《科技创新与品牌》杂志社特别报道

拯救蓝色星球

北京市市长王歧山致欢迎辞北京市市长王歧山致欢迎辞

        2007年9月11日,“2007诺贝尔奖获得者北京论坛”开幕式暨能源与环境战略论坛在人民大会堂隆重召开。国务院副总理曾培炎,全国人大常委会副委员长、论坛顾问许嘉璐,全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥院士,北京市市长王岐山等出席了论坛开幕式。
        开幕式上,国务院副总理曾培炎发表了主旨讲话。曾培炎说,能源与环境是当今时代人类面临的共同问题,解决好这个问题是世界各国共同的责任,我们希望国际社会互利合作,树立协同保障的新能源安全观,共同稳定和完善国际能源市场,实现全球重组、安全一体的能源供给。曾培炎说,国际社会应该坚持联合国气侯框架公约以及京都议定书的核心机制和主导地位,要广泛开展国际合作,采取有效的应对措施,保护好人类共同的家园。
        上午9时30分,中国科学院副院长李静海宣布论坛正式开幕,北京市市长王岐山发表了热情洋溢的欢迎辞。王岐山说,当前,全球温室气体排放及其引发的气候变化引起广泛关注,人类活动与自然界之间的相互影响进一步加深,开辟更多途径、找到更好办法,有效实施资源能源节约、开展环境保护,不仅十分重要,而且显得愈发紧迫。诺贝尔奖获得者北京论坛广邀科学家,汇聚有关发展的最新研究成果,探求应对能源与环境问题的策略和措施,具有重大的现实意义,即将取得的成果令人期待。王市长表示,北京将以2008年奥运会为契机,向着经济更加繁荣、城市更加文明、社会更加和谐、环境更加宜居的目标奋力迈进。
        从9月11日到14日,9位诺贝尔奖得主、6位知名科学家,其中包括“欧元之父”罗伯特·蒙代尔,澳大利亚科学院院长库尔特·兰贝克,诺贝尔化学奖得主哈罗德·克罗托等这些科学大师在“人类的和谐与发展”的永久性主题下,围绕“能源与环境”的主题,就全球气温变暖、节能减排、世界能源与环境保护现状及前沿理论等发表了50余场演讲,指出了全球变暖和能源危机环境恶化等问题的严重性,提出了各式各样的应对措施。

        绿色地球受到威胁
        全球变暖,海平面上升、水灾、干旱、沙化、沙尘暴、能源危机、环境恶化……,因受人为因素影响,我们所生活的地球正在失去自然的平衡。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;如果我们的能源资源枯竭,人类也就走到了尽头。大自然变化节奏、变化速度之快,把地球系统推进到一种前所未有的新状态,这正是人类面临的最紧迫的挑战。

        挑战1:能源危机,何以为继
        “现在对能源的消耗量远远大于可供应量,所以生态就失去平衡。如何实现消耗量与供应量速度匹配,这是急需解决的问题。”中科院副院长李静海说。
        1984年诺贝尔物理学奖获得者、就职于欧洲核子物理研究所的卡罗·卢比亚先生表示,“煤和石油、天然气的储存都在减少,在未来会达到一种短缺的状态。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,因此我们需要扭转这种情况,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候的变化,避免将来可能发生的灾难。”
        在美国理论物理研究所第一任所长沃尔特·科恩教授看来,2050年将要出现的能源危机是人类很难迈过的一道坎。“2050年,油气产量达到顶峰并开始走下坡路,而能源需求却仍在持续上涨。靠核电行吗?现在,全球有450个核电站,平均每个国家有2个核电站。而如果想在全球范围内使核能替代油气资源,现在的这个数字还远远不够;那么到本世纪中期,我们需要的是1万甚至2万个核反应堆,也就是说,平均每个国家的核反应堆将增长10倍或20倍之多!”

