用生物柴油和乙醇燃料替代石油,實際上是用兩種稀缺資源去拼一種資源。一位安徽農(nóng)民算了一筆賬:一畝地要收獲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,一畝地可大約生產(chǎn)333斤能夠作為生物柴油的菜子油。為了這有限的替代能源我們要消耗大量的水資源和占用大量土地資源,還要一個農(nóng)村勞動力辛辛苦苦干半年。
熵定律正在成為一種新的世界觀
記者:中國的能源問題受到全中國上至中央、下至黎民前所未有的高度關(guān)注。過度的熱忱也造成一些政府部門匆忙決策,一些企業(yè)盲目投資,一些媒體和公眾被非理性情緒所包圍。那么,到底什么是能源?為什么能源問題如此重要?為什么會出現(xiàn)能源危機?我們對能源問題是否需要有一個理性認(rèn)識?
韓曉平:歐盟中國商會能源工作組主席陳新華博士最近講了這樣一個故事:1973年,世界第一次陷入能源危機,法國能源部長在電視上滔滔不絕地闡述法國如何應(yīng)對能源危機的大政方略,但當(dāng)記者問及什么是“能源”時,這位部長竟然不知道如何回答,尷尬地環(huán)顧左右,無言以對。
33年過去了,今天在我們準(zhǔn)備解決中國能源問題之前,有多少人能夠準(zhǔn)確回答什么是“能”?什么是“能量”?什么是“能源”?
能源科學(xué)進步一直影響著人類世界觀的形成,人類的文明就是建立在對于能源的認(rèn)識上。人類與動物的分水嶺并非是使用工具和勞動,而是對火的認(rèn)識。目前已知的能夠使用工具和能夠從事有組織勞動的動物種類是大量的,但是能夠使用火的動物只有人類,人類的進步步伐始終依靠能源技術(shù)進步作為動力。
我們傳統(tǒng)的世界觀構(gòu)筑在19世紀(jì)中葉時對科學(xué)的認(rèn)識上,主要的科學(xué)依據(jù)是牛頓的3個機械定律和熱力學(xué)第一定律,以及達爾文的“進化論”。基本的觀念是“物質(zhì)不滅”和“能量守恒”,認(rèn)為“運動著物質(zhì)的永遠(yuǎn)循環(huán)是宇宙的最終結(jié)論”,世界總的方向是從無序向有序發(fā)展。我們的目標(biāo)是建立一個“物質(zhì)極大豐富”的人類大同社會,地球上的資源和能量將隨著技術(shù)的發(fā)展“取之不盡,用之不竭”。
1850年德國科學(xué)家克勞修斯總結(jié)并表述了熱力學(xué)第二定律——即“熵定律”(加入的熱量/絕對溫度=熵),他認(rèn)為:熱可以自發(fā)地從高溫傳向低溫,而不會自發(fā)地從低溫轉(zhuǎn)向高溫。簡單地說,一杯熱水可以自己變冷,卻不會自動變熱,除非借助外部更多的能量。能量雖然守恒,但質(zhì)量卻發(fā)生了變化,一桶溫水可能比一小鍋開水所含的熱量要多,但它永遠(yuǎn)煮不熟一個雞蛋。熵會自發(fā)地越來越增加,而不會自動減少。熱向何處去了?向更低的溫度散去,直到絕對溫度-273℃,一旦散去將難以重新聚積。如若宇宙能量散盡,溫差將消失,宇宙將會熱寂,能量的大趨勢是從有序向無序發(fā)展。
記者:我們在中學(xué)都學(xué)過能量守恒定律,知道物質(zhì)不滅,但是對您說的熱力學(xué)第二定律不太了解,您能詳細(xì)介紹一下它的重要性嗎?
