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美國大力發(fā)展海藻生物能源技術(shù)。圖為美國肯塔基州大學(xué)應(yīng)用能源研究中心海藻種子反應(yīng)器。新華社記者 劉欣
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人類發(fā)展史上已經(jīng)發(fā)生過的三次技術(shù)革命，這三次技術(shù)革命主要都是從新的生產(chǎn)工具誕生和應(yīng)用開始的。近年來，一些專家學(xué)者提出，第四次技術(shù)革命正在來臨，而新能源技術(shù)革命將是第四次技術(shù)革命的突破口。回顧人類技術(shù)革命的發(fā)展脈絡(luò)，前瞻新的技術(shù)革命，吸取歷史經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，抓住難得機(jī)遇，中國將走出一條新型現(xiàn)代化之路。
大趨勢：新能源主導(dǎo)第四次技術(shù)革命
技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命不能消除經(jīng)濟(jì)周期，但危機(jī)往往又是轉(zhuǎn)機(jī)。中國科學(xué)院院長路甬祥在中國科學(xué)院2009年度工作會(huì)議上預(yù)言，人類的第四次科技革命已在國際金融危機(jī)中醞釀，而新能源革命將是這次科技革命的關(guān)鍵突破口。
在過去100年內(nèi)，人類消耗了地球歷經(jīng)數(shù)百萬年所集聚形成的碳?xì)浠衔锏囊话耄唾Y源已過“供應(yīng)頂點(diǎn)”。與大量消耗煤炭、石油等化石能源不同的是，呼之欲出的新能源，將以可再生能源為主重組能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和能源利用方式，從而催生以新能源為主導(dǎo)的又一次全球新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)革命。
新能源是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署把新能源分為以下三大類：大中型水電；新可再生能源，包括小水電、太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽埽淮┩干镔|(zhì)能。雖然各國從國情出發(fā)，開發(fā)替代能源特別是開發(fā)可再生能源各有側(cè)重，但是，其中三大能源正成為大國著力開發(fā)的重點(diǎn)。
太陽能有望成為首選替代能源
據(jù)新華社記者歐颯2006年11月報(bào)道，美國馬薩諸塞州普羅米修斯可持續(xù)發(fā)展學(xué)院院長布拉德福德在新出版的《太陽革命》一書中預(yù)言，太陽能將在未來20年內(nèi)成為功效最佳、價(jià)格最低廉的替代能源。美國國防部國家安全太空辦公室(NSSO)主持、有170多位海內(nèi)外專家參與提出的一項(xiàng)研究報(bào)告建議，美國應(yīng)在10年內(nèi)開始實(shí)驗(yàn)宇宙太陽能發(fā)電。2007年10月日本共同社報(bào)道說，根據(jù)這一研究小組的報(bào)告，如果能建成宇宙太陽能發(fā)電站，一年內(nèi)采集的太陽能相當(dāng)于地球上已探明儲(chǔ)量的常規(guī)能源總和。這項(xiàng)報(bào)告預(yù)測，2050年，宇宙太陽能發(fā)電站有望開始滿足地球上的能源需求。
據(jù)俄塔社2008年12月報(bào)道，世界上最大的太陽能電站已在葡萄牙投入使用，年發(fā)電量可達(dá)9300萬千萬瓦時(shí)，足以保證三萬個(gè)家庭的用電量。2009年4月美國《舊金山紀(jì)事報(bào)》介紹說，總部位于舊金山的太平洋天然氣和電氣公司計(jì)劃從2016年開始，向Solaren公司購買源自太空太陽能的電力，兩家公司已簽署為期15年的合同。根據(jù)計(jì)劃和合同，Solaren公司將利用發(fā)送到地球同步軌道上的衛(wèi)星太陽能電池板收集太陽能，將其轉(zhuǎn)換成射頻能并傳輸回位于加州的地面接收站，然后再將射頻能轉(zhuǎn)換成電能，最終并入太平洋天然氣和電氣公司的電網(wǎng)用于商業(yè)化發(fā)電。日本政府將從2009年開始著手“宇宙太陽能發(fā)電”項(xiàng)目的研究。此舉不僅有利于擴(kuò)大太空利用的范圍，而且有助于解決全球氣候變暖和能源問題。
世界太陽能大會(huì)每兩年舉行一次，參會(huì)成員已發(fā)展到34個(gè)國家和地區(qū)，開發(fā)利用太陽能，已引起越來越多國家的關(guān)注。據(jù)報(bào)道，迄今太陽能發(fā)電僅占人類能源需求的不足0.1%。但是，利用太陽能的支持者相信，在全世界為尋找石油替代能源以及阻止氣候變化而大舉投資的推動(dòng)下，一個(gè)太陽能時(shí)代可能正曙光初現(xiàn)。
開發(fā)生物燃料前景廣闊
