蔡金水 高级工程师


世界上绝大多数矿产资源包括石油、铜、铁等都会在50～100年内开采殆尽。而人类的需求是无限的，13亿人的衣食住行每年都要消耗天文数字的资源。所以我们必须另辟途径，寻求新的能源资源。人类的生产方式势必要由不可再生的能源、矿产品转移到可以多次重复利用的水能、风能、太阳能和种植业，以及开发原子能、热核能、氢能、可燃冰、太空能等新能源为基础的生物产业时代。同时研制开发新型材料产业，如超级陶瓷、超级塑料、纳米材料、超导材料、光纤、碳纤维等特种纤维、人造特种合金、特种铸石等等，逐步替代原有的可耗竭能源和矿产资源，使整个社会的资源基础重新建立在可持续增长可更新的资源之上。

　　能源短缺，是中国经济最严重的考验

　　中国目前能源形势非常严峻。中国自1993年成为石油净进口国以来，进口石油不断增加，2004年已达到1.2亿吨。最保守预计，到2010年，中国石油消费也要超过3亿吨。短短几年时间,我国已跃升为世界第二大能源消费国和世界第二原油、电力消耗大国。2003年，我国能源消费总量已达16.8亿吨标准煤，其中石油达到2.52亿吨，成为仅次于美国的世界第二大石油净进口国。能源短缺不但阻碍整个国民经济的可持续发展，而且拉闸限电、油价爆涨，老百姓的生活也受到了严重影响。

　　中国计划到2020年GDP达到4万亿美元，按照中国现在的需求增长速度，已探明的世界储油量，全部供中国消费也只有50年。所以，国际石油大鳄拼命炒作“中国饿虎论”，认为“全世界的资源将喂不饱一条中国饿龙”。保证石油的供应已成为国家经济安全的重大问题。中国现在还只是一个发展中国家，经济实力，军事实力，政治实力都没有强大到可以左右世界的程度。把国家经济安全系在需要有强大的经济实力、军事实力、政治实力来保证的原油、矿产品进口上，不是很悬吗？因此，减少对石油、煤炭等不可再生资源的依赖，同时采取措施，为其它替代能源的公平竞争创造条件，将是中国能源发展战略的唯一选择。

　　另外，我国工业原料进口也呈大幅增长，仅2003年就进口钢材3717万吨，氧化铝561万吨，铁矿砂及精矿14813万吨，锰矿石286万吨，铬铁矿178万吨，铜矿石267万吨，钾肥657万吨。今后20年，中国还将缺铁30亿吨，铜5～6亿吨，铅1亿吨，都需大量进口。中国45种主要矿产的现有储量，能保证2010年需求的只有24种，能保证2020年需求的只有6种。矿产资源紧缺矛盾日益突出。据说，我国有经济效益的煤只够继续开采50年，水利资源的潜能只剩下两亿千瓦。到2020年，不但石油的对外依存度将超过57%，其他铁矿石也将达到57%，铜将达到70%，铝将达到80%。这就再一次向我们敲响了警钟，我们要高度重视矿产资源的开发和利用。


法国核电站

　　怎么应对？短时间内，我们可以采取以下办法：

　　1、利用我国拥有5000多亿美元外汇储备的优势，趁国际市场石油、金属等贸易价格还可以承受之机，尽量多进口一些战略物资，建立起比较雄厚的战略储备。但是，我们必须清醒地看到，这将会受到其它国家的阻挠。把自己的命运寄托在别人身上，总是不保险的。

　　2、加快我国本土资源的勘探、开发和利用。从勘探角度看，我国很大部分地区都尚未得到详细勘探，还有很大一部分矿产资源未被勘探出来，探明储量比重更小。中国总资源量中，原油达到1221亿吨，天然气达到47万亿立方米。而目前，中国石油资源探明储量只占预测储量的37%，资源潜力还很大。

　　例如：目前大庆还有38亿吨的剩余储量。另外新疆蕴藏的油气储量有200～400亿吨。 西藏的地质为海相地层，羌塘盆地与中东、里海特大油田的地质构造完全相同，现已发现丰富的油气储藏。