        挑战2:环境恶化,何以为家
        美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士理查德·杰尔教授带来了这样一组数据:自1980年以来,全球气温有较明显上升。而全球大部分冰川自从19世纪初以来也在不断消融,其中喜马拉雅山的冰川正以每年10到15米的速度消融,北极冰层已大约消融了22%,由此引发海平面在最近几年快速上升。
        美国斯坦福大学教授理查德·杰尔说:“有预测显示,到本世纪末,全球气温将升高3摄氏度。要知道,气温上升3摄氏度,海平面就会有25米(误差为正负10米)的反应。也就是说,海平面在未来一百年会增长25米(误差为正负10米)。到时候将影响到4700万美国人的生存问题;而在印度、斯里兰卡等地,可能会影响到1.46亿人口。”
        水可能是气候变化最大的受害者。澳大利亚科学院院长库尔特·兰贝克表示,气候变化会改变降雨量和降雨强度。而一旦这种平衡被打破会产生很大的破坏力。“我们回应环境恶化的代价肯定会很高,但如果现在不回应,今后付出的代价会更高。”

        八仙过海各显神通
        面对严峻的挑战,代表人类科技水平的科学大师们提出了令人耳目一新的观点和方法。这些方法都反映了当今科技发展的最新成就,让我们领略了大师们的星云般的智慧和科学前沿的无限风光。

        对策1:给地球撑起遮阳伞
        这是美国斯坦福大学教授理查德·杰尔在《全球变暖我之所见》中对于消除全球变暖的建议。他说,首先就是要减少地球表面所接收的阳光。“有一个想法是控制太阳的亮度,另外一个想法是控制地球对于这些阳光的反射。现在西雅图一家公司在考虑如何进一步降低成本,把气球放在平流层,让它们释放二氧化硫。”
        其实,类似对策科学家们早在上世纪60年代就开始悄悄研究。比如,用数百架大型喷气式飞机将二氧化硫微粒释放到大气层中的平流层,让颗粒通过反射阳光阻挡部分热量。比如,在沙漠上覆盖反射膜,或用白色塑料制品做成岛屿漂浮在海面上,以反射更多的日光;在海水中添加铁微粒,吸收二氧化碳;再比如,给地球打一把巨大的遮阳伞……虽然这些招数听起来都有些异想天开,但就像理查德·杰尔所说的,“看起来都像是不可能完成的任务,但进一步想一想,并不是不可完成的,只是成本可能很高。”

        对策2:深埋二氧化碳
        作为2005年诺贝尔经济学奖的获得者,托马斯·谢林对于应对全球气候变暖有着独到的见解。在《应对温室气体》中,谢林教授为全球碳排放开出的“药方”是“碳捕捉与隔离”方案,这一方案将通过各种技术将火电站、汽车尾气等途径排向大气的二氧化碳“回填”到地下深处。“这将成为今后五到十年内最重要的发展项目之一。”谢林教授指出,美国和其他发达国家对于指导发展中国家探索该技术责无旁贷。

        对策3:大规模的生物发电
        前瑞士联邦理工学院苏黎世分校教授洛塔·雷,他演讲的题目是《提高能源核材料效率——加工产业面临的挑战》,他说:“我简单说一说大气中二氧化碳的集中已经增加到一些不确定的量,可能在未来会给我们带来问题。另外增加能源和材料的使用效率是必须的。因为材料是消耗能源的,所以我们要考虑的不仅仅是增加能效,而是增加使用材料的效率。我们的加工、后勤、过程、工程这些都是非常复杂的系统,我们要使这些系统成为可持续的系统,而我们需要长期的可持续创新性的体系,因为很多体系不是一时间就可以改变的。我们现在就必须要采取行动,通过大规模的生物发电等掌握资源能源可持续高效利用的发展趋势。”

