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关注:64发表时间:2018-10-25 08:59:50

             从本质上讲,人类利用的所有形式的能源,除了核能之外,都来自对太阳能不同形式的存储。化石能源(煤、石油、天然气)与生物能源(燃烧、发酵等)来自太阳能作用下的光合作用,潮汐与水、风能来自太阳能的热效应,而太阳能(光伏发电、光热取暖)则来自太阳能的光电效应与热效应。在人类活动的时间尺度内,化石能源与核能被认为是不可再生能源(以亿万年为周期的能源远远超过人类用能的尺度),而风能、水能(包括潮汐)、太阳能(光伏、光热)、生物能则属于可再生能源。从人类可持续发展的方面来看,在基础科学短期内没有突破的前提下,可再生能源是可以让人类种群得以延续的最终选择,而不可再生能源只能作为过渡阶段。但现阶段人类对化石能源与核能的依赖与能源紧缺的矛盾,以及可再生能源利用技术发展的不足,实在应引起足够的重视与警惕。
      再说污染。当前技术条件下人类对化石能源的利用形式仍然以燃烧为主。过量的燃烧造成空气中二氧化碳比例的上升,形成温室效应,全球温度持续上升,可能对全人类带来的毁灭性结果,在这个层面上,所有对化石燃料的利用都是对环境的污染。但相比较之下,与煤、石油燃烧后产生的氮、硫化合物形成的严重污染相比,以产生二氧化碳为主的天然气可以列入低污染的范畴。清洁煤、天然气等以二氧化碳为主的能源利用形式,从短期而言,是人类能源利用形式的底线。
       风能、水能与太阳能在能源形式上不产生额外污染,属于清洁能源(地热亦属于清洁能源范畴),但风能由于其不稳定的特点在可靠性方面受到约束,目前还无法作为主力能源,风能与水能的可利用总量也受到技术水平与自然条件的约束,无法满足当下和未来的能源需求。太阳能光伏在制造过程中对环境造成大量的污染(主要是硅材料提纯过程),而且其效率亦有待进一步提高。大型水电站的建设对环境造成的更长期的影响,亦有待进一步观察与研究。但是,虽然风、水、光能目前还有着诸多缺陷,却是人类面对未来的最佳选择(也可能是唯一选择),对风、水、光能源的利用,整体上是低污染、可持续的。
       最后,核能是能源中的潘多拉之盒。从形式上来讲,因为原材料的关系,核裂变与化石能源一样,只能作为过渡而非能源的终极解决方案。而可控核聚变则是一头尚未驯服的猛虎,是否能驯服、何时能驯服都未可知。人类的未来与希望,当然不能全然依赖于此。    那么,在能源技术有长足进步、能满足人类可持续发展之前,难道我们只能沿着目前的道路坐以待毙吗?当然不是,工业革命之后,人类一直以取之不尽用之不竭的假设来利用能源,在能源利用方面粗放而无序,这导致能源的浪费(以及额外产生的污染)尤为突出,对此情况的改善在相当程度上可以缓解能源的危机,直到技术方面的革新或者科学方面的突破。而在提高能源的综合利用手段方面,运用先进的计算机技术,通过大数据、物联网与机器学习等措施,综合利用现有的各种清洁能源,同时利用能源产生电、冷、暖能形式的能量,提高能源利用效率,减少浪费,即所谓“智慧能源”解决方案,是一条行之有效的路线,也是我们当下的责任与担当。
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