　　中国海上石油的发现率仅为18.5％，天然气发现率仅为9.2％。黄海和东海大陆架的石油资源达77亿吨。渤海湾盆地可能蕴藏205亿吨石油储量，其中90亿吨已经探明,超过了我国原有65亿吨的已探明石油保有储量。而中国南海海域的油气资源储量，石油储量达到200亿吨，天然气资源量达到25万亿立方米。都需要探明。

　　另外我国煤储量丰富，我国煤炭资源总量约为5.57万亿吨，探明煤炭保有资源总量达１万亿吨，如果在煤的气化、液化清洁使用技术方面能尽快有所突破，我国的能源就能在上百年中有所保证。而根据现已掌握的技术，我国用煤制油的成本可以降低到20美元一桶，如果抓紧发展，已经可以取代很大一部分石油。

　　但是我们也应该看到，我国富矿少，品位低，大部分位于自然条件恶劣的缺水地区，开采难度大成本高。光靠开采我国自己的资源满足经济发展需要有很大难度。而且以污染严重的煤为主要能源的状况很难改变，必须加快煤的汽化、液化等清洁利用的研究，

　　3．加大节约能源、节约用电用水、减少原材料消耗的科学技术研究，发展循环经济，使资源可以多次重复使用，用尽可能少的资源创造最大的价值。中国每年有500万吨废钢铁、20多万吨废有色金属、1400万吨废纸，及大量废塑料、废玻璃等没有回收利用。如果回收利用率能提高一倍，其所能够产生的经济和生态社会效益将是十分惊人的。

　　中国有巨大的节能潜力，我国钢铁、建材行业的工艺路线、生产流程与国外没有太大的差距，但吨钢可比能耗、水泥综合能耗却是国外先进水平的1.4倍以上。如果目前中国的能源消费结构与世界相同，那么中国的能源需求就可以减少两亿吨标煤。

　　然而，现有传统能源矿产资源总是有限的，再节约也会开采完用完。据科学家预测，世界上绝大多数矿产资源包括石油、铜、铁等都会在50～100年内开采殆尽。所以我们必须还要另辟途径，用科学发展观、用创新科学技术来寻求新的能源资源的来源。



　　不宣而战，我国已处于全球能源争夺战的前沿

　　当前世界经济最令人忧虑的情况之一，就是石油价格的持续猛涨。2004年以来世界原油价格进入疯狂状态，国际原油市场的价格，一年之内就从28美元涨到了50多美元。截至10月中旬，纽约、伦敦原油期货价格已达到55美元，分别是其近21年、23年的最高点。后来虽然略有下降,但据美国能源市场经济学家弗勒格估计，原油价格明年可能达到60美元一桶，后年更可能攀升到80美元一桶。油价猛涨必然影响到世界经济发展。全球经济增长一个百分点，每天油耗要增加50万桶，而每桶原油价格上涨10个美元，通货膨胀率就会升高半个百分点。油价上涨会促使企业的生产与销售增加成本，紧缩开支，减少员工，增加失业，从而严重影响世界经济发展。现在已经有人担心，油价飙升会使上个世纪70年代初世界石油危机与西方经济衰退的情况卷土重来。据专家分析，国际原油价格疯涨对我国的贸易平衡、工业生产、运输成本和国民经济运行都将带来负面影响。美国花旗银行环球金融集团亚洲首席经济学家黄益平估计，原油价格每上涨10美元，中国GDP将回落0.3个百分点；如果一直到2005年4季度，国际原油价格保持在50美元，中国GDP将回落1.1%。

　　据新华社柏林10月21日电:世界自然保护基金会在德国法兰克福发布的《2004地球生存报告》批评说，人类生活使地球上自然资源的消耗速度大大超过了其恢复速度，尤其是在西方工业国家。这份报告多次提到一个概念——“生态脚印”。人类的“生态脚印”就是可供人们从事农林牧渔业和纤维生产、维持能源消耗和容纳基础设施的全部陆地和海洋面积。报告说，地球有114亿公顷适于生产的陆地和海洋面积，按人均计算，每个人可以有1.9公顷“生态脚印”。而实际上，1999年地球人均“生态脚印”已达2.3公顷。也就是说，人们生存需要的面积，已经超出了地球维持其可再生资源消耗的能力范围。这种状况在工业化国家尤其严重，德国人均“生态脚印”需要4.8公顷，北美甚至达9.2公顷。与此同时，世界正面临巨大的能源短缺。1961年至2001年全球能源需求增长了7倍，其后果是气候变化对自然界的影响日益显著。

