可持续能源:用数字说话
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“人类的能源消耗是‘巨大’的,地球化石燃料的储量是‘巨大’的,可持续能源的潜力也是‘巨大’的。而这‘巨大’和‘巨大’之间是怎样的关系,很多人就不清楚了。所以,我们需要的是数字,而不是形容词。”
剑桥大学物理系教授、英国能源与气候变化部首席科学顾问戴维˙麦凯,在他的著作《可持续能源:事实与真相》中如是写到。他写作该书的目的也正在于此,用数字澄清能源问题和现状,改善公众对可持续能源认识不清的现象。
关于认识与真相的差距,中国科学院副院长李静海院士在为本书所作的序言中也这样说:“公众常常被一些数字迷惑,却不能以科学的态度去辨别是否真实可靠、符合逻辑。比如公众听到中国的二氧化碳排放量居世界前列,却不知中国的人均排放量低于世界水平,而且中国的工业排放有很多是为富裕国家生产产品造成的。”
绿色能源没想象的美好
本书的译校、国家科学图书馆武汉分馆情报研究部主任、能源情报专家张军在接受记者采访时说,关于可持续能源,我们不知道的最大的真相,恐怕就是绿色能源“并不是你想象的那么美好”。
张军说:“公众包括一些科学人士,在提到太阳能的时候都会说,‘这是取之不尽、用之不竭的能源,能提供热能,还可以发电,不是非常好吗?风能、潮汐能也是,又清洁,又永续,多好。’但是它们为什么一直不能取代化石燃料?”
张军解释说:“首先是规模问题。四座大型燃煤电厂,就够供应北京城的用电和供暖需求。假如都用太阳能发电,把半个河北省铺满光伏板,都不够北京城用。”
绿色能源的其他“大毛病”,还包括成本偏高、效率低下、电网难以消纳等。作个简单的比较,燃煤发电,1度电也就5毛钱。如果用太阳能电池板发电的话,得1元钱1度电。
可持续能源的波动性是另一个大问题。太阳、风、波浪,都是一会儿大一会儿小,甚至一会儿有一会儿没有,所以它们发的电也是波动或间歇的。张军说:“燃煤发电高效、便宜、稳定,在一定时间内,不会被取代。”
在本书中,关于可持续能源面临的种种难题,包括可持续能源的产量问题、技术问题,都有详细的介绍。戴维˙麦凯在计算了能源的效率、可持续能源电站的占地面积、产能和能耗关系等数据后,得出了“可持续能源不足以代替化石燃料”的结论。
计算胜于雄辩
阅读此书,还有一些让我们吃惊的真相。比如一般认为,及时拔下充电器是为了节能减排。然而据作者介绍,手机充电器的功率平均为1瓦,只占家庭用电量的四百分之一。即便每个人都及时拔下充电器,一年节约的电量也只够洗一次热水澡。
当然,作者举这个例子的目的,并不是让民众不再节约,而是告诉大家:个人能做的很少,可持续能源的大规模应用,还需要在国家层面上启动。而且,作者也给出了探讨能源问题的方法:精确计算,而不是凭感性认知想象。
精确的量化计算,才能看到可持续能源背后的事实与真相。尤其是数学计算的方法,也并不局限在一时一地。有了能源消耗、产生的公式,各国根据自己的人口资源数据,就可以计算出本国的能源现状。
比如在本书的第一章“数字胜于雄辩”中,作者详细计算了一个国家能源消费方式和可持续能源的生产效率。以一天的能量消耗为196千瓦时为标准(以下数据单位均为千瓦时),分别是国防4、物品运输12、物品49、食品农作肥料 15、小家电5、照明4、供暖制冷37、喷气式飞机30、汽车40。而可持续能源的理论产能只有176千瓦时(太阳能光伏发电50、风能20等),而且还存在诸多的不可行因素。
所以,不容乐观的是,能量的消耗大于生产,即可持续能源提供的能量,不足以供应一般社会发展水平所需。
中国扮演了重要角色
作者也认为,虽然可持续能源的现状欠佳,但是潜力很大。作者结合储能、运输等问题,结合他对可持续能源的精密计算,甚至给出了他对欧洲和美国的能源规划建议:绿色电力要增加10~20倍。
具体到中国,2007年时,每人每天的能源消费约50千瓦时。提供这50千瓦时能量的是煤炭34、石油9、可再生能源6。相比之下,中国可再生能源占供能比例超过10%,而英国只有2%。这源于中国的太阳能供热、电动自行车的数量,超过其他国家的总和。因此,作者说,中国在世界能源转型方面扮演了一个重要角色。
作者给出的有全球普遍性的、未来可持续能源方案是:太阳能用一点,风能用一点,海洋能用一点,核能用一点,合理地搭配使用,只要这些能量相加以后满足人均用能需求就行。
对于作者的眼光和思路,张军说:“戴维˙麦凯书中理念的核心是:我不是告诉你一个标准的答案,而是要让你在思考问题的时候,考虑进每一种能源的本质缺陷和优点,结合每一个国家的特点,根据具体情况来解决问题。”
李静海也认为该书通过严密精细的计算,“解开了我许多疑团”。