《科技创新与品牌》杂志社院士天地

为了中国能源的明天

        【编者按】世界经济的现代化,得益于化石能源,如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。然而,这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。

    据统计,可支配的化石能源的极限综合估算为:石油储量大约为1180~1510亿吨,以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算,石油储量大约在2050左右年宣告枯竭。天然气储量估计在131800~152900兆立方米。年开采量维持在2300兆立方米,将在57~65年内枯竭。煤的储量约为5600亿吨。1995年煤炭开采量为33亿吨,可以供应169年。铀的年开采量目前为每年6万吨,根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期。核聚变到2050年还没有实现的希望。 
    化石能源与原料链条的中断,必将导致世界经济危机和冲突的加剧,最终葬送现代市场经济。
    事实上,近10年来,中东及海湾地区与非洲的战争都是由化石能源的重新配置与分配而引发。这种军事冲突,今后还将更猛烈、更频繁;在国内,也可能出现由于能源基地工人下岗而引发的许多新的矛盾和冲突。 
    总之,能源危机迟早会爆发;它的爆发将具有爆炸性!


何祚庥院士何祚庥院士

        
        序 —— 突如其来的灾难

        “2008年1月10日以来,中国南方大部分地区和西北地区东部出现了建国以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气……全国17个省(区、市)出现拉闸限电,部分输电线路因覆冰出现倒塔、断线……”
        “暴风雪再次影响中国南部地区,长三角地区春运面临雨雪考验。刚刚恢复运输秩序的京广线、沪昆线又陷入困境,截至2月2日12时,管内始发客车停开26趟,晚点42趟;长途汽车客运严重受阻,上海2000余班长途客车停班……”
        “1月29日,民航总局称,因南方遭受持续恶劣天气袭击,截至1月28日,长沙等15个机场在不同时段被迫关闭,6500个航班受到不同程度影响,出现延误、备降、返航甚至取消航班等各种突发情况……”
        “各地电厂存煤下降频频告急:广东遭遇最严重缺电局面,四川面临大面积停电威胁,贵州进入一级停电状态,山东电煤库存告急,广西电煤供应不足,江苏电煤库存仅剩4天半,湖南出现‘电荒’——郴州已成电力‘孤岛’……”
        ——春节前夕的一场措手不及的雪灾,给中国南方大地造成了巨大的损失。
        这场突如其来的灾难,不仅仅是对人们应变能力的考验,更是自然向人类发起的挑战——这是一场能源开发、存储与应用的挑战!

        发人深省的能源问题

        中国科学院院士、中国科学院理论物理研究所研究员、理论物理专业及科学技术哲学专业博士生导师、中国两弹研制参与者之一——何祚庥先生,曾长期从事理论物理研究,广泛涉及社会经济文化、哲学等专业的问题,被称为“两栖院士”。
        最近,何院士又在密切关注能源问题。于是,我们决定就中国能源现状及未来发展情况,当面向他请教一番。
        记者:现在全世界都在关注能源问题,为什么能源问题如此重要?
        何祚庥:我们都知道人类存在两大基本问题:一是生存问题,二是发展问题。如果生存问题没有解决,就谈不上发展。过去我们比较注重生存问题,认为生存是第一位的。随着生存问题的解决,相继而来的更重要的问题是发展。
        生存问题的关键是吃饭问题,所以农业是基础。而发展问题的关键是能源问题,能源是发展的先导。目前,我国正处于发展阶段,国家倡导科学发展,而科学发展的重要前提之一就是科学的解决能源问题。因此,如果没有能源,就谈不上发展。
        记者:您认为人类未来解决能源问题的出路应该在哪里?
        何祚庥:这个答案很明确,肯定是可再生能源。随着社会经济的发展,不可再生能源会逐步消耗完,这必然要靠可再生能源来寻求出路,而可再生能源最根本的就是太阳能。众所周知,万物生长依赖太阳。煤炭、石油都是太阳能的变种,现在说的比较多的水能根本上也是源于太阳能,太阳蒸发、下雨、汇聚成河流,循环反复。风能也是源于太阳能,太阳的温差产生了空气的流动,形成了风。
        记者:对于中国未来如何解决能源问题,您有什么看法和建议?
        何祚庥:我主张中国能源迅速转变到以可再生能源为主导。这个转变越快越好。因为它是真正取之不尽、用之不竭的,而煤炭、石油、核能早晚都会用光。
        怎么解决中国的能源问题?一是要看到世界动向。现在世界上已经出现了一个呼声,这个呼声就是说,未来能源问题的彻底解决——我在这里强调的是彻底解决,不是眼前暂时的解决,而根本性解决的方法就是利用可再生能源。在很多国际会议上,其中包括有很多首脑会议等,都谈了这方面的问题。我给大家看一下数字:世界各国或全世界的可再生能源的消费量已经占全球消费总量的13.4%,这已经不是很小的数目,已占有相当的比重了,但目前中国在这个消费量中占的比重却比较小。
        记者:有人说中国的能源问题可以通过大力节电、节能来满足需求,您赞成这个观点吗?
        何祚庥:我认为根本不可能。中国当前能源消耗的水准是很低的,我国的人均电力大概是400~500瓦。美国人均电力3500瓦,是我们的7倍,我国的人均电力还赶不上世界平均水平。
        我赞成节能,也赞成节电,浪费总是不好的。但中国能源的大力发展,单纯靠节电、节能来满足是绝对不可能的。在能源界确实存在这样的观点,认为当前能源的重大问题是浪费,希望通过大力节能来解决能源需求,并且认为这是走中国特色的道路。可我认为根本做不到,根本没有可能。