　　世界自然保护基金会德国项目负责人彼得?普罗科施说，如果每个人消耗自然资源和产生的二氧化碳排放都像德国或者法国人那样多的话，那么我们还得需要差不多3个新地球才能生存。而如果每个人消耗自然资源和产生的二氧化碳排放都像美国人那样多的话，那么我们则还得需要差不多5个新地球才能生存。世界初级资源根本无法满足所有国家达到西方生活水准。

　　美国能源专家保罗?罗伯茨2004年发表了一篇文章《全球能源争夺不宣而战》，他说：我们正处于一种新战争的前沿，现在看来，争夺最后的丰富油气资源的斗争很可能成为21世纪地缘政治的主题。现在全世界的石油储藏量2003年已探明的大概为11500亿桶（1734亿吨），其中中东995.88亿吨。以目前的开采速度计算，全世界现在每天消耗石油8000万桶，地球上的石油储量大约只够满足全世界石油消费需要41年。世界将在2040年进入“石油枯竭时代”，我们已看到了竞争的轮廓。美国正在不遗余力地全面遏制中国获得资源的能力。日本则表示，随着中国的迅速工业化，需要大量能源，因此一场与中国争夺海上自然资源和世界能源资源的斗争变得日趋激烈和残酷。目前世界上凡是有石油的地方，日本人与中国人几乎是如影随形。在中日两国就大陆架石油开发出现争议的情况下，韩国也悄悄加入到黄海大陆架石油资源竞争者的行列，欲“浑水摸鱼”，因此中国平等利用世界资源的努力将会遇到越来越大的阻力。亚洲未经宣战的石油战争再次提醒我们，在全球经济基本只依赖石油一种燃料的情况下，能源安全得不到保障则意味着工业化和现代化失去动力，被迫屈服。石油安全面临的真正困境，是以石油为主的能源经济内部的不稳定因素越明显，世界就越难摆脱石油的束缚，因此人类必须开发石油以外的可持续发展的新能源，以摆脱石油的束缚。

　　新能源，持续发展的唯一途径

　　随着石油涨价，各种清洁的替代能源在经济上越来越合算，酒精、风能等替代能源的成本已经低于或接近石油和天然气。因此，替代能源在各国能源系统中的地位越来越重要。发达国家早已投入巨资全力开发新能源，悄悄发展循环经济。美国未来学家托夫勒先生的《第三次浪潮》一书的一个很重要的内容就是鼓吹以太阳能为基础的新能源，将太阳能电池、垃圾燃料、海浪发电、地热发电等作为世界第三次浪潮的能源基础。

　　新能源有两大特点：一是资源的可再生性；二是新能源一般是非碳能源，以太阳能、风能等为代表的新能源在消耗时不向空气中排放二氧化碳，不增加温室效应。



　　现在世界各国正在研究的新能源主要有以下一些：

　　太阳能：太阳具有当今世界最大的能源资源，太阳辐射到地球表面的能量相当于人类目前生产能源的一万倍。太阳每分钟射向地球的能量相当于人类一年所耗用的能量。光伏电池是将太阳能转换为电能的主要装置。世界光伏电池发展很快，1996年以来销售量平均每年增长33%，预计到2040年，光伏发电将占全球电力需求的26%。美、欧、日等发达国家都有庞大的屋顶电池系统计划，发展中国家也有100多万个家庭使用光伏电池用上了电。

　　目前太阳能利用转化率多晶硅太阳能电池已达16%以上，单晶硅太阳能电池已达17.8%，将来还能进一步提高。到2020年，世界能源消费总量大约需要25万亿升原油，如果用太阳能替代，只需要约97万平方公里的一块太阳能“光板”就可实现，我国则只需要二、三十万平方公里的面积就够了。现在，太阳能电池板一般需要七八年收回成本，而使用寿命可长达27年，从经济效益上可行。我国西部地区120多万平方公里的沙漠戈壁如果用来建设这种太阳能发电厂，对解决我国的能源问题可以说是富富有余了。因此已有专家提出，可以从沙漠的上风头边缘开始，用太阳能电池板逐步将沙漠覆盖，太阳能板还可以作为农业工厂的顶板，下面作种植用地。这样一来，我国120多万平方公里的沙漠和戈壁就可以成为我国取之不尽用之不竭的能源基地，还可以大大减少沙漠地区的蒸腾蒸发量，消灭沙尘暴，制止沙漠的流动和扩张。同时得到广阔的生产空间，生产大量农产品，提高西部地区人类的生存能力，一举多得。

