能源永续系列——（核电的崛起）

能源的定义是自然界赋存的已经查明和推定的能够提供热、光、动力和电能等各种形式的能量来源。能源自古以来是人类生存的保障，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。

根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源。

利用技术上成熟，使用比较普遍的能源叫做常规能源。包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。

新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源。新型能源是相对于常规能源而言的，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源。由于新能源的能量密度较小，或品位较低，或有间歇性，按已有的技术条件转换利用的经济性尚差，还处于研究、发展阶段，只能因地制宜地开发和利用；但新能源大多数是再生能源。资源丰富，分布广阔，是未来的主要能源之一。

　　能源危机

由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。

根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候，如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。

为了避免上述窘境，目前美国、加拿大、日本、欧盟等都在积极开发如太阳能、风能、海洋能（包括潮汐能和波浪能）等可再生新能源，或者将注意力转向海底可燃冰（水合天然气）等新的化石能源。同时，氢气、甲醇等燃料作为汽油、柴油的替代品，也受到了广泛关注。目前国内外热情研究的氢燃料电池电动汽车，就是此类能源中介应用的典型代表。

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能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。1913年，英国海军开始用石油取代煤炭作为动力时，时任海军上将的邱吉尔就提出了“绝不能仅仅依赖一种石油、一种工艺、一个国家和一个油田”这一迄今仍未过时的能源多样化原则。伴随着人类社会对能源需求的增加，能源安全逐渐与政治、经济安全紧密联系在一起。两次世界大战中，能源跃升为影响战争结局、决定国家命运的重要因素。法国总理克莱蒙梭曾说，“一滴石油相当于我们战士的一滴鲜血”。可见，能源安全的重要性在那时便已得到国际社会普遍认可。20世纪70年代爆发的两次石油危机使能源安全的内涵得到极大拓展，特别是1974年成立的国际能源署正式提出了以稳定石油供应和价格为中心的能源安全概念，西方国家也据此制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。

目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪（如石油），最多的也能维持一、两个世纪（如煤）人类生存的需求。

今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一、两个世纪。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。

当前世界所面临的能源安全问题呈现出与历次石油危机明显不同的新特点和新变化，它不仅仅是能源供应安全问题，而是包括能源供应、能源需求、能源价格、能源运输、能源使用等安全问题在内的综合性风险与威胁。

作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的l/10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。

就可预见的未来来看，汽车不会大量减少的，但是石油危机的确会对汽车业有一定的影响，比如开发新型汽车（像混合动力、燃料电池、氢动力、太阳能等）以减轻对石油的依赖，减少一些不必要的汽车使用（主要是指私家车）以节约燃料等，但是总的来看不用担心汽车减少这个问题。

　　新能源发展现状和趋势

部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模。目前，生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。

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国际能源署（IEA）对2000～2030年国际电力的需求进行了研究，研究表明，来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为，在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快，年增长速度近6%在2000～2030年间其总发电量将增加5倍，到2030年，它将提供世界总电力的4.4%，其中生物质能将占其中的80%。

目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低，一方面是与不同国家的重视程度与政策有关，另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关，尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究，在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降，从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关，因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。

我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划，并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下，我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。

新能源（或称可再生能源更贴切）主要有：太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后，国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展，它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源，更将会导致社会不健康发展；地热能的开发和空调的使用具有同样特性，如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏，必将引起再一次生态环境变化；而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源，他们必将成为今后替代能源主流。

太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点，应用面较广，现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电，在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%，随之而来的问题令我们意想不到，太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击，如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。

风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台，在一百多年的发展中，一直是新能源领域的独孤求败，由于它造价相对低廉，成了各个国家争相发展的新能源首选，然而，随着大型风电场的不断增多，占用的土地也日益扩大，产生的社会矛盾日益突出，如何解决这一难题，成了我们又一困惑。

早在2001年，MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究，经过六年多研究和实践，终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广，这种系统采用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机（H型）和太阳能发电进行10：3地结合，形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用，获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。

新型垂直轴风力发电机（H型）突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点，采取了完全不同的设计理论，采用了新型结构和材料，达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能，可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统，具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点，也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。

随着能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活，风力发电偶尔可以看到或听到，可是它们作为新能源如何在实际中去应用？新能源的发展究竟会是怎样的格局？这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。

