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第2章 能源是人类文明的动力(2)

绿色能源产业具备显著的低碳经济特征。绿色能源是与传统能源相对应的一种能源,它包括太阳能、风能、水能、核能、生物质能、海洋能、地热能、氢能等,有时候还常常包括新能源汽车。绿色能源是对传统能源的有效替代,可以大大缓解目前能源供应紧张的局面,改善环境。绿色能源与传统能源相比,优越性首先体现在资源丰富,其大多是无限能源,而传统能源都具有限性。并且传统能源大都排放二氧化碳等污染物,而绿色能源就比较环保,是清洁能源。

我们现在都讲究低碳生活,其实表现在大方面就是绿色能源的使用。这不仅是实现全球减排目标的战略选择,也是保证经济持续健康增长的良方。

中国企业目前已经在多个低碳产品和服务领域取得世界领先地位,其中以可再生能源相关行业最为突出。

虽然目前,中国在很多的绿色能源技术上与国际先进水平尚有较大的差距,但中国正奋起直追,差距正在不断缩小。

能源消耗与经济增长是一个相辅相成的关系,因此积极开拓、发展并加速绿色能源的应用成为人们必然的选择。

目前全球每年排放大约550亿吨二氧化碳,据IPCC估计,电力行业占了最大的份额,约为26%,工业19%,森林17%,农业14%和交通13%。

到2050年二氧化碳的排放量我们需要削减至200亿吨,这意味着现有基础上63%左右的削减。要达到我们的减排目标,除了减缓并且最终停止森林的砍伐,重点应该放在能源供应、交通运输等关键部门的低碳发展上。电力、交通、建筑、工业4大部门都要将绿色能源的开发工作作为首位来做。

绿色能源发电替代传统发电。其供应技术主要包括可再生能源、核能等。使用绿色能源行驶的汽车也是快速发展。绿色交通运输关键技术包括电动汽车、氢燃料电池汽车、高效的生物燃料等。

绿色能源与传统能源的比较

传统能源与绿色能源定义

传统能源指的是在现阶段科学技术水平条件下,人们已经广泛使用、技术上比较成熟的能源,如煤炭、石油、天然气、水能、木材等。传统能源也称做常规能源。传统能源有两个显著的特点,这两个特点也是传统能源的致命伤。其一是具有稀缺性。随着时间的推移,能源经过不断开采和消耗会逐渐耗竭。其二是在消费过程中排放大量污染环境的二氧化硫、二氧化碳等气体,会对自然环境造成无法弥补的损伤,甚至会威胁人类的生存。传统能源的发展模式,不仅投资大,运营费用高,而且会造成社会整体能源利用的低效率,引发巨量能源资源浪费与环境污染的恶性循环,是以高耗能为主导的能源结构。

鉴于传统能源的以上弊端,从20世纪80年代后期开始,人类加大了对绿色能源的开发使用力度。与传统能源相比,绿色能源的主要特征就是取之不尽、用之不竭,它能够满足经济的持续发展,而且绿色能源还对创建低碳环境有很大帮助,能够极大地缓解环境压力。因此,从经济的可持续性及环境保护来说,绿色能源极具发展潜力。

绿色能源替代传统化石能源是大势所趋。但是从现在的技术和经济性上来说,还需要一段时间的探索。新技术的研发总是需要耗费大量的资金,这使得人们普遍感觉绿色能源比较贵,而传统能源特别是化石能源比较便宜。这是因为对传统能源来讲,一些隐性成本比如对环境的污染、对生态体系的影响,政府的补贴等都没有计算到成本中。所以人们会有一种错觉,认为传统能源比较便宜。其实,绿色能源的发展已经是世界各国公认的新的一轮经济增长点,在政策层面上,无论是美国、欧洲,还是新兴的发展中国家都制定了发展绿色能源的目标和具体规划。