何祚庥院士何祚庥院士


        在危机中思考

        俗话说,“人无远虑,必有近忧。”第一次石油危机以后,全球开始进一步思考能源问题。上世纪80年代初期,我国国家科委组织了能源战略与政策研究,第一次提出建立新能源和可再生能源作为国家能源战略和能源政策的一个重要组成部分。2003年,国务院组织进行国家中长期科技发展规划的制定,将能源列入第一优先领域,并把可再生能源低成本规模化开发利用列为优先主题之一。2005年根据胡锦涛总书记的重要批示,发改委等有关部门又组织进行了中国替代能源战略研究。
        虽然在今后相当长的时期内,煤炭、石油、天然气等不可再生能源仍将是中国能源结构的主体。但大力倡导发展可再生能源、呼吁新能源替代传统能源,却具有长远的、历史性的战略意义。
        记者:可再生能源的形式大概有哪些?能否举例介绍一下?
        何祚庥:最重要的,首先是水能。中国的水能资源相当丰富,在2007年底,我国的水能电力装机是7.2亿千瓦,可开发的水能资源是5.4亿千瓦,已开发的大约1.3亿千瓦。
        第二是风能,可开发、利用的风能,我个人认为是45亿千瓦,这是理论推算得来的数字,和国家发改委公布的有所不同,这个数字要比官方的大的多。我们注意到,中国的风能差不多是水能资源的9倍,换句话说,风能比水能更丰富。
        另外一个就是太阳能。中国的太阳能资源有多少?用最简单的最粗略的估计,太阳能的资源,至少是中国风能资源的100倍。假设太阳能变成电能的效率是15%(不是说全部太阳光可以变成电,现在的技术水准是15%,按15%算,就至少是100倍)。
        还有就是生物质能,像秸秆、稻草等,为什么它们叫做可再生能源呢?因为烧掉以后它还能再产生,但它的特点是量较少,所以说,生物质能只能缓减中国的能源问题。最重要的还是水能、风能和太阳能。
        记者:为什么说传统的火力发电和煤发电是“夕阳产业”,而可再生能源是“朝阳产业”?
        何祚庥:我赞成这个观点。道理很简单,煤、石油是要烧完的,而且石油价格在不断上涨,去年每桶突破100美元,震动全球。有人预计今年将突破150美元一桶。国内的石油是远不能满足我国发展需要的,所以是快要西下的夕阳产业。而可再生能源取之不尽、用之不竭的,当然是朝阳产业。
        记者:就目前的形势来看,中国的煤炭还可能用多少年?
        何祚庥:这个问题要取决于怎么用。如果维持现在的发展水平不动,估算是60年;如果经济发展翻一番,那么就是30年;一般来说照现在的速度发展下去,我国煤炭还可能用40年。40年之后不是没有煤炭可用,而是没有便宜的煤炭,廉价的煤炭估计挖的差不多了。
        记者:相对于煤炭,水能、风能和太阳能有哪些优势?在这些方面,中国与先进国家比,差距有多大?