韓曉平:進入20世紀(jì),科學(xué)突飛猛進,人們對宇宙的認(rèn)識也在不斷加深,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第二定律是一個具有普遍意義的真理,而并非曾被批判的“形而上學(xué)”。特別是俄羅斯出生的比利時科學(xué)家普利高津,對熱力學(xué)第二定律進行了廣泛的延伸,并創(chuàng)立了著名的“耗散結(jié)構(gòu)理論”。不僅能源科學(xué)進一步證實了這一定律的正確無誤,資源專家也相信盡管物質(zhì)不滅,但資源的品位將逐漸失去,最終將無法再次利用。例如:我們將高品位的鐵礦資源冶煉為鋼材,盡管我們在不斷回收再利用,但不可避免地有大量鐵分子被氧化而散落在土壤中,永遠(yuǎn)無法再回收利用,鐵的原子總量沒有減少,鐵的有效資源只會越來越少;宇宙天文學(xué)家肯定地認(rèn)為:對于太陽和地球,熵定律是一切自然定律中的最高定律,因為對于宇宙和太陽的研究,宇宙大爆炸學(xué)說的確立,越來越證實這一定律的正確無誤;物理學(xué)家也發(fā)現(xiàn)時間是不可逆的,如同熵增加的過程也不可逆一樣,時間和能量同起源于一點,時間最終指向熵的增加;生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)生命的過程也在熵定律的涵蓋之下,生命就是一個能量的過程,生命的能量過程就是整個宇宙的能量過程中的一部分,生命逝去的過程恰恰就是一個熵增的過程。而環(huán)境學(xué)家也認(rèn)為熵增正是地球環(huán)境面臨的規(guī)律性問題,甚至社會學(xué)家和經(jīng)濟學(xué)家也在沿用這一定律來分析、認(rèn)識和解釋問題。[page]
記者:認(rèn)識熵定律的重要意義是什么?
韓曉平:熵定律正在成為一種新的世界觀,它告訴我們物質(zhì)不滅,但質(zhì)量在遞減;能量守恒,但品位在下降;運動著的物質(zhì)是具有方向性的,它不可能永遠(yuǎn)在周而復(fù)始;而物質(zhì)的循環(huán)將存在疆界,任何事物都會有終結(jié)的一日。這一世界觀為人類規(guī)范了一道行為界線,我們無法逆轉(zhuǎn)熵的方向,就像無法逆轉(zhuǎn)時間一樣,但是可以減緩熵增加的速度和過程,通過我們對自身的生活方式和行為模式的調(diào)整和約束,通過科學(xué)技術(shù)與社會觀念的進步,來減緩有效資源和有效能量的耗散速度。
記者:看來對能量的認(rèn)識直接影響著我們的世界觀,世界觀又反作用于對能源的認(rèn)識和利用上,今天的能源問題反映了我們世界觀中的問題,能源危機也是我們對已有世界觀反思的開始。
韓曉平:是的。20世紀(jì)70年代,先后兩次石油危機之后使人們更加堅信不移,世界的資源不可能無限制地支持人類的高速發(fā)展和肆無忌憚的消費,“物質(zhì)極大豐富”僅僅是一個美好夢想,社會、經(jīng)濟發(fā)展的有序性是由更多的無序來作為代價的。因此,“可持續(xù)發(fā)展”和“循環(huán)經(jīng)濟”等觀念開始成為人類文明的主題,影響人類的發(fā)展進程。其實,這就是我們所說的“科學(xué)發(fā)展觀”。
缺乏正確認(rèn)識是能耗難以下降的主要原因
記者:我們也看到,國家為了鼓勵節(jié)能,制定了很多法規(guī)和措施,但實際效果好像并不理想,原因是什么?