        各国政府对核能的依赖，在能源永续这个永恒命题面前，核能无疑占据了重要位置。人民网特约评论员廖逊有着自己独特的看法：

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　　核能是不是可再生新能源？

传统化石能源存在两大问题，一是储量严重不足，无法满足人类迅猛增长的需求；二是碳排放量过大，产生温室气体效应，造成气候变暖。而与此同时，第三次工业革命又“远水不解近渴”，必须想个过渡性的解决办法。处于相同困境者绝非我们一国，大家不约而同，都选择了核能发电。

前些年的文献，曾把核能列入可再生新能源。近年来此种认识已被更新。据说科学家们说，从长远观点看，核能发电对人类同样有危害。很抱歉！这是我的一个知识盲区，知其然不知其所以然。但核能已被科学家们入另册，却是千真万确。

可以肯定，核能不产生二氧化碳，它产生热量的机制与化石能源截然不同，其清洁程度绝不下于天然气和煤层气等。所以大力发展核电，至少在相当长一段时期之内，都不会影响全球气候。

还有一点，当前拥有核武器的国家——美国、俄罗斯、法国、英国、中国、印度、巴基斯坦、朝鲜和以色列，个个都是首先发展核武器，然后才搞核能民用。有的核国家如以色列，甚至根本就没有民用核动力的计划。还有些国家早就制定出完善的计划，但掌握了发展核武器所需的全套技术之后，反倒没胆量实施。

尽人皆知，核武器从1945年制成即投入使用，造两枚就用了两枚，美国作为唯一使用过核武器的国家，纪录保持至今。老苏联比美国造原子弹的时间晚，却率先和平利用核能，1954年建成世界上第一座核电站—5MW实验性石墨沸水堆。接下来，1956年英国建成45MW原型天然铀石墨气冷堆核电站；1957年美国建成60MW原型压水堆核电站；1962年法国建成60MW天然铀石墨气冷堆；1962年加拿大建成25MW天然铀重水堆核电站。从1954年到1965年，就是世界核电发展史的第一个阶段——实验示范阶段。

此后就是1966－1980年的高速发展阶段，我国作为一个老资格的有核国家，有十年时间陷于“文革浩劫”，此后改革开放，“洞中方数日，世上已千年”，一大批国家突飞猛进：全世界前前后后，共有242个核电机组投入运行，均属于“第二代”核电站。促成高速发展的诱因有二：一是1973年开始的中东于石油危机，二是核电不仅经济而且清洁。

不料美国1979年发生三里岛核事故，前苏联1986年发生切尔诺贝利核事故，为全世界敲响警钟，被迫放慢脚步，重新审视和评估核电的安全性和经济性。刚好在这时，“欧佩克”的卖方垄断被打破，石油价格终于不再狂飙。

这段时期只有我国例外。1993年，长达29年石油自给自足的“美好往日”终结，又变成石油净进口国。所幸我决策层未雨绸缪，提前起步建设核电，方家山核电站1994年投入商业运营。但通观整个世界，1981－2000年都处于核电发展减缓期。90年代欧美各国痛定思痛，总结经验教训，制定了新的标准，生产“第三代”核电站。

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21世纪以来，“第四代”核电又引导了全球核电建设复苏。

　　核能发电

21世纪以来，国际能源市场最突出的新变化，就是亚洲一批本来“一穷二白、人口众多”的亚新兴国家加快崛起，造成了能源供求严重倾斜。亚太各国2009年石油储量占全世界储量的3.2%，产量占全世界总产量的10.0%；天然气储量占全世界总储量的8.7%，产量占全世界总产量的14.6%。储少产多，表明需求超旺。同年亚太各国的石油消费量占全世界31.1%，天然气消费量占全世界16.3%。此外，亚太各国煤炭生产量还占全世界64.9%，消费量占全世界45.6%。如此巨大的消费压力，必然导致两个后果，一是对进口油气依赖更大，二是对进口油气竞争更激烈。在这个背景下，大力发展核电，就是必然选择。2009年受全球金融危机影响，世界其它地区的核电消费都在大幅下降，唯独亚太地区增长5.0%，在全世界核能发电占比20.5%。