        何祚庥:水能的成本最低。以长江三峡为例,长江三峡上网电价是两毛五分钱一度电,我们现在日常用电5毛钱一度电。为什么长江三峡上网电价是两毛五分钱?请注意,它的投资当中有相当一部分是移民费用!我曾去长江三峡总公司问了,两毛五分钱是怎么算出来的?他们告诉我,水库的折旧年限是50年。我说你们怎么知道是50年呢?我觉得这个水库100年也不会垮。他们回答说:“是啊!何老师,水库100年不会垮,其实200年也不会垮,但我们只算50年,为什么呢?如果算成100年,两毛五分钱就下降到一毛二分五,如果是200年,就更低,当然在200年间可能要维修。”由此我们可以看出,总的概念是水能发电的成本要比火力发电低。所以我主张大力发展水能。
        在这里我要提到一点,目前有一批极端环保人士反对大力发展水能,主张保持环境原封不动。我认为这是毫无道理的,生态是要保护的,同时生态也需要重建。比如说,绿化园林这就是重建生态。中国对水能、风能和太阳能的开发利用与发达国家相比,差距甚远。水能发达国家已经开发完了,而我国只开发了四分之一,而风能和太阳能差距就更大了。
        记者:核能是再生能源的一种吗?我们什么时候可以实现核聚变的运用?
        何祚庥:核能不是再生能源。核能主要用到天然铀,中国的天然铀只够压水堆5000万千瓦的装机运行40年。5000万千瓦的装机相当于三个长江三峡,三峡可以通过维修运行500年甚至更长,但核能只能够三个长江三峡运行40年,资源是有限制的。
        至于我们什么时候可以实现核聚变的运用,乐观派认为是50年,悲观派是至少100年。我个人是地道的悲观派,坚决反对有些人说25年可以实现核聚变。核聚变的鼓吹者都说要造出一个“人工小太阳”,以便人们持续利用。现在问题是:天然大太阳你都没有用好,急急忙忙造一个人工小太阳干什么?天然大太阳,明明可以利用,你为什么不利用它。但人们却忙于制造一个人工小太阳,把我们的希望寄托在人造小太阳上面!就算是成功了,还有个价格问题,成本可能贵得不得了,其成本很可能是火力发电的10倍,而且弄得不好,几十倍都是可能的,因为投入太大了。比如说现在的装置中,要用到一个大大的超导磁铁,这个造价是非常昂贵的。我在这里提一个尖锐的问题,即使100年后,受控热核反应研究成功,他们发的电能,如此高的电价能够和太阳能竞争吗?能够和风力发电竞争吗?
        记者:现在大家又把目光转向了月球,很多科学家也谈到月球上有可能存在着很多能源,那么人类以最快的速度进行开发,大概需要多少年可以利用上这些能源?
        何祚庥:在中国,我是最早鼓吹可利用氦3来实现受控热核聚变的。但是介绍这个观念是一回事情,并不等于我认同这一理念,我也并不认为可以通过氦3来解决能源问题。氦3作为一种热核反应材料,理论上有可能实现受控热核反应,技术上却十分渺茫。我认为当前把嫦娥探月的目标放在寻找能源上是错误的,太不切实际了。

