让我点亮世界——新能源巡礼

国际政治经济形势错综复杂，在接连经历了美伊战争之决、中俄石油管道之痛、马六甲海峡之痒和中日东海天然气之争后，我们深刻地认识到，话语权是建立在能源的基础之上，more power, more power (能源越多，力量越大)。因此我们有必要对中国的能源资源进行客观详实的分析。从总量看，中国地大物博、资源丰富，自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位。煤炭保有储量为10024.9亿吨，精查可采储量893亿吨；石油的资源量为930亿吨，天然气的资源量为38万亿立方米，现已探明的石油和天然气储量只占资源量的约20%和约3%；水力的可开发装机容量为3.78亿千瓦，居世界首位；新能源与可再生能源资源丰富，风能资源量约为16亿千瓦，可开发利用的风能资源约2.53亿千瓦，地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准煤，探明储量为31.6亿吨标准煤，太阳能、生物质能、海洋能等储量更是属于世界领先地位。从人均看，由于人口众多，能源资源一下子变得相对匮乏。我国人口占世界总人口21％，已探明的煤炭储量占世界储量的11％、原油占2.4％、天然气仅占1.2％。人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半，石油仅为十分之一。

开发新能源与可再生能源，对于中国政治经济乃至安全来讲都已经是迫在眉睫的事情，可是形成鲜明对比的是，新能源的开发只是叫好不叫座，资金的匮乏导致技术止步不前。原因有二：一是现在的煤还够用，二是现在的煤最便宜。企业家认为，能源危机说是迫在眉睫，可那是几十年以后的事情，与我何干？要不然你把新能源的成本降下来，降到比挖煤还低我就用！面对着这样的质问，我们只有叹气。不过，新能源到底都包括什么，我们能不能降低它的成本，这的确值得我们考虑考虑。

在我国，新能源与可再生能源是指除常规能源和大型水力发电之外的核能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等能源资源。随着我国社会、经济的发展和人们对生活质量的追求，新能源和可再生能源也将稳步地向商品化能源的方向转变。对于核能、海洋能、生物质能等还处于探索阶段的能源来说，我们更关注从中发现的有意思的试验结果和启示；而对于太阳能、风能等技术上已经基本成熟的能源，我们的目光则应该放在如何降低成本、降低成本、再降低成本！

 

核能——从微观到宏观

无论如何，我们从小小的原子核聚变或裂变的过程之中获得如此巨大的能量，实在是一件奇妙的事情。世界上的每一种物质都处于不稳定状态，原子核间有时会发生分裂或合成，变成另外的物质，同时产生巨大的能量。一些质量大的原子核如铀、钍等能够发生核裂变，原子弹和目前建成的核电站都是用核裂变原理产生能量。由几个较轻的原子核，如氢的同位素氘、氚等，聚合成一个原子核的过程叫核聚变，太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程，它的光和热就是由核聚变产生的。利用核聚变，人们已经制造出比原子弹威力更大的氢弹。氢弹是爆炸性（无控制）核聚变。而要使核聚变持续稳定地释放能量达到发电的水平，就必须通过反应堆进行人工控制。中国政府于2003年初加入了继国际太空站之后，国际间最庞大的科研合作项目——“国际热核聚变实验反应堆”计划，与欧盟、加拿大、俄罗斯、日本、美国和韩国一道探讨这种可能为人类带来无穷无尽的清洁能源的核聚变反应堆的前景。核聚变研究集中于两种方式：磁约束核聚变和激光引发核聚变。但这两种方法既费钱又复杂。另一种尚待重复试验检验的核聚变方式看上去很有意思，它就是气泡核聚变。这种技术采用所谓“声致冷光”原理，利用超声波在液体中产生小气泡并发生爆裂，同时产生几千度高温和局部的高压，并伴有大量的冲击波、闪光和能量的释放，这一过程的持续时间为1微微秒。与“气泡核聚变”相关的另一种技术——“超声核聚变”，现在已进入到商业化开发阶段。所谓超声核聚变就是用超声波触发核聚变。超声聚变先驱者斯特林哈姆，90年代中已成立公司，最近该公司建了几座示范性超声聚变装置。5年前，泰斯恩创建的“脉冲装置公司”开发出直径6米的超声聚变反应堆。随着越来越多的物理学家参与这一研究，未来将会出现更多令人惊奇的发现。

 

太阳能——给点阳光就灿烂

太阳能利用指太阳能的直接转化和利用。利用半导体器件的光伏效应原理，把太阳辐射能转换成热能称太阳能光伏技术。当世界上第一块实用的硅太阳电池与第一座原子能电站于1954年同时在美国诞生后，受到世人瞩目。但由于太阳能本身的分散性、随机性和间歇性等特点，也由于太阳能光伏电池的理论、材料和器件研究的难度，使其在近50年的发展中与原子能发电拉开了距离。但是美国能源部每年投入约1亿美元光伏研究发展基金，日本“新阳光划”,欧盟“可再生能源白皮书”都把光伏作为首先发展项目，使得这项技术得以一直发展。目前光伏发电的瓶颈在于电池转换效率和成本。资料显示，国际上高效聚光光伏电池效率可达32％，高效平板电池效率也达到25-28％。我国实验室光伏电池的效率已达21％，商业化光伏组件效率达14-15％，而一般商业电池效率仅为10-13％，落后国际发达国家10-15年，也明显落后于印度和台