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积极开发“第五大能源” [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 0 发表于: 1979-12-02
第2版()
专栏:

积极开发“第五大能源”
赵宗燠
能源界称能源节约为“第五大能源”,与煤炭、石油及天然气、水电、核能等四大能源并列,下表数字可以说明。
四大能源占世界能源总需要量的百分比统计如下:
煤炭 28%
石油及天然气 65%(天然气占17.5%)
水电 5.6%
核能等 1.4%
如果提高能源的利用效率,节约能源百分之十,则节约的能源比水电及核能都多;如节约百分之二十,节约的能源比天然气还大。节能的重大意义,由此可见。现在各国能源的利用效率,各有不同,潜力颇大,较先进的工业国家利用能源效率在百分之四十到五十左右。各国正在设法提高能源利用效率,例如日本要求到一九八五年把能源利用效率再提高百分之十点八;美国认为他们的民用能源可能有百分之四十左右的潜力可挖,工业用能源有百分之三十可采用现有节能技术加以回收。我国有关方面调查的能源利用效率为百分之二十八左右,远不如国外水平,要提高百分之十至百分之二十是完全可能的。
宇宙间一切运动着的事物,无不有能量的存在和转化;近代人类社会的现代化,有赖于能源的大规模开发和高效率运用。为了加速实现我国现代化,能源的加快开发和有效利用(节约能源),刻不容缓。当前和今后相当长一段时间内,例如二、三十年到一、二百年,最主要的能源仍将是石油、天然气、煤炭、油页岩、油沙等地下可燃矿物及铀、钍等放射性矿物,它们都属于非再生的能源,储量有限,不能再生。据估计,到本世纪末,石油、天然气生产将达最高峰,到二十二世纪中或末,煤类生产也将达到最高点,过此就将下降。因此,如何节约使用这些能源,提高使用效率,延长使用时间,是当前亟待推动解决的问题。何况石油、煤炭、天然气等资源,既是能源,又是十分重要的“工业粮食”(工业原料),需要尽快节省出来。近期,科技界还发表不少有关能源消费与环境污染关系的论述,认为环境质量下降的最基本因素是能源消费太大,特别是地下可燃矿物的燃烧造成了严重的污染。因此从环境保护着眼,如何有效地利用能源和制订有利于环境保护的能源政策,也不容再缓。
人类寄希望的新能源,前景如何,是大家关心的问题,也是科技界工作的中心课题之一。新能源主要指核能(原子能)、太阳能、氢能、地热、风能、海洋能(海浪、潮汐、海水温差等)、生物能(包括树木、植物、藻类等经光化学反应合成和细菌作用产生的可燃物质)。日、美等国还把煤炭气化、液化,以及页岩油、油沙油等列入近期可以大规模开发的新能源。这些新能源如果充分利用起来,可供人类能源消耗数百年以至一、二百亿年之需(如核聚变能),有的甚至可连续供应整个地球的地质年代(如太阳能)。因此,人类利用能源前景是光明的。目前,利用新能源还存在着一些技术、经济上的困难,或能量分散,通量过小,难于大规模经济利用;或技术不成熟,尚有大量科研试验工作待做;或虽有可用技术,因设备投资大,成本高,不能与现有工业化能源竞争。总之,新能源是人类未来之所系,前景远大,但要在能源供应上发挥较大的作用,将在本世纪末以后。例如,太阳能是个取之不尽、用之不竭的最干净能源,每年入射到地球表面的能量,相当于现在人类年需能量总合的五千倍,可是太阳能单位面积通量密度太低,平均每年每平方米的太阳能入射能不过一百千瓦左右,要建设一座一百万千瓦的太阳能发电站,需要建一个七十平方公里吸能面积,材料、技术、投资上都不易解决。目前,太阳能只能小型利用,如在航天技术方面,建筑供暖、供冷、空调方面,特殊用途小规模供电等。又如潮汐、海浪等能源,是一种可再生的能源,也是用之不尽的。