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卡罗·卢比亚:21世纪的能源和环境
Eedu.org.cn 作者:卡罗·卢…    资讯来源:科学网    点击数:    更新时间:2007-9-11
 

欧洲核子研究中心教授卡罗·卢比亚

 
今天跟大家讨论一下21世纪的能源和环境问题。能源是人类发展中最重要的因素,是衣食住行、工业发展的因素,之前每个人使用的能源只是不到0.5千瓦。在公元元年的世界上人口只有一亿,人均使用是19世纪的十分之一。现在人口增长很多,已经增长47倍。大家可以看到这张图上人口和人均消费都增长很快。
 
在2000年,我们消耗的能源每一年相当150亿煤的燃烧,世界人口在新世纪增长了4倍,而我们的能源消耗增加了16倍。现在的能源消耗跟我出生的时候相比增加了16倍,这影响社会进步很多因素。在瑞典,每一年消耗的电是一万五千度,在非洲国家这个数字很低,也就是人均能源消耗和贫穷程度成正比,在不同国家,每一年消费人均石油量是不一样的。能源的消费和我们的能耗也是紧密相关的。能源需要和GDP的比例,这和每个国家的情况不太一样。在不同的国家,不同的发展程度决定了能源的消耗。
 
在2004年,大家在这个图表上可以看到,油、煤可再生能源占不同的比例,如果更加仔细来考虑我们可再生能源,废物利用,还有一些包括传统的能源和新的可再生能源,大家可以看到,组成的比例,所有新的可再生能源潮汐、太阳能、风能占的比例在我们能源消费当中比较小。我们发现,很多能源消费是不安全的,从核能角度来说,我们建立一个新的反应堆,产生的能源比我们传统的能源多得多,未来我们要更多地把注意力放在开发新能源和可再生能源上。未来我们能源走势怎么样,我们可以看一看这些预测。
 
发达国家和新兴国家情况不太一样,但是一次能源的消费依然在快速增长,尤其是对发展中国家来说,看一看一次能源的消费,石油、煤、天然气和核能,我们看到一次能源的消费每一年都以2%的速度增长,但是从2000年到2003年可再生能源的发展却不是很快。很重要的一点就是电力,尤其是在发展中国家,增长非常迅速。
 
当然,二氧化碳的排放增长也非常迅速,从天然气、石油的消费当中排放出来。在未来25年中也会增长很快,这一张表我们看到二氧化碳大量排放会直接影响到我们生存的环境,大气中、海洋中等等二氧化碳的含量,土地的利用、植被的保护在新世纪当中这些自然环境的变化也会带来不利的影响。大家可以看到化石能源利用的增长,有5000级吨的化学燃料正在被使用。那么,对于海洋的影响也是类似的。
 
大家在这个图上可以看到,海洋也是可以吸收一部分二氧化碳,他现在吸收的速度放慢,我们要重新达到一种平衡,需要花很长时间。事实上我们可以在这里看到,我们要减少化学燃料的燃放,现在煤的储存和石油、天然气的储存都在减少,在未来会达到一种短缺的状态。现在也有一些国家在发展煤液化的技术,煤的储备量还是很大的,我们还有其他能源的形式。尤其是在技术发展不是很快的国家,我们需要加强技术的进步。
 
在这张图表上大家可以看到,2000年的各种数字,二氧化碳的排放量也不断增长,我们可以以这种方式,通过技术的进步,使我们的能源维持更长时间。从今天以后200—400年之间可能会出现这张图表上呈现的状况。如果我们不加限制地使用能源,在未来一段时间可能就会对人类造成非常不利的影响,因此我们需要利用的进步来扭转这种情况。而且通过技术的改造,可能使得我们高效利用能源的好处可以惠及几百年,几千年。
 
如果我们的能源资源枯竭,人类也就走到了尽头,因此我们要从现在开始,重新考虑使用其他的能源形式来改变气侯的变化,避免将来可能发生的灾难。一种就是核能,就是新的核能。通过聚变,或者裂变,通过自然的釉材料还有其他的新技术,减少二氧化碳的排放。另外一个可能就是太阳能,太阳能可以直接利用作为热能,另外可以间接使用,太阳能可以为人类提供足够的能源,我们可以使用新的太阳能技术,可能会给我们带来光明的未来。
 
我要强调的一点是核能不是今天大家所谈的核能,而太阳能也不是今天大家所看到的太阳能。因为现在太阳能还不能完全替代,我们要通过大量的研发来改善太阳能的利用技术。我们面临的两个问题就是核的反应和太阳能反应,我们需要多少核能,通过核的裂变、聚变,使用所有的太阳能来产生能量,使用一些化学元素。而一种新的釉材料可以成为聚变的。
 
第二个周期不是可裂变的,是一种新的材料,通过中子的反映,还有其他的解决办法。比方说聚变,我们也可以在未来利用这种技术,使用中子和其他的粒子进行聚变产生能量。这些是我们可以选择的方式。但可能需要很长时间。第二个问题就是太阳能,尤其是聚核太阳能,这是新的太阳能设备,这是一面镜子,可以集中太阳能来产生能量,接受热能产生高温来发电。这是一个旧的太阳能,老的概念,在工业革命前200多年就用这种原始的办法。这可能需要很多人使得这种技术能成功。
 
这是1920年在埃及发明的一种太阳能设备,可以在容器中放上水,通过太阳能进行蒸发产生热能。而今天新的太阳能的设备是大家看到的这张图,有一个储备的系统来收集热能,在不需要的时候储存起来,而当没有太阳的时候就可以把这些储存的能量进行使用,来产生电能。现在这种方法已经得到了使用。
 
这种方法在90年代末就开始发展,直到今天还没有更进一步突破的技术和设备。但是未来还是很光明的,我们相信2015年,2020年的时候我们将会发展出新的可以替代化石能源的新设备。
 
为什么这些那么重要?是因为在世界上我们有很多日照很长的地带,而很多国家正在发展这种技术,这是一个例子,是64兆瓦的设备,占地几百平方公里,它的成本只有两亿美元,可以产生大量的电力。另外在西班牙,他们也在进行这种活动,有大量的电站,都是15兆瓦的电站,在未来八到十年,这些容量都会装上。
 
还有一些经济上的问题,因为它的成本比较低,大家都知道现在电价是十几美分一度,再过几年可能会将到五到六美分一度,当然还有一些消费税。这种价格上的优势可以使得技术发展非常快,而且在很大范围内进行发展。另外,核电站所涉及的成本在太阳能的发展。为什么我说这种太阳能是新的技术性的一种选择呢?因为在很多沙漠地区,太阳能相当于每一年25厘米的石油,我可以让大家看一下沙漠的分布,大家可以看到这些红色区域就是沙漠,日照的时间非常长,可以产生巨大的太阳能。我最后的结论是我们需要进行这种技术上的过渡,过渡到新的能源,使得人类可以有更多的机会实现可持续发展。
 
 
资讯录入:ahaoxie    责任编辑:ahaoxie 
 
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