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人類的能源危機面臨著怎樣的問題?

首先,21世紀是化石燃料枯竭的時代

化石燃料——煤、石油和天然氣——占世界能源使用總量的85%以上。但根據經濟部能源委員會1991年5月公布的“臺灣能源統計年報(90年)”數據,估計世界石油儲量只能再開采40年,天然氣62年,煤炭227年,核能發電的燃料來自鈾礦,估計開采77年。但考慮到使用過的核燃料的回收再利用,其使用壽命可以提高50倍,達到3800年左右。可見,世界最依賴的主要能源——石油和天然氣,將在21世紀上半葉枯竭。目前由於國際上對石油、天然氣等能源生產設備的過度投資,市場供大於求,所以油價還是相當穩定的。然而,隨著許多產區儲量的減少甚至枯竭,世界將面臨能源價格的劇烈波動,這將影響全球經濟的發展。

第二,全球能源需求的高增長

根據美國能源部能源信息署2002年3月發表的《2002年國際能源展望》,1999年至2020年全球能源消費情況如下:

(1)全球能源消費總量將增長60%,其中亞洲發展中國家和中南美洲國家將翻壹番(每年4%;與發達國家相比,年增長率為1.3%)。

(2)石油:預計石油增長59%(年增長率2.2%)。此外,石油將在全球能源消費總量中保持40%的比例。

(3)天然氣:爭議較小天然氣將是增長最快的能源,估計會翻倍。天然氣在全球能源消費總量中的比例也將從23%上升到28%。

煤炭:由於空氣汙染和二氧化碳排放,煤炭在全球能源消耗總量中的比例將從22%降至20%。

(5)核能:在政治問題的影響下,全球核能發展形勢仍難以確立,但保守預測全球核能消費量將略有增長。

(6)可再生能源(含大型水電):預計增長53%。但是,可再生能源在全球能源消費總量中的比例將從9%下降到8%。而且,雖然太陽能或風力發電等大多數可再生能源增長迅速,但目前太少,成本高,能源強度低,供應不穩定,所以可再生能源增長的動力主要是發展中國家的大型水壩項目。

第三,高度依賴石油進口的風險

石油是現代工業社會最重要的戰略能源和基礎原材料。然而,20世紀70年代的兩次全球石油危機導致油價飆升和經濟衰退。為了防止石油問題再次打擊經濟,各國都積極尋求降低對石油的依賴,但現在石油仍占全球能源消耗總量的40%,未來二十年這壹趨勢不會改變。

然而,在許多產油區,特別是中東,已經發生了政治、外交和軍事動蕩。近年來爆發了大規模戰爭,如1980年的兩伊戰爭、1990年的波斯灣戰爭、1994年俄羅斯入侵車臣、2001年的阿富汗戰爭以及近期可能爆發的美伊戰爭。還有許多其他小規模的區域沖突。當然,這些戰爭背後有試圖控制這些地區石油資源的因素。然而,每次爭奪石油資源引發的動蕩都威脅著石油進口國的經濟發展和能源安全。

為了避免受到中東不穩定局勢的影響,石油進口國試圖實現石油進口來源的多元化,減少對中東石油進口的依賴。然而,中東擁有全球三分之二的油藏,開采成本低,而中東以外的新油田大多位於開采成本高的深海和交通困難的內陸地區。因此,石油進口國無法避免未來對中東石油進口依賴增加的局面。國際能源署曾建議石油進口國考慮降低中東石油供應風險的方向。他們壹方面要加強海運、輸油管道等石油管道的暢通,另壹方面要尋求增加原油的安全庫存。目前,國際能源署規定其成員國的原油儲備為90天,但這壹儲備標準可能會提高,以防止原油供應突然中斷和油價大幅上漲。

第四,恐怖活動增加了油氣運輸的風險和成本。

自美國911恐怖襲擊以來,世界各地都有恐怖襲擊的報道。隨著全球恐怖活動的增加,石油和天然氣供應等能源基礎設施,如果沒有得到很好的保護,更容易成為恐怖分子的目標。例如,2001年10月斯裏蘭卡壹艘油輪遭到恐怖組織襲擊,2002年10月法國壹艘油輪在也門遭到不明恐怖分子襲擊,10月印度尼西亞恐怖襲擊後,也有報道稱其石油和天然氣設施是下壹波目標。為了防範恐怖襲擊,各國都在審查和加強對能源設施的保護,而由於防範設施、人力和保險費用的增加,能源使用成本也面臨著越來越大的壓力。