　　并网光伏发电是太阳能资源大规模和商业化利用的主要手段，目前技术上可以实现的方式有：屋顶并网发电系统和沙漠电站系统。屋顶系统是利用现有建筑的屋顶有效面积，安装并网光伏发电系统。沙漠电站则是在无人居住的沙漠地区开发建设大规模的并网光伏发电系统。不论是屋顶系统还是沙漠电站系统，都有可能实现光伏发电系统的大规模发展。目前太阳能电池已经开始广泛用于通信、交通、石油、农村电气化、民用产品等各个领域，光伏发电不但列入到国家的攻关计划，而且列入国家电力建设计划，同时也在一些重大工程项目中得到应用。

　　风能：近20年来，世界风力发电有惊人的发展，成为世界上增长最快的能源之一。全球风能发电年增长速度为35%，2003年初世界风力发电总装机容量已达到3200万千瓦。地球上的风能资源约为每年200万亿千瓦时，是地球上可利用水资源的10倍，只要能够将地球1%的风能利用好，就能满足全球的能源需要。

　　中国风能资源居世界第三，已探明理论储量为32.26亿千瓦，可利用开发为2.53亿千瓦，加上近海的风能资源，全国可开发资源在10亿千瓦以上，但已开发的只有千分之二。过去，由于风能的含能密度低，风向变换不定，风力大小无常，给风能大规模开发带来困难。现在的新型风轮已能够随着风向的变换和大小随意轻快地转动，风速大小都能正常工作，技术已经相当成熟。 如果风力发电站选址好的话，年发电时间可超过3000小时。我国北方冬春季风大风多，正是水电站的枯水期，风力发电正好能够弥补水力发电。据国家发改委再生能源规模化发展项目办公室资料，我国风能发电场已有26个，总装机容量50多万千瓦，近年风电年增长率都在50%以上，但是基数太低，未来发展将更快。正在开发的风力发电超过180万千瓦。风能的一个重要特点是上马快，不像核电、水电需要好几年的建设周期。按现有风电发展规划，到2020年，风电将占我国全部电力的10％。

　　地热能：每年从地球内部喷出或爆发出的热量大约相当于1000亿桶石油燃烧所放出的热量。在地球上所有能源中，地热能仅次于太阳能，排第二位。仅地球表层10公里厚的一层，就可满足人类近百万年的能量需要。世界上有20多个国家建有地热发电站，总装机容量超过843.8万千瓦。我国从七十年代开始发展地热电站，最大的西藏羊八井地热电站装机2.5万千瓦。近年来我国地热水直接利用总量已超过日本跃居世界首位。

　　生物质能：生物质工程是我国工程技术最前沿研究项目之一。生物质主要指粮食以外的秸秆、树木等木质纤维类农林废弃物及禽畜粪便等。我国相关生物技术已基本成熟，目前我国已在木质纤维素水解、代谢产物分离与纯化等三项国际公认的关键技术上取得重要进展。生物质能资源丰富，分布广泛易得，污染远低于煤和石油，平均含硫量只有千分之3.8（煤的平均含硫量为1%），且可再生，是能源分散供给体系的一种极佳能源。 我国农村还发展了以生物沼气技术为主的利用方式，2002年全国沼气用户已有1100万户。

　　一些省市还在积极发展粮食及秸杆深加工制取甲醇，乙醇，甚至汽油柴油，以代替石油，或用农产品代替石油制造塑料的工业，既提高了产值，增加了农民收入，也成为新一代可再生能源，具有巨大发展前景。2005年1月29日，《北京日报》发表了一篇文章说，再过5年，大街上跑的汽车，也许有四分之一烧的是用农作物秸秆等制成的乙醇或几乎无污染“生物柴油”了。我国新兴生物质产业已经处于国际领先地位，5年后产能有望达到大庆油田的产能，成为一座年产5000万吨的“绿色油田”。