        乘风破浪  继往开来

        发展可再生能源,体现了长远的战略眼光,但新能源替代传统能源是一个长期的历史转变过程。因此在开发、利用可再生能源过程中,必然要遇到人才、技术、市场等方面的不利因素,而克服这一切难题的关键是能源决策,它好比一台大马力的推进器,全力地推进着可再生能源的不断发展。
        2005年,全国人大通过了《可再生能源法》,这是我国第一部关于可再生能源的法律,2006年1月1日开始全面实施。2007年国务院公布的《节能减排综合性工作方案》和《中国应对气候变化国家方案》也把大力发展可再生能源作为一项重点任务和重大举措。特别是在十七大报告中,胡总书记对未来发展提出了建设生态文明的要求,把发展可再生能源与建设生态文明结合起来。进而具体指出,可再生能源占能源总消费的比重从目前的8%提高到2010年的10%、2020年的15%,并争取到2050年达到30%以上。
        记者:在您的印象里,遇到的最难克服的事是什么?
        何祚庥:在能源问题上,我和很多人有许多不同的意见,而且在争论中我总是打败仗。为什么呢?非常重要的问题是,到现在为止,国家能源部都没有正式成立,像这么大的问题只有少数一些人在那里道听途说,能源的需求量我们多次估算失误。2001年以来,总是感觉我们的能源翻一番,GDP随之翻两倍,这种情况在工业化初期是存在的。现在处于工业化发展的中期,有大量的耗能产业要发展,这是能源的新形势,未必能实现GDP翻两倍,能源翻一番。2007年年初,许多人说我们的能源足够,可是现在能源又发生紧张了,去年缺能7000多万千瓦,前年是3000多万千瓦,2005年是2000多万千瓦。
        还有一个非常重要的原因是,许多所谓的专家是依附于某些利益集团的,他们要为各自的利益集团说话,所以在能源问题上,许多技术专家的话是靠不住的。而能源市场的争夺是相当激烈的,能源利益的争夺影响到了对能源问题的决策。我个人认为,能源方针中的“多元发展”实质上就是没有发展。你要问我最难克服的是什么?就是明明许多很正确的意见不能被采纳,能源的发展归根结底应该是以中国最广大人民的根本利益为出发点和归宿点,而不应该被部分利益集团所左右。
        记者:有人称您“两栖学者”,也有人说您是“反伪斗士”,这两个称呼,您更喜欢哪一个?
        何祚庥:“反伪”只是一个局部的工作,我也不是打假专业户,主要的还是科研工作,提一些建设性的意见。例如,有段时间“水变油”的理论风行,全国各地都给某个人投资,如果这个试验做出来了,那就一本万利的买卖。但问题是,这是根本不可能的。像这样的理论我们一定要揭穿。但我觉得,更为重要的还是“两栖学者”。
        什么是两栖学者?既是自然科学的专家,又是社会科学的专家。大多数人承认我是自然科学家多一点,因为有个院士的头衔嘛。其实我从年轻的时候起,就接触马克思主义哲学,1951~1956年,我在中共中央宣传部科技卫生处参加工作,所以,年轻的时候马克思理论学的比较扎实。上个世纪80年代,我主张把社会科学和自然科学结合在一起。社会的发展必须考虑到能源问题,所以我更接受“两栖学者”的称呼,“反伪斗士”是“炒”出来的。
        记者:作为一位从事几十年科研工作的科学家,您觉得真正的快乐是什么?您对青年科技工作者有哪些建议和期望?
        何祚庥:最大的快乐莫过于看到科学工作的大发展。一般来讲,这里讲的科学大发展更多的指的是自然科学以及生产技术工作的发展。但我希望能培养出10~100名真正优秀的两栖学者,不是那种挂羊头卖狗肉的。因为在我们现实生活中,两栖学者太少了,许多社会科学家几乎不懂自然科学,而许多自然科学家对社会科学的了解也是知之甚少。



人物小传

何祚庥:1927年生于上海。1951年毕业于清华大学物理系。中国科学院院士,北京大学科学与社会研究中心兼职教授、科学技术哲学专业博士生导师,中国科学院理论物理研究所研究员、理论物理专业博士研究生导师,中国自然辩证法研究会副理事长,中国无神论学会副理事长,第八届全国政协委员。中国著名的哲学家、自然辩证法专家,由于他在自然科学和社会科学两大领域的成就,被称为“两栖院士”。
长期从事粒子物理及各种应用性问题的研究。其重要工作有层子模型的研究,复合粒子量子场论的研究,弱相互作用理论的研究等,先后发表约250篇科学论文。曾获国家自然科学二等奖及多种奖励。他曾从事原子弹和氢弹的理论研究,是氢弹理论的开拓者之一。
近年来,对伪科学、邪教的口诛笔伐以及对经济、社会问题以独特的视角观察得出的结论使之近来成为“曝光率”颇高的新闻人物。在反对伪科学的斗争中,他旗帜鲜明,积极参加了捍卫科学尊严、揭露和反对伪科学等活动,社会影响很大。