在國際能源形勢下,石油、天然氣等化石燃料將在21世紀上半葉枯竭,但能源需求將繼續增長,因此能源價格將劇烈波動。為了減少能源枯竭的影響,各國都試圖控制能源資源,這甚至引發了近期的多次戰爭。此外,自美國911事件以來,能源設施的安全維護壓力增大。隨著化石能源危機時代的到來,能源使用成本面臨上漲壓力。

就中國的能源狀況而言,中國97%的能源依賴進口。因此,化石燃料的枯竭和主要能源產區的動蕩都沖擊著中國的能源形勢,對中國能源使用的安全性和成本提出了挑戰,化石能源使用造成的汙染等問題所帶來的外部社會成本也越來越需要面對。

在這種形勢下,中國的能源政策應該兼顧經濟發展、能源安全和環境保護,但目前政府的能源政策沒有明確的藍圖,沖擊了中國相關的能源立法、能源基礎設施建設和國內外投資。

基於上述結論,建議如下:就能源供應的穩定性和化石燃料的供應而言,需要實現能源來源的多樣化,並適當混合能源來源,特別是將現階段供應相對穩定的核能納入其中,以確保穩定的能源供應。

就能源供應價格而言,我國水電和火電發電成本持續上漲,只有更便宜的核電發電成本略有下降。此外,核能發電劃撥了核後端資金處理核廢料,與我國火力發電相比,具有較高的外部社會成本。因此,在現階段,核能仍應是中國重要的能源選擇。

就能源政策而言,政府應考慮長期能源供求、國際趨勢和能源使用的社會成本,確保中國的能源政策兼顧經濟發展、能源安全和環境保護,向世界現階段的“低碳家園”目標邁進。

就長期能源發展前景而言,雖然化石能源和核能仍是現階段的必要選擇,但隨著新能源技術的發展,當未來出現價格合理、供應穩定、清潔、社會成本低的新能源或可再生能源時,不僅能滿足我國經濟發展和生活質量的需要,也有助於我國建立無汙染能源使用環境的“非碳家園”和“非核家園”的終極目標。

能量轉換

各種形式的能量可以相互轉化。在壹次能源中,風、水、洋流和波浪是以機械能(動能和勢能)的形式提供的,可以通過各種風力渦輪機(如風力發電機)和水力機械(如水輪機)轉化為動力或電力。煤、石油、天然氣等常規能源壹般通過燃燒將燃燒化學能轉化為熱能。熱能可以直接利用,但大量熱能是通過各種類型的熱機(如內燃機、汽輪機、燃氣輪機等)轉化為動力的。)帶動各種機械和交通工具工作;或者帶動發電機送電,滿足人民生活和工農業生產的需要。發電和運輸所需的能源在總能耗中占很大比例。據預測,20世紀末僅發電壹項的能源需求就將占壹次能源發展的40%以上。壹次能源轉化為電能的比例越大,電氣化程度就越高,生產力就越先進,生活水平就越高。

舊燃料與新能源:效率趨向100%

能源的可持續發展

需要找到壹些既能保證長期充足供應又不會造成環境汙染的能源。目前人類面臨的問題恰恰是:能源資源的枯竭;環境汙染嚴重。隨著我國城市化進程的不斷推進,能源需求持續增長,能源供需矛盾越來越突出。迫切的問題是,中國應該尋求什麽樣的能源可持續發展道路?業內官員和學者認為,中國要實現能源可持續發展,壹方面必須“開源”,即發展核電、風電等新能源和可再生能源,另壹方面必須“節流”,即調整能源結構,大力實施節能減排。發展新能源和可再生能源是可持續能源發展的題中應有之義。在我國能源供應結構中,煤炭、石油、天然氣等不可再生能源占絕大多數,新能源和可再生能源開發不足,不僅造成環境汙染等壹系列問題,也嚴重制約了能源發展。我們要大力發展新能源和可再生能源,優化能源結構,增強能源供應能力,緩解能源壓力。我國核電裝機不到發電裝機的2%,遠低於17%的世界平均水平。應采取有效措施解決技術路線、投資體制和燃料安全等問題,使中國核電發展再上壹個臺階。同時,我國風電資源約6543.8+0億千瓦,目前正在開發的只有幾百萬千瓦。正確引導風電發展,促進電力消費健康可持續發展。為了走可持續能源發展的道路,我們應該在大的能源結構中加快發展核電。最近壹兩年,中央和國務院堅定了加快發展核電的信心,今年也加大了核電的工作力度。今後壹個時期,在優化能源結構方面,核電的比重和速度要保持較快增長,規模短期內要有較大提高。不僅是沿海地區,還有中部地區。節能減排是能源可持續發展的必由之路。侯雲春說,中國不合理的能源需求結構的特點是能耗高、浪費大、汙染嚴重。緩解能源供需矛盾,根本上是大力節約和合理利用能源,提高能源利用效率,嚴格控制鋼鐵、有色、化工、電力等高耗能行業發展,進壹步淘汰落後產能。同時,要大力發展循環經濟,積極開展清潔生產,全面推進節能管理,大力推進節能市場機制,促進節能發展,廣泛開展全民節能活動。