韓曉平:由于我們對于能源知識的局限性和解決能源問題的盲目性,使我們四處精心播下的龍種,莫名其妙地收獲了成群的令人心煩意亂的“跳蚤”。中國的可再生能源正在面臨類似的尷尬。國家為降低能源資源壓力,控制環(huán)境污染頒布了《可再生能源法》,行政主管部門為推進可再生能源的發(fā)展和加強管理而制定了一系列的行政規(guī)章,結(jié)果反而使許多可再生能源項目和企業(yè)陷入了進退維谷的境地。在一些地方,行政主管部門為鼓勵生物質(zhì)發(fā)電項目將對上網(wǎng)電價給予補貼,但是根據(jù)相關(guān)規(guī)定,只有每年燃燒80%生物質(zhì)燃料的電廠才可以有補貼,否則就視同常規(guī)火電。而在生物質(zhì)能源利用比較好的北歐國家,基本上是有什么燒什么,不管燒多少,政府也會給予1噸燃料的補貼,鼓勵所有的企業(yè)力所能及、因地制宜地利用一切可以利用的資源。
中國風(fēng)電的情況更加微妙,行政主管部門對于風(fēng)電項目的電價實行招標(biāo),一些企業(yè)盲目地為了獲取項目或者為了“跑馬圈地”,爭相壓低競標(biāo)電價,最后竟然有企業(yè)出價不到0.4元/KWh。而根據(jù)風(fēng)電專家核算,真正能夠達到商業(yè)要求的風(fēng)電價格至少應(yīng)該超過0.7元/KEh。出價過低自然難以兌現(xiàn)建設(shè)承諾,結(jié)果就是沒有多少企業(yè)想認(rèn)認(rèn)真真地建設(shè)經(jīng)營這些風(fēng)電場,大家都是先拿下項目,然后再靜觀其變。
最近國際油價居高不下,國內(nèi)油價也幾次上調(diào),一些地方政府和企業(yè)不考慮環(huán)境和資源的條件狀況,認(rèn)為發(fā)展生物柴油和乙醇燃料有利可圖,熱情十分高漲。一位安徽農(nóng)民算了這樣一筆賬,一畝地要收獲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,一畝地可大約生產(chǎn)333斤能夠作為生物柴油的菜子油。但是,這些化肥和尿素也是來自石化能源,有的甚至直接來自石油或天然氣,實際上一畝地能夠真正有效對社會增加供應(yīng)的生物柴油不到100公斤,而生物柴油的熱值不到普通柴油的90%。為了這有限的替代能源我們要消耗大量的水資源和占用大量土地資源,還要一個農(nóng)村勞動力辛辛苦苦干半年。中國人口眾多,土地資源和水資源與石油一樣是稀缺資源,用生物柴油和乙醇燃料替代石油,實際上是用兩種稀缺資源去拼一種資源。中國人均耕地1.41畝,而且還在逐年迅速減少,即便13億中國人都不吃飯了,將全部的耕地都種生物柴油,也只能為全球減少1.65億噸原油供應(yīng),僅僅相當(dāng)于中國年石油消耗的50%左右。
記者:您認(rèn)為當(dāng)前最需要解決的能源問題是什么?
韓曉平:我認(rèn)為,目前最大的問題是中國的官員和百姓普遍缺乏能源知識,對于能源問題沒有一個正確認(rèn)識,大家應(yīng)該在能源基礎(chǔ)知識上好好補補課。比如十大工程第二項是“發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)”,最近中部地區(qū)有一個省,經(jīng)濟主管部門竟然發(fā)文件將熱電廠、資源綜合利用電廠和小火電相提并論,要求今年所有1.2萬以下機組,不管你是熱電廠、資源綜合利用電廠和小火電一并關(guān)閉。大家知道,建一個熱電廠可以砍掉幾十個、甚至幾百個小鍋爐。如果這些熱電廠都關(guān)了,小鍋爐就會泛濫,GDP的能耗就會大幅度增加。表面上看熱電廠的發(fā)電煤耗好像高于大型火電廠,但是熱電聯(lián)產(chǎn)的綜合能源利用效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大火電和小鍋爐。所以對于能源問題缺乏正確認(rèn)識,是造成我們能耗難以下降的主要原因。陳新華博士建議我們認(rèn)真地研究一些能源基本問題,學(xué)習(xí)一些能源的基礎(chǔ)知識,不要匆匆忙忙地將自己置身于自己決策的誤區(qū)之中。這個建議值得我們重視?!?/p>
要降低GDP能耗,關(guān)鍵是堅持市場化的改革。浙江最主要的經(jīng)驗是堅持市場化,浙江的熱電廠除極個別的情況外,幾乎所有的熱電廠都是民營的。私人投資者會非常關(guān)注能效指標(biāo),因為能效就是利潤,能效就是金錢,提高能效就意味著多掙錢。不僅熱電廠是民營的,熱用戶大部分也是民營企業(yè),大家都會在能源利用效率上精打細(xì)算,不關(guān)心能源成本,產(chǎn)品就會沒有競爭力。所以解決中國能源問題的根本途徑是市場化,最近中央再次提出要堅定不移的堅持市場化改革,已經(jīng)為我們指明了解決問題的方向。
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