世界潮汐在一个涨落循环产生的能量,比六十年代末世界所有水电站的发电量还大一百倍,但利用潮汐不易。风力资源也是一种能循环使用的可再生能源,世界潜在的风力能源可能比水利资源更大,早已为人利用于砻谷、车水、帆船行驶。由于风速变动过大,强度低,要充分利用,需要大量投资。地球是一个巨大热能储存器,但热源埋藏深,往往在地面几百公尺或几公里以下,要大量利用困难较大。水分子中的H2是一个十分浩大的能源,H2约占水的百分之十一,有水就有H2。H2是一个无污染的内燃机燃料,由于H2有这一突出优点,可能在本世纪末,成为重要的汽车燃料,不过电解水制H2消耗的能量比H2本身大,只能在水电富余条件下,才有经济价值,现在正试验高温高压水电解法,可提高效率到百分之九十。水的直接分解法制H2,要在几千度的高温下,工业上不易办到。热化学制H2正在研究。
核能从近期和长远看将是工业生产上的关键能源之一。利用有两大方法,第一、由放射性元素铀、钍裂变产生能量;第二、由氢的同位素重氢(氘和氚)聚变反应产生能量。由现在已知铀、钍储量,裂变产生的能量,大约与已知的地下可燃矿物总能量的数量级相近;重氢聚变所产生的能量将比地下可燃矿物的能量大数百万以至数千万倍,海水含重氢约占整个海水的五千至七千分之一,能维持人类现在耗能水平一百亿到二百亿年之需。目前大约有二十个国家建有核裂变原子能电站,发电总容量约二亿千瓦左右,大机组为一百三十万千瓦。各国为了合理利用和节约地下可燃矿物资源,到本世纪末原子能发电能量将飞速发展。至于重氢核聚变发电的工业化装置,可能要到下世纪中才能实现。
总之,新能源的前景将是非常美好的,真正能供人类大规模方便使用,尚有一段漫长的辛勤劳动时间。同时,这些新能源不能替代石油、煤炭、天然气,作为人类吃、穿、用的现代“工业粮食”(工业原料)。因此有效利用和节约能源,是十分紧迫的战略任务。
国外把能源消费部门,大体分为:民用(住宅用)、商业、工业、交通运输等四个部门,所占能源比例,各国不同。消费部门的节能措施,各国大体相近。如民用及商业用节能措施方面有:加强计量管理,杜绝泄漏;加强房屋保温,防止冷风侵入;采用双层玻璃,或双层窗户;采用红外辐射取暖;采用太阳能供热、制冷及空调;提高用能设备的效率降低能耗;为改进现有建筑热效和设计节能新建筑,提供节能贷款;资助民间节能研究等。工业节能方面,方法颇多,视工业类型不同各有侧重,主要措施有:精心管理操作,这是最大的节能;严格控制各种加热炉,减少过剩空气的显热损失及燃烧不完全的损失;设备的严格绝热保温;采用和管理好换热设备及余热利用措施,回收较高温的余热;采用“热泵”及“热管”原理回收利用低温余热,及采用低压透平回收余压发电;防止蒸汽等的跑、冒、滴、漏;采用“共烟筒”,便于集中利用烟道气显热和集中净化;采用总能循环系统工程,尽量把电能——热能——余热联合应用,充分发挥能源效率;研究和采用节能新工艺、新设备等等。交通运输节能方面:改进汽车燃烧系统,使燃烧完全,减少氮氧化物的发生;提高油品质量,生产清洁燃料及润滑油料;采用高效排烟净化器,消灭烟气污染;设计制造轻便汽车,减少动力消耗;研究及生产无污染内燃机燃料如液化天然气、甲醇及乙醇液氢等。
节约能源已成为一个世界性的运动。这也关系到我们四个现代化的每项工作,成为加快实现四个现代化的战略性的关键问题,意义非常重大。能源节约既是一个广大群众性的运动,又是一个量大面广的科学技术工作,还是一个重要科学管理和组织宣传工作,要求全国各族人民、各行各业,万众一心,团结战斗,负矢前驱,胜利完成这一重大任务。在全国“节能月”活动中,我们要立即行动起来,争当节约能源的积极分子,为有效利用和节约能源做出有益的贡献!
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