　　核能：当今世界，核电站发展十分迅速，技术日趋成熟。截至2002年，全世界运行中的核电机组已达441个，总装机容量3.6亿千瓦，占全球供电比重16.1%，有17个国家的核电占全国总发电量的1/4以上，而中国还只有9座核电站运营，发电量只占2%左右，因此中国也应该提高核电比重。中国现在的核电生产能力只有200万千瓦，计划到2020年，将增至3600万千瓦，从而使核电比重提高到4%，以后还要提高到占20%以上。为此，我国必须将铀等核电燃料列入同石油一样重要的国家战略储备，由于全球核电发展迅速，最重要的核燃料铀已被各国抢夺一空，渐趋枯竭。今后国际市场上铀价肯定会暴涨，所以，应该及早将铀列入国家战略储备物资，加紧储备。同时开发钍及氢同位素等其他核燃料，以满足将来的需要。

　　海洋能：海洋能包括潮汐能、波浪能、海洋热能及温差能等。全球潮汐能理论资源有30亿千瓦，波浪能理论资源也有30亿千瓦，海洋温差能理论上则可达400亿千瓦。我国资源潜力很大，沿海地区应充分开发利用。

　　冰雪能源：日本的研究表明，雪可以作为保冷制冷的能源，现在以雪为能源的保冷制冷装置已经投入使用。用雪储藏农作物，其成本比用电控温要低。按照能量换算，一吨雪所能产生的热能相当于10升原油的热能。

　　垃圾资源化：“垃圾是放错了地方的资源”。现在，我国2/3的城市陷入垃圾包围之中，全国每年的城市垃圾总量已达到1.5亿吨，还在以每年9%的速度猛增。如果用老办法填埋，不仅占用土地，而且加剧环境污染。如何变废为宝，使垃圾资源化，是一个重大课题。我国有的企业已经研制成功高技术垃圾焚烧发电方法，采用高压风管喷风助燃，变频控温技术，降低了成本，使垃圾燃烧后二恶英排放值达到国家标准。并取得了好的经济效益。

　　氢能、核聚变能及其它：氢能、核聚变能被称为人类的终极能源或永久能源。燃料来源广，经济性好，无污染，理论上可供人类几亿年甚至永久使用。未来人类将进入热核时代和氢时代，汽车、火车、飞机、轮船等将都是用氢发动机、电动机、原子能发动机行驶，烧氢产水或用热核发电驱动。氢是地球上最丰富的元素，用太阳能发电电解水制氢或直接用太阳能聚焦电解水制氢，都是经济的、很有发展前途的方法。氢燃烧后仍合成水，没有任何污染，也是最清洁的燃料。而氢的同位素氘和氚做为热核燃料也足够人类用几千万年。氢能因无害，近年来受到各国政府的高度重视，投入大量经费支持氢能开发和应用。中国政府制订2020年的中国能源发展战略，氢能也被列为重点发展方向之一。我国863、973科技攻关计划中，就包括氢能规模制备、储运及相关燃料电池的基础研究，利用太阳能规模制氢的研究等，目前在一些关键技术上已经取得显著进展。我国氢能年产量已达到800多万吨，成为仅次于美国的第二大氢能生产国。我国变压吸附氢气提纯技术的处理能力达到20万立方米/小时，高压水电解技术，稀土合金储氢火箭用氢能发动机技术处于世界先进水平。目前已研制出中等规模的生物制氢等氢能技术，以氢为动力，只排放水而没有尾气排放的燃料电池轿车、客车已研制成功，并已试验运行2000多公里。10年后我国氢燃料电池汽车产业有望形成。

　　综上所述，化解即将到来的能源资源危机，我们必须跳出现在依靠不可再生的石油矿物资源来维持经济运转的模式，用可再生的新能源，新材料，新技术来使人类彻底摆脱矿物资源的桎梏。这一点对于中国的发展和和平崛起尤其重要。我们只有在新能源资源方面走在世界前面，才能不被遏制，并获得发展的动力。