如今，核电与水电、煤电一起构成了世界能源供应的三大支柱，已经有30多个国家和地区建设核电站。根据国际原子能机构（IAEA）统计，截至2010年10月底，全世界共有441台核电机组在运行，总装机容量约3.7亿千瓦。核电机组主要分布在北美、欧洲及东亚的一些工业化国家，其中美国有104台、法国58台、日本54台、俄罗斯32台、韩国21台。核电发电量约占全球总发电量的16%，其中法国核电发电量在国内发电量的比重高达75.17%，日本为29.23%，美国为20.17%，已有18个国家和地区核发电量，占发电总量的比例超过20%。目前全球在建核电机组63台，装机容量为6080万千瓦，主要集中在亚洲的中国、印度和俄罗斯等国。相比之下，中国核电2010年在各类电源累计新增装机容量的比例中只占2.57%， 而风电占10.31%、水电占20.0%、火电则高达67.12%。中国发电仍以火电为主导。火电主要靠烧煤，核电替代空间巨大。

核能发电的最大好处，是能耗少，威力大。核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。利用核电站发电，还可以大大减少煤炭的运输量。多年来我国煤炭“北煤南运”、“西煤东运”，都是大规模的长途运输，挤占了国内相当大一部分运输能力。

举例来说，一座100万千瓦的火电站每年耗煤300－400万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料30－40吨。广泛采用核电，就可以极大地缓解铁路、水路和公路交通，腾出巨大的运力和空间，有效改变目前全国交通的全面拥堵现象。

核电的另一优势为无污染，碳排几乎是零。多年来我国环境压力巨大，碳排放居高不下。出于安全考虑，2003年以前的国家既定方针，一直是“有限发展核电”。但2002年我国加入WTO，成功加入国际分工，各种工业产品销路迅速打开，工业化与能耗同步加快，不仅导致2003年交通全面紧张，而且污染剧增，社会各界核电呼声四起。有些论者提出：发展核电不仅经济实惠，还以和平方式宣扬国威，威慑潜在之敌，“一举两得”何乐不为？管辖南海中国海域的海南省，也在大力建设核电，我想绝非偶然。

　　不入虎穴，焉得虎子

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大力发展核电，不仅是我国的选择，也是世界上许多国家的共同选择。事实上早在2000年，就有10个决心发展核电的国家——美国、加拿大、英国、法国、瑞士、南非、日本、韩国、巴西和阿根廷，在美国能源部的倡议下，联合组成“第四代国际核能论坛”，并于次年7月签署合约，共同开发第四代核能技术。以确保核能开发的安全性和经济性，以期核电工程更加优化，废物排量更少，无需厂外应急，防止核扩散的能力更强。第四代核能技术不断创新，带动了世界核电复苏。经济崛起迅速、能源极度短缺的发展中国家，自然纷纷跟进。

与中国2003年之前的徘徊观望相似，印度在2007－2008年期间，核能消费也曾连续两年下降，一时间犹豫不决。2009年才在沉重的需求压力下，重新起步。印度其它资源丰富，唯少能源，比中国缺口还要大，早在中国之前多年，就大量进口石油、天然气和煤炭。中国和平利用核能的技术，遥遥领先于印度，倘若后者下决心大力发展核电，中国定能承揽到大量订单。

然而偏偏在这个时候，日本发生了2011年福岛核事故。核设施出现意外，放射性物质外泄，致使工作人员和公众受到的照射，达到或超过规定限值。“核事故”识别标准统一，在国际上共分七等。4－7级以上称为 “核事故”，5级以上的事故，需要实施场外应急计划。迄今为止，在全世界共发生过4次，即前苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故、美国三里岛事故和日本福岛事故。

世界各国对日本福岛核事故反应不一，只有德国、意大利、瑞士三国断然放弃核电，而其它多数国家仍坚持继续发展核电。两种立场最极端的代表，莫过于德国和法国。

德法两国同为欧洲钢煤联营和欧洲共同市场的两大发起国，后来又在欧共市基础上，先后建成欧共体和欧盟。两国能源都不能自给。相对而言，德国尚有较丰富的硬煤和褐煤。2009年法国核电占消费比重高达75%，占全球比重的15.2%，德国核电占全球比重为5%。所不同的是，德国早在20多年前就高瞻远瞩，主动采取价格补贴政策，大力促进可再生新能源的发展，历届政府坚持不懈，左右来风不动摇，终于修成正果，引领世界潮流。在福岛核事故发生后，德国乘势宣布，在2022年以前关闭所有核电站，意、瑞两国随之高调弃核。西班牙条件虽好，却不敢贸然跟进，其它国家就更没资格。尤其是法国，核电消费占比高达78%，一日断核电天下大乱。其它发达国家——其中特别是英语国家——均表示非但不放弃，反而还将大力发展核电。