1.依靠科技進步和政策引導,提高能源利用效率,走能源高效清潔利用之路。中國有自己的國情,中國的能源資源儲備結構和中國經濟結構的特點決定了在可預見的未來,中國以煤炭為主的能源結構不太可能改變,中國的能源消費結構與世界能源消費結構的差異將繼續存在,這就要求中國的能源政策,包括能源基礎設施建設、能源勘探與生產、能源利用、環境汙染治理和海外能源利用等方面,都要有別於其他國家。鑒於中國人口眾多,能源資源特別是優質能源資源有限,且正處於工業化進程中,應特別註意依靠科技進步和政策引導來提高能源效率,尋求能源的清潔利用,積極倡導能源、環境和經濟的可持續發展。2.積極借鑒國際先進經驗建立和完善中國能源安全體系。為確保能源安全,壹方面,中國應借鑒國際先進經驗,完善能源法律法規,建立能源市場信息統計系統,建立預警機制、能源儲備機制和能源危機應急機制,積極倡導能源供應在來源、品種、貿易和運輸上的多元化,提高市場化程度;另壹方面,應加強與主要能源生產國和消費國的對話,擴大能源供應網絡,實現能源生產、運輸、采購、貿易和利用的全球化。新能源(或可再生能源更合適)主要包括太陽能、風能、地熱能和生物質能。經過幾十年的探索,國內外許多專家都表示,這種能源模式不能大力發展,不僅會搶奪人類賴以生存的土地資源,還會導致社會不健康發展;地熱能的開發和空調的使用有著相同的特點。例如,大規模開發必然導致該地區表層土壤環境的破壞,必然導致另壹次生態環境的變化;風能和太陽能是地球取之不盡的健康能源,必將成為未來替代能源的主流。太陽能發電具有布局簡單、維護方便的特點,應用廣泛。目前全球總裝機容量已經開始趕超傳統風力發電,在德國甚至接近全國總發電量的5%-8%。隨之而來的問題讓我們始料未及。太陽能發電的時間限制導致了對電網的沖擊。如何解決這個問題已經成為能源領域的壹大難題。風電從19年底開始登上歷史舞臺。在壹百多年的發展中,壹直是新能源領域的孤獨掙紮。由於其成本相對較低,成為各國新能源發展的首選。然而,隨著大型風電場的數量越來越多,占用的土地也在不斷擴大,導致社會矛盾日益突出。如何解決這個問題成了我們的另壹個難題。早在2001,MUCE就進行了研制穩定的海島通信電源的研究。經過六年多的研究和實踐,終於向社會推廣了壹種成熟的MUCE風光互補系統新應用模式。這套系統采用我國自主研發的新型垂直軸風力發電機(H型)和太陽能發電結合10: 3,形成相對穩定的功率輸出。已在建築、野外、通信基站、路燈、島嶼等方面得到應用,並獲得了大量可靠的使用數據。該系統的研究成果將為中國乃至世界新能源的發展帶來新的動力。新型垂直軸風力機(H型)突破了傳統水平軸風力機啟動速度高、噪音大、抗風能力差、受風向影響大等缺點。它采用了完全不同的設計理論和新的結構和材料,達到了輕風啟動、無噪音、抗臺風12以上、不受風向影響的性能。可廣泛應用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用。基於它的風光互補發電系統具有輸出功率穩定、經濟性高、對環境影響小的優點,也解決了太陽能開發中對電網的沖擊。隨著能源危機的臨近,新能源已經成為未來世界的主要能源之壹。其中,太陽能已經逐漸進入我們的普通生活,風力發電偶爾也能看到或聽到,但作為新能源如何在實踐中應用呢?新能源的發展會是壹個什麽樣的格局?這些問題將是我們未來很長壹段時間需要探索的。參考資料:

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