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韩晓平:呼唤科学的能源观

2007-01-01 00:00:00 市场报   作者: 韩晓平  

用生物柴油和乙醇燃料替代石油,实际上是用两种稀缺资源去拼一种资源。一位安徽农民算了一笔账:一亩地要收获1000斤油菜子,需要50斤尿素、200-300斤化肥、100斤磷肥。3斤菜子榨1斤油,一亩地可大约生产333斤能够作为生物柴油的菜子油。为了这有限的替代能源我们要消耗大量的水资源和占用大量土地资源,还要一个农村劳动力辛辛苦苦干半年。

熵定律正在成为一种新的世界观

记者:中国的能源问题受到全中国上至中央、下至黎民前所未有的高度关注。过度的热忱也造成一些政府部门匆忙决策,一些企业盲目投资,一些媒体和公众被非理性情绪所包围。那么,到底什么是能源?为什么能源问题如此重要?为什么会出现能源危机?我们对能源问题是否需要有一个理性认识?

韩晓平:欧盟中国商会能源工作组主席陈新华博士最近讲了这样一个故事:1973年,世界第一次陷入能源危机,法国能源部长在电视上滔滔不绝地阐述法国如何应对能源危机的大政方略,但当记者问及什么是“能源”时,这位部长竟然不知道如何回答,尴尬地环顾左右,无言以对。

33年过去了,今天在我们准备解决中国能源问题之前,有多少人能够准确回答什么是“能”?什么是“能量”?什么是“能源”?

能源科学进步一直影响着人类世界观的形成,人类的文明就是建立在对于能源的认识上。人类与动物的分水岭并非是使用工具和劳动,而是对火的认识。目前已知的能够使用工具和能够从事有组织劳动的动物种类是大量的,但是能够使用火的动物只有人类,人类的进步步伐始终依靠能源技术进步作为动力。

我们传统的世界观构筑在19世纪中叶时对科学的认识上,主要的科学依据是牛顿的3个机械定律和热力学第一定律,以及达尔文的“进化论”。基本的观念是“物质不灭”和“能量守恒”,认为“运动着物质的永远循环是宇宙的最终结论”,世界总的方向是从无序向有序发展。我们的目标是建立一个“物质极大丰富”的人类大同社会,地球上的资源和能量将随着技术的发展“取之不尽,用之不竭”。

1850年德国科学家克劳修斯总结并表述了热力学第二定律——即“熵定律”(加入的热量/绝对温度=熵),他认为:热可以自发地从高温传向低温,而不会自发地从低温转向高温。简单地说,一杯热水可以自己变冷,却不会自动变热,除非借助外部更多的能量。能量虽然守恒,但质量却发生了变化,一桶温水可能比一小锅开水所含的热量要多,但它永远煮不熟一个鸡蛋。熵会自发地越来越增加,而不会自动减少。热向何处去了?向更低的温度散去,直到绝对温度-273℃,一旦散去将难以重新聚积。如若宇宙能量散尽,温差将消失,宇宙将会热寂,能量的大趋势是从有序向无序发展。

记者:我们在中学都学过能量守恒定律,知道物质不灭,但是对您说的热力学第二定律不太了解,您能详细介绍一下它的重要性吗?

韩晓平:进入20世纪,科学突飞猛进,人们对宇宙的认识也在不断加深,科学家发现热力学第二定律是一个具有普遍意义的真理,而并非曾被批判的“形而上学”。特别是俄罗斯出生的比利时科学家普利高津,对热力学第二定律进行了广泛的延伸,并创立了著名的“耗散结构理论”。不仅能源科学进一步证实了这一定律的正确无误,资源专家也相信尽管物质不灭,但资源的品位将逐渐失去,最终将无法再次利用。例如:我们将高品位的铁矿资源冶炼为钢材,尽管我们在不断回收再利用,但不可避免地有大量铁分子被氧化而散落在土壤中,永远无法再回收利用,铁的原子总量没有减少,铁的有效资源只会越来越少;宇宙天文学家肯定地认为:对于太阳和地球,熵定律是一切自然定律中的最高定律,因为对于宇宙和太阳的研究,宇宙大爆炸学说的确立,越来越证实这一定律的正确无误;物理学家也发现时间是不可逆的,如同熵增加的过程也不可逆一样,时间和能量同起源于一点,时间最终指向熵的增加;生物学家发现生命的过程也在熵定律的涵盖之下,生命就是一个能量的过程,生命的能量过程就是整个宇宙的能量过程中的一部分,生命逝去的过程恰恰就是一个熵增的过程。而环境学家也认为熵增正是地球环境面临的规律性问题,甚至社会学家和经济学家也在沿用这一定律来分析、认识和解释问题。[page]

记者:认识熵定律的重要意义是什么?