        对策4:发展可再生能源
        1984年诺贝尔物理学奖获得者卡罗·卢比亚在《21世纪的能源和环境》中说:“现在的能源消耗跟我出生的时候相比增加了16倍,这影响了社会进步的很多因素。” 
        卡罗·卢比亚指出,所有新的可再生能源,如潮汐、太阳能、风能在我们能源消费当中占的比例比较小。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,一次能源的消费,比如石油、煤和天然气,每一年都以2%的速度增长,但是可再生能源的发展却不是很快。
        中国科学院李静海副院长在《自主创新能力与可持续发展》中说:“我们看太阳能有多大的潜力,从太阳辐射到地球上的太阳能是12000TW(即1.2 x 1016瓦特),然后又有一个可分配,可分配里又有农田、非农田,农田如果是按1%计算(现在光合作用的效率大概是1%上下),它接收的能量是40TW,全球2005年度的能源是14TW,所以说太阳能有巨大的潜能。”
        荣获1998年诺贝尔化学奖的沃尔特·科恩教授说,“努力开发多种替代性能源才是解决问题的根本办法。”对核能颇有研究的科恩教授并不将核能视为解决全球能源危机的灵丹妙药。科恩的构想是,使太阳能、风能、生物能等各种可再生的能源以不同的方式继续发展,逐步替代核能的位置。
        美国佛罗里达大学教授哈罗德·克罗托在《纳米结构》演讲中说:“如果把足球缩小1018,我们就看到纳米的大小,就是C—60的大小(C—60是指由美国佛罗里达大学化学家Richard E. Smalley等发现的由60个碳原子组成的纳米空心球,称为富勒氏球C—60,比金刚石更坚硬。这项发现获得了1996年诺贝尔奖),这就是纳米科技当中纳米的大小。现在C—60被用在电子学中,第一个应用是太阳能电池,它应该能促进发电的效率,在未来我们可以把它们在塑料薄片上打印出来,可以应用到一些有用的领域。我们可以在很多地方使用这种塑料薄片,比如在撒哈拉沙漠可以发电。”

        对策5:建立绿色经济学
        在《奥运促进北京温室气体减排》中,北京航空航天大学经济管理学院院长吴季松教授说:“改变仅仅追求GDP增长的单一发展目标,变成为经济、社会、资源、生态的多目标函数的发展方式,或者叫科学的发展方式。”
        “我写了一本新循环经济学,就对这些做了比较明确的阐述,意大利埃菲尔出版社还把它译成英文。这里有几个思想,就把联合国环境署3R扩大为5R新经济学思想,第一个是再思考,除了传统产品、经济产品的生产以外,要承认生态系统是第二财富,经济学不仅要研究资本循环和劳动循环,也要研究自然资源的循环;第二个是减排,以前传统经济学认为市场需求就是天然合理的,这是建筑在资源充裕的基础上的,现在提出一个合理需求的市场经济的新理念,同时要降低20%高收入人的消费,促进世界和谐;第三个是再利用,最大的再利用是利用可再生资源,比如太阳能、风能、还有热核剧变能,这些新能源替代传统的、不可再生的碳氢能源,这就是人类减排的前途。”
        “最后对3R增加了一个再修复,修复生态系统应该成为一个新的产业,包括退耕还林、植树造林、恢复湿地,提高我们赖以生存的生态系统的承载能力,使人与自然和谐,而且要建立绿色GDP的统计指标体系,科学计算生态工程的价值,改变传统工业化的统计理念。”
        中国科学院过程工程研究所院士张懿教授在《清洁生产与循环经济》的演讲中说,总体上是追求环境的影响达到最小,资源的利用率达到最高,资源利用率提高就可以为企业增效,所以它追求的应该是企业的经济效益和社会效益的协调优化。这个就揭示了循环经济在不同尺度的工作内容,包括在企业尺度、在园区尺度和在社会尺度。
        企业尺度就是如何开发新的工艺替代原有的工艺,使在企业尺度减少能耗。在园区尺度,主要是根据自然生态的互生共生,进行产业链的生态设计,包括产业链连接的具体技术,实现物质能量和水的综合集成。社会尺度是社会大循环的生态设计,包括再生循环产业等。国家环保局和国家统计局共同进行了关于绿色国民经济评价标准,就是所谓绿色GDP的研究。这是中国循环经济评价的指标体系,包括经济指标、总量指标、效率指标、循环指标、污染指标等。

        对策6:整体调整人类行为
        曾经出任过国际地球生物圈计划委员会委员、著名的气候学家符淙斌院士说,现在随着科学技术的高速发展,高速的计算机、地球遥感观测系统、各种各样的卫星,以及各种不同分辨率的数学模型使得我们人类已经具有这种能力能够完整地来理解地球系统整体的行为,正是在这样的基础上人类提出了两个非常重要的概念,第一个叫做人类圈、第二个叫人类纪,它们进一步阐明了人类在地球变化中的突出作用。
        这样一个人类纪的概念确定了人类在全球变化中的核心地位,人类已经成为地球核心变化的主要驱动力,不再是被动的来适应地球环境的变化,而是要主动调整自己的行为,包括生活方式、消费模式等等,从而把地球未来的前途掌握在我们自己的手里。