能源革命就是生產(chǎn)力革命
從古至今，能源技術(shù)出現(xiàn)了三次重大突破，人們稱之為人類歷史上的三次能源革命。具體地說(shuō)，就是蒸汽機(jī)、電力和原子能這三樣?xùn)|西的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和應(yīng)用，每一次能源革命都為社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展提供了的強(qiáng)大動(dòng)力。比如先發(fā)掌握蒸汽機(jī)的英國(guó)，在18世紀(jì)贏得了“英國(guó)時(shí)代”，而后發(fā)掌握電力技術(shù)的美德兩國(guó)接力崛起，還有二戰(zhàn)后原子能技術(shù)的突破，讓美蘇執(zhí)世界牛耳。
在過(guò)往的漫長(zhǎng)歲月里，煤炭最先為人類社會(huì)的發(fā)展提供了充足動(dòng)力，到了20世紀(jì)，石油的開采和利用才使得石油在世界能源中代替煤炭而躍居首位，同時(shí)開始了今天的這個(gè)石油時(shí)代。今天已成為世界經(jīng)濟(jì)"血液"的石油，不僅為阿拉伯國(guó)家?guī)?lái)易得的財(cái)富，也改變了我們對(duì)生活的理解。
進(jìn)入21世紀(jì)，天然氣"青出于藍(lán)而勝于藍(lán)"，于是單一的石油時(shí)代變成了并行的油氣時(shí)代。但不管是"石油時(shí)代"，還是"油氣時(shí)代"，亦或者是煤炭，雖然對(duì)人類文明的影響都是偉大而深刻的，但其不可再生性以及燃燒所產(chǎn)生的大氣污染、溫室效應(yīng)等問(wèn)題，迫使人們?nèi)ふ倚碌摹⒏鍧嵉目稍偕茉?，也就是新能源?/p>
新能源為何大勢(shì)所趨？
為什么這么說(shuō)呢?一方面是因?yàn)楝F(xiàn)在以石油為主體的能源是不能再生的礦物燃料，自從17世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，人們開始大規(guī)模地開采地下的煤炭和石油，那是數(shù)千萬(wàn)年前(第三紀(jì))以至五億年前(古生代和晚元古代)地球上生物的遺產(chǎn)。但是這種能源資源是有限的，用去一點(diǎn)就會(huì)減少一點(diǎn)。
根據(jù)國(guó)際能源專家的預(yù)測(cè)，地球上蘊(yùn)藏的煤炭將在今后200年內(nèi)開采完畢，石油將在今后三四十年內(nèi)告罄，天然氣也只能再維持60年左右。同時(shí)近代物理學(xué)和天文學(xué)早已充分證明，以天體物理運(yùn)動(dòng)所發(fā)出的能量為基礎(chǔ)的可再生能源幾乎是無(wú)限的。
另一方面，世界新的技術(shù)革命帶動(dòng)著許多新興工業(yè)蓬勃興起，新的生產(chǎn)體系必然要求改變能源系統(tǒng)，并且盡可能地采用可以再生的、分散的、多樣化的能源。所以能源問(wèn)題是一個(gè)影響人類生存和社會(huì)發(fā)展的一個(gè)主要問(wèn)題。新能源將是世界新的產(chǎn)業(yè)革命的動(dòng)力，是未來(lái)世界能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
但新能源絕非大家口中常提到的鋰電池，而是包括原子核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮堋⒄託饽?、氫能、小水電等在?nèi)的非常規(guī)能源。若按來(lái)源劃分，可分為三大類，一是來(lái)自地球之外天體的太陽(yáng)能，當(dāng)然太陽(yáng)能除了直接照射外，還為風(fēng)能、水能、生物能和礦物能源等的產(chǎn)生提供基礎(chǔ)。比如植物就是通過(guò)光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存下來(lái)。
二是地球本身蘊(yùn)藏的能量，如原子核能、地?zé)崮艿?；三是地球和其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量，如潮汐能。不過(guò)，由于新能源的能量密度較小，或品位較低，或有間歇性，按已有的技術(shù)條件轉(zhuǎn)換利用的經(jīng)濟(jì)性尚差，大多還處于研究、發(fā)展階段，只能因地制宜地開發(fā)和利用。
新能源中的兩大翹楚
在這些新能源“軍團(tuán)”中，太陽(yáng)能以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)贏得了全世界的目光——據(jù)估算，地球上每秒可獲得的太陽(yáng)能相當(dāng)于燃燒數(shù)百萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)煤產(chǎn)生的熱量，且陽(yáng)光普照大地，用之不竭，幾乎不受地域限制。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，太陽(yáng)能等新能源正在成為人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)勁助力。