韩晓平:熵定律正在成为一种新的世界观,它告诉我们物质不灭,但质量在递减;能量守恒,但品位在下降;运动着的物质是具有方向性的,它不可能永远在周而复始;而物质的循环将存在疆界,任何事物都会有终结的一日。这一世界观为人类规范了一道行为界线,我们无法逆转熵的方向,就像无法逆转时间一样,但是可以减缓熵增加的速度和过程,通过我们对自身的生活方式和行为模式的调整和约束,通过科学技术与社会观念的进步,来减缓有效资源和有效能量的耗散速度。

记者:看来对能量的认识直接影响着我们的世界观,世界观又反作用于对能源的认识和利用上,今天的能源问题反映了我们世界观中的问题,能源危机也是我们对已有世界观反思的开始。

韩晓平:是的。20世纪70年代,先后两次石油危机之后使人们更加坚信不移,世界的资源不可能无限制地支持人类的高速发展和肆无忌惮的消费,“物质极大丰富”仅仅是一个美好梦想,社会、经济发展的有序性是由更多的无序来作为代价的。因此,“可持续发展”和“循环经济”等观念开始成为人类文明的主题,影响人类的发展进程。其实,这就是我们所说的“科学发展观”。

缺乏正确认识是能耗难以下降的主要原因

记者:我们也看到,国家为了鼓励节能,制定了很多法规和措施,但实际效果好像并不理想,原因是什么?

韩晓平:由于我们对于能源知识的局限性和解决能源问题的盲目性,使我们四处精心播下的龙种,莫名其妙地收获了成群的令人心烦意乱的“跳蚤”。中国的可再生能源正在面临类似的尴尬。国家为降低能源资源压力,控制环境污染颁布了《可再生能源法》,行政主管部门为推进可再生能源的发展和加强管理而制定了一系列的行政规章,结果反而使许多可再生能源项目和企业陷入了进退维谷的境地。在一些地方,行政主管部门为鼓励生物质发电项目将对上网电价给予补贴,但是根据相关规定,只有每年燃烧80%生物质燃料的电厂才可以有补贴,否则就视同常规火电。而在生物质能源利用比较好的北欧国家,基本上是有什么烧什么,不管烧多少,政府也会给予1吨燃料的补贴,鼓励所有的企业力所能及、因地制宜地利用一切可以利用的资源。

中国风电的情况更加微妙,行政主管部门对于风电项目的电价实行招标,一些企业盲目地为了获取项目或者为了“跑马圈地”,争相压低竞标电价,最后竟然有企业出价不到0.4元/KWh。而根据风电专家核算,真正能够达到商业要求的风电价格至少应该超过0.7元/KEh。出价过低自然难以兑现建设承诺,结果就是没有多少企业想认认真真地建设经营这些风电场,大家都是先拿下项目,然后再静观其变。

最近国际油价居高不下,国内油价也几次上调,一些地方政府和企业不考虑环境和资源的条件状况,认为发展生物柴油和乙醇燃料有利可图,热情十分高涨。一位安徽农民算了这样一笔账,一亩地要收获1000斤油菜子,需要50斤尿素,200至300斤化肥,100斤磷肥。3斤菜子榨1斤油,一亩地可大约生产333斤能够作为生物柴油的菜子油。但是,这些化肥和尿素也是来自石化能源,有的甚至直接来自石油或天然气,实际上一亩地能够真正有效对社会增加供应的生物柴油不到100公斤,而生物柴油的热值不到普通柴油的90%。为了这有限的替代能源我们要消耗大量的水资源和占用大量土地资源,还要一个农村劳动力辛辛苦苦干半年。中国人口众多,土地资源和水资源与石油一样是稀缺资源,用生物柴油和乙醇燃料替代石油,实际上是用两种稀缺资源去拼一种资源。中国人均耕地1.41亩,而且还在逐年迅速减少,即便13亿中国人都不吃饭了,将全部的耕地都种生物柴油,也只能为全球减少1.65亿吨原油供应,仅仅相当于中国年石油消耗的50%左右。

记者:您认为当前最需要解决的能源问题是什么?

韩晓平:我认为,目前最大的问题是中国的官员和百姓普遍缺乏能源知识,对于能源问题没有一个正确认识,大家应该在能源基础知识上好好补补课。比如十大工程第二项是“发展热电联产”,最近中部地区有一个省,经济主管部门竟然发文件将热电厂、资源综合利用电厂和小火电相提并论,要求今年所有1.2万以下机组,不管你是热电厂、资源综合利用电厂和小火电一并关闭。大家知道,建一个热电厂可以砍掉几十个、甚至几百个小锅炉。如果这些热电厂都关了,小锅炉就会泛滥,GDP的能耗就会大幅度增加。表面上看热电厂的发电煤耗好像高于大型火电厂,但是热电联产的综合能源利用效率远远高于大火电和小锅炉。所以对于能源问题缺乏正确认识,是造成我们能耗难以下降的主要原因。陈新华博士建议我们认真地研究一些能源基本问题,学习一些能源的基础知识,不要匆匆忙忙地将自己置身于自己决策的误区之中。这个建议值得我们重视。 

要降低GDP能耗,关键是坚持市场化的改革。浙江最主要的经验是坚持市场化,浙江的热电厂除极个别的情况外,几乎所有的热电厂都是民营的。私人投资者会非常关注能效指标,因为能效就是利润,能效就是金钱,提高能效就意味着多挣钱。不仅热电厂是民营的,热用户大部分也是民营企业,大家都会在能源利用效率上精打细算,不关心能源成本,产品就会没有竞争力。所以解决中国能源问题的根本途径是市场化,最近中央再次提出要坚定不移的坚持市场化改革,已经为我们指明了解决问题的方向。




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责任编辑:中国能源网

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