传统能源与绿色能源区别

既然上文对传统能源和绿色能源都做出了定义,下边我们就从能源的生产、技术层面、经济效益以及对环境的影响等因素来讲一下两者之间的区别。

1.能源生产

传统能源的生产利用过程中会出现投资巨大、附件要求高等问题。而且建立在加大中间投入基础上的利用效率提高伴随着一定能量损耗。例如电力效率的提高相应要求输电线、配电线的投资加大等。而且资源的利用率相对较低,导致环境污染问题十分严重,特别是排放的二氧化硫造成酸雨问题和大量排放温室气体导致全球变暖。

传统能源因为投资巨大,无法调动社会和民众的积极性来参与节约和优化能源系统。因此,需要在能源问题上寻找到一条新的出路,需要有多种新的能源转换利用形态,建立多个新的能源供应系统,这就是绿色新能源的优势所在。绿色能源最大的优势是针对传统能源利用方式的先进性和替代性。

但是无论是传统能源还是绿色能源,都有一个效率的问题,也就是在什么样的价位上是最有效率的问题。

2.技术因素

传统能源技术现在可以说已经非常成熟,虽然会出现很多对环境造成污染的问题,但是从宏观的角度看技术还是相当成熟的。而绿色能源与传统能源成熟的技术相比,绿色能源技术就尚未完全成熟了,所以现在绿色能源投资风险大,生产成本高,单靠市场作用难以获得足够的发展空间。例如风电产业最大的发展瓶颈是风电入网难的问题。风力发电不稳定、不安全,且部分机组的低压穿越技术不过关,因此电网公司视风电为非优质电源。另一方面,价格杠杆也决定了电网不愿意输送风电。

而且现在绿色能源技术上的突破关键在于人才。整个新能源行业——无论是核电、风电、太阳能行业,还是相关的装备制造业——都存在着很大程度的人才短缺现象。尤其是核电,发展最快、人才最缺。核电行业不仅缺技术人才,也缺乏相关的工程管理、金融、财务、商务谈判等方面的人才。然而,现在这方面的人才严重匮乏,特别是风电机组研发专业人员、风电机组制造专业人员和高级技术工人、风电场运行和维护人员,以及高级管理人员。即使是太阳能产业,人才也还是不够,和产业发展的形势也不相适应。

3.经济效益

就目前的情况来讲,传统能源还是有很大价格优势的,其价格相对绿色能源较低。而高成本正是绿色能源的一个致命缺陷。绿色能源在研发阶段的成本比较高,又由于规模化生产和市场相对偏小的影响更推高了其成本。这样就造成了很多行业尤其是一些个人企业“有其心而无其力”的现象,即便是绿色能源的宣传做得再好,因为考虑到成本问题,很多人还是选择传统能源。只有当绿色新能源和传统能源的价格达到相对平衡时,绿色能源的规模化生产才有现实的意义。而且技术推动绿色新能源成本降低的同时,传统能源随着储量的减少,价格也会攀升。

4.环境效益

传统化石能源在燃烧消费过程中排放大量的气体污染物,直接或间接地影响到人类的生存环境,破坏生态系统,而绿色能源是低碳排放甚至是零排放,极大缓解了环境的压力。

我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家,是煤炭第一大生产国与消费国,生产与消费所占能源总量都在70%以上,能源消费过分依赖煤炭,造成了严重的环境污染。

而绿色能源受到技术水平的限制,降低成本还有待时日,因此也限制了绿色能源产业规模化生产,但总体趋势是绿色能源政策扶持力度在趋于强化,随着技术水平的进一步提高突破,无论是风能还是太阳能都会逐步降低成本,产业的规模化生产也会日益完善提高。特别是在当前环境友好型的大趋势下,绿色能源的份额会逐步提高,绿色能源与传统能源二者并重的局面离我们也会越来越近。

