要关注点,为了提升能源安全和国际安全,各国政府正在采取一系列的措施,一场“绿色能源经济革命”正在悄然兴起。

随着全球能源需求量的迅速上升,未来是否可以长期供应、石油和天然气等资源往往是导致世界各国之间最不稳定的地区等问题,倡导绿色能源已经被提到了很多国家议程的首位。不解决能源问题将导致未来气候效应和资源匮乏之间冲突的不断升级。同时获取绿色能源则会提高能源供应的多样性,扩大本地能源生产的范围,并降低对进口石油和天然气的依赖。大幅降低能源依赖对于发展中国家尤为有利。

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