中國(guó)擁有豐富的太陽(yáng)能資源，近年來(lái)，在能源危機(jī)和環(huán)境壓力下，中國(guó)各地的太陽(yáng)能光伏電站迅猛發(fā)展，如同一個(gè)個(gè)披掛烏金鎧甲的軍團(tuán)，在大地上迅速集結(jié)——沙漠、荒野、山地、灘涂、濕地、湖泊……都成為它們的新領(lǐng)地。
然而，這些帶著“綠色”光環(huán)的電站，在帶來(lái)清潔新能源，緩解溫室效應(yīng)，減少大氣污染的同時(shí)，也正在引發(fā)諸多的爭(zhēng)議和憂思。其高速增長(zhǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的一定負(fù)面影響，如對(duì)自然景觀的破壞、對(duì)野生動(dòng)物棲息地的占用、對(duì)環(huán)境脆弱地區(qū)的擾動(dòng)、回收問(wèn)題和光污染等。
除太陽(yáng)能之外，還有核能，也稱原子能，是儲(chǔ)存在原子核里的能量。別看原子核是那么小，但儲(chǔ)存的能量卻大得驚人。1克鈾在裂變時(shí)所釋放出來(lái)的能量，相當(dāng)于2.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒產(chǎn)生的熱值。實(shí)際上，太陽(yáng)所發(fā)出的光和熱也都是由核能產(chǎn)生的，其能量來(lái)源便是太陽(yáng)內(nèi)部劇烈進(jìn)行的原子核裂變反應(yīng)。所以在各種形式的新能源中，核能算是能量最大的。
目前開發(fā)核能的途徑有兩條：一是重元素的裂變，如鈾的裂變；二是輕元素的聚變，如氘、氚、鋰等。重元素的核裂變技術(shù)，己得到實(shí)際性的應(yīng)用，所以鈾是目前最重要的核燃料，但陸地上鈾的儲(chǔ)藏量并不豐富，且分布極不均勻，如中國(guó)截止到2020年的鈾礦儲(chǔ)量?jī)H有11.59萬(wàn)噸，約占全球總儲(chǔ)量2.9%，中低品位為主。
隨著近些年我國(guó)核能的迅猛發(fā)展，在建核電機(jī)組裝機(jī)容量位居世界第一，商運(yùn)機(jī)組已位列世界第三，每年規(guī)劃開工的核電機(jī)組有6~8臺(tái)，缺口巨大。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2035年中國(guó)可能將取代美國(guó)成為世界第一大鈾資源需求國(guó)，鈾需求量將達(dá)到3~3.5萬(wàn)噸，屆時(shí)中國(guó)鈾資源缺口將達(dá)90%左右。
而解決缺口無(wú)外乎“開源節(jié)流”，所謂開源便是積極參與海外國(guó)家的鈾礦開采，以及大力發(fā)展海水提鈾技術(shù)；至于節(jié)流便是發(fā)展發(fā)展“快堆”核反應(yīng)堆。所謂快堆，就是核裂變快中子增殖反應(yīng)堆的簡(jiǎn)稱，目前世界上普遍采用的壓水堆，其鈾資源利用率只有1%左右，通過(guò)快堆及其燃料循環(huán)可以將利用率提高到60%~70%。
一旦利用率得到大幅提高，更貧的鈾礦也值得開采，這樣世界可開采的鈾資源將提高千倍，同時(shí)核電站乏燃料中有長(zhǎng)壽命的稀有錒系核素、長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物和一般中短壽命的裂變產(chǎn)物可以由快堆進(jìn)行嬗變，實(shí)現(xiàn)放射性廢物的最小化。
至于輕元素的核聚變技術(shù)，目前人類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)不受控制的核聚變，即氫彈，但可控核聚變，即“人造太陽(yáng)”尚在研究中。熱核聚變能具有資源無(wú)限，不污染環(huán)境，不產(chǎn)生高放射性核廢料等優(yōu)點(diǎn)，是目前人類認(rèn)識(shí)到的可以最終解決社會(huì)能源和環(huán)境問(wèn)題的核心途徑之一。
綜合各種新能源的優(yōu)劣勢(shì)，可以預(yù)測(cè)：大約再過(guò)半個(gè)世紀(jì)，原子核能和太陽(yáng)能將成為世界能源系統(tǒng)的支柱，再加上其它新能源，將可以為全世界100多億人口提供足夠的能源。到那時(shí)，煤炭、石油和天然氣等礦物燃料，將只用來(lái)作化工原料，以滿足人類衣食住行的需要。
所以布局新能源，就是在布局中國(guó)的未來(lái)，愿我們的祖國(guó)在能源開發(fā)上能夠站在世界的最前沿，加油！
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