绿色能源对环境的影响

绿色能源

绿色能源这个名词是近些年才流行起来的。1992年,在巴西里约热内卢召开了一次有世界各国首脑参加的《环境与发展》大会。大会一致通过决议,为保护人类的健康和可持续发展,要求各国必须发展对环境和生态系统没有危害的洁净能源。这就是绿色能源。因此,在这个意义上,一切绿色生物反而不能算是绿色能源,因为它们在燃烧时仍会产生大量二氧化碳、二氧化硫等有害气体,不能算是洁净能源。

前文中我们已经讲过,所谓绿色能源,是指不产生有害排放物,对空气不构成污染或污染很少的能源。它们包括太阳能、风能、潮汐能、海浪能、温差能、地热能、氢能和核能。核能有放射性污染,但只要设计得当,保证反应堆的安全,其放射性污染可以很小。总之,绿色能源一词不再是其直观的含义,而成为环境保护和良好生态系统的象征和代名词。

开发利用绿色能源是解决一国资源短缺、环境污染问题的重要途径,是促进社会可持续发展的积极推进力量。我们特别需要关注的是传统能源的大量消费,这直接导致了大气中二氧化碳的浓度越来越高,并由此引发地球的温度也越来越高等严峻的问题。日常的电视新闻和报刊报导,都会经常出现此类相关信息,特别在地球的温暖化将对气候造成多种多样的危害影响方面。例如,全球年均降雨量将发生变化;许多地区洪涝和干旱的频率加大;与此同时水资源短缺将越为严重;冰川将继续大范围地后退,甚至很多岛国都在开始担心自己的国土是否将沉没这一问题。

而绿色能源丰富、清洁、可永续利用,加强绿色能源的开发利用,是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。绿色能源是重要的战略替代能源,对增加能源供应、改善能源结构、保障能源安全、保护环境有重要作用,开发利用绿色能源是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重要战略措施。

创建环保能源

发展无污染或少污染的绿色能源一直是人类努力的方向,但这不可能一步达到。比如,现在世界上仍然以煤和石油为主要能源,而这两类燃料正是排放二氧化碳、二氧化硫等有害气体的“大户”。因此,要做到全部使用绿色能源需要有一个较长的过程,但这个过程正在加速。

自20世纪70年代发生石油危机以来,世界各国为开发替代石化燃料的新能源,已做了大量的工作,并在太阳能、风能、潮汐能、海浪能、核能、氢能等的利用方面取得了长足进展。但是,以商业规模进行应用的仍然不多。原因就是这些能源的成本高,竞争不过价格便宜的煤和石油。要降低这些能源的成本,就必须像以往研究半导体一样,进行大量的基础研究。

氢能是人类有史以来发现的最洁净的能源,但要用它作燃料并普遍推广应用,首先要解决的就是氢的储存携带和输送问题。因为1吨氢就要占110万升的体积,只有变成液氢才便于贮存携带。但氢要在零下253摄氏度才冷凝,制造液氢的成本就很高。所以氢能目前仅在空间计划中广泛使用。

为了有朝一日能让液氢在汽车、飞机和船舶中作动力,美国一直在进行降低液氢成本的研究工作。1985年,日本曾用金属氢化物制成的储氢容器在丰田汽车的四冲程发动机上作动力,并在公路上行驶了200千米。但现有的金属氢化物反复使用后不久,就脆化成粉末而丧失储氢功能。因此,尽管现在人们已开始尝试用氢能电池作动力来制造汽车,但是,氢作为理想的绿色能源,要以商业规模推广应用,仍有很多难题等待着人们去克服。

绿色能源的开发利用可以有效地改善农村和广大偏远地区能源短缺状况,为加快新农村建设奠定坚实的基础,从而加快了我国全面建设小康社会的步伐。从能源发展战略来看,人类必须寻求一条可持续发展的能源道路,而且随着经济的发展,生活水平的提高,人们越来越重视对所生存、居住环境的改善,环境保护意识不断增强,迫切需要一些清洁、无污染、可再生的新能源。开发和利用绿色能源已成为人类解决生存问题的战略选择。

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