俄罗斯是继美、法、日之后世界第四核电大国，不仅自己发展，还积极抢占白俄罗斯、土耳其、尼日利亚、哈萨克斯坦和匈牙利核电市场。在亚洲，韩国、孟加拉、泰国、印尼、马来西亚、越南、菲律宾、缅甸……，甚至连盛产石油的阿联酋，都大力发展核电。

我国结束安检之后重启核电，宣布坚定不移大力发展。祖国两个宝岛——台湾4座运营，海南1座在建。“不入虎穴，焉得虎子”，没有冒险，何来保险？大家都是被逼出来的。

　　氢能利用

《第三次工业革命》的作者杰里米。里夫金特别重视氢气，他不断地利用各种场合，向诸如欧洲会主席、德国总理之类重量级政治家游说，把氢气列入可再生新能源之列。里夫金甚至认为，氢气是除新能源互联网之外，第三次工业革命的“第三根支柱”。因为其它新能源都有储藏间歇的难题，唯独氢气可以在供应间歇时“雪中送炭”，起衔接作用。他认为假如没有氢，就没有安全可靠的新能源互联网。

氢气有一系列难能可贵的优点：

首先，它资源无穷，取之不尽、用之不竭。因为氢来源于水，又在人类利用水的过程中生成，可以循环利用，因而被许多科学家尊崇为“未来的永续能源”。

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其次，它燃烧热值甚高，每单位质量氢释放的热量，是汽油单位质量释放热量的3倍。

再次，它贮存体积小、携带量大、运输行程远，储运方式多，可以气体、液体、固体和化合物等多种形式保存，因而用途广泛。

复次，它清洁卫生，燃烧产物仍然是水，因而不产生任何空气污染或碳排放，完全符合生态环境保护的要求。

不过尽管如此，氢气还是不被多数科学家看好。主要否定理由有三个：

一是按照目前的技术条件，生产成本过高；

二是携带量虽大，却并不便——它重量过轻、难以捉摸、扩散速度过快，需要低温液化，但又会导致阀门堵塞，形成不必要的压力，超出了人类目前的驾驭水平；

三是动力性仍嫌不足，制造燃料电池成本过高。目前有两项实际运用：一项是氢能发电机，它利用内燃机原理，经过吸气、压缩、爆炸、排气过程，带动电机产生电流输出；另一项是氢能汽车，国外1965年就设计制造出氢能汽车，我国也在1980年成功造出12坐氢能汽车，行车路途远、无噪声无污染、使用寿命长。然而这两项重要发明至今难以普及应用，原因就是制造成本过高。 氢能的密度太低，从水里分解出来的过程中，到加工运用、注入汽车，氢分子的流失量多达80%以上。所以美国麻省理工学院的专家有个说法——“氢能汽车上路还需要15年”。

我国早就制造出了氢弹，但氢能的民用开发，要比核能晚得多。事实上全世界都是如此，并不是我们一家：谁都懂得它多么重要，可实际利用又是另外一回事。

2003年澳大利亚、巴西、加拿大、中国、法国、德国、冰岛、印度、意大利、日本、挪威、韩国、俄罗斯、英国、美国15个国家和欧盟代表，在美国华盛顿共同签署非约束性的“氢能经济国际合作伙伴计划——并建立合作机制。后来陆续获悉， 美国、日本、欧盟都制定了氢能发展规划，投入大量经费。据官方透露，在中国政府研究的到2020年能源战略中，氢能利用也被列为重点发展的方向之一。如能在此期间取得突破，就已经世界领先了。

附能源永续系列：

能源永续系列——（备受争议的生物能）

能源永续系列——（不受重视的地热能）

能源永续系列——（新能源的首选太阳能）

 

能源永续系列——（清洁的水能）

 

能源永续系列——（太阳能的另一种形式风能）