生物質(zhì)能作為一種化學(xué)態(tài)能，不僅能夠發(fā)電、供熱，而且能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)燃料和生物基產(chǎn)品，是能夠大規(guī)模替代化石燃料的可再生能源，因此，很多國家都在開發(fā)生物燃料，顯示廣闊前景。
目前，美國和巴西是世界上生物燃料乙醇的生產(chǎn)大國，兩國乙醇產(chǎn)量占全球乙醇總產(chǎn)量的70%以上。2007年，歐洲(主要是德國)的生物柴油生產(chǎn)能力已達(dá)500萬噸(約合58億升)。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2001年全球所產(chǎn)石油的57%用于交通領(lǐng)域，其中汽車是耗能大戶。截止2007年，全球汽車保有量已超過八億輛，全球每年汽車產(chǎn)量仍超過7000萬輛，預(yù)計(jì)到2020年全球汽車保有量將達(dá)到12億輛以上。全球所生產(chǎn)石油的62%將用于交通領(lǐng)域。巴西3/4的新汽車能夠使用從純乙醇到純汽油的混合燃料。美國提出，到2012年實(shí)現(xiàn)美國聯(lián)邦政府購買車輛中的半數(shù)將是插電式混合動(dòng)力車或電動(dòng)汽車。瑞典提出，到2020年不再依賴進(jìn)口石油，主要利用森林廢棄物生產(chǎn)的乙醇燃料。生物燃料還將廣泛用于生產(chǎn)和居民日常需求。2004年5月，世界自然基金會(huì)和德國應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所分別發(fā)表研究報(bào)告預(yù)測，到2020年，西方工業(yè)國家15%的電力源來自生物能發(fā)電，將有一億個(gè)家庭用生物燃料發(fā)電。
以玉米、大豆和甘蔗等糧食和油料作物等為主要原料生產(chǎn)乙醇燃料，不僅占用大量耕地與“與人爭糧”，而且可能會(huì)破壞森林、濕地和草原，造成新的環(huán)境和生態(tài)災(zāi)難。為了解決這些矛盾，第二代生物技術(shù)研發(fā)工作已經(jīng)取得了明顯進(jìn)展。開發(fā)第二次生物燃料的關(guān)鍵技術(shù)是催化酶技術(shù)，酶是一種生物催化劑，可使生物化學(xué)反應(yīng)在溫和的環(huán)境下進(jìn)行得更加迅速、效率更高。新型酶制劑能將植物中的纖維素分解成可發(fā)酵糖，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙醇。美國能源部通過資金支持國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室與企業(yè)合作，對纖維素催化酶進(jìn)行優(yōu)化，使第二代生物技術(shù)有望于2010年投入產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。
第二代生物燃料具有如下優(yōu)勢：
首先，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不需要改造就可以直接使用摻入生物燃料乙醇的汽油或柴油；其次，第二代生物燃料乙醇的催化酶技術(shù)未來幾年成本還將快速下降，具有大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的可行性；第三，秸稈等纖維素類農(nóng)業(yè)廢棄物資源豐富。2007年1月美國公布的一項(xiàng)報(bào)告指出，2027年，生物燃料乙醇將擁有20%汽油市場，創(chuàng)造1100億美元的經(jīng)濟(jì)增長，節(jié)約500億美元的石油進(jìn)口費(fèi)用和增加240萬個(gè)就業(yè)崗位。
核聚變解決全球性的能源問題
從1954年蘇聯(lián)建成世界第一座核電站至今，全球已有核電站435個(gè)，核電年發(fā)電量已占全世界發(fā)電總量的17%，其中，法國80%的發(fā)電來自核能。專家們認(rèn)為，一旦解決了可控的核聚變難題，全球性能源問題將迎刃而解。
2005年6月，來自歐盟、美國、日本、俄羅斯、韓國和中國的代表在莫斯科達(dá)成協(xié)議，確定法國的卡達(dá)拉舍為國際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆的建造地。當(dāng)今全球各地的核電站都是通過鈾、钚等重金屬元素的原子核發(fā)生裂變反應(yīng)來獲得巨大能量，而核聚變反應(yīng)主要是從海水中提取氫的同位素用于核聚變反應(yīng)，從而產(chǎn)生巨大能量。不僅海水中的氫在地球上幾乎用之不竭，而且聚變過程產(chǎn)生放射性微乎其微，不產(chǎn)生核廢料，對環(huán)境的污染很小。科學(xué)家從一升海水中可提煉1/6克氚，其聚變后放出的能量相當(dāng)于300升汽油燃燒釋放出的能量。浙江大學(xué)物理學(xué)教授盛正卯說，從海水中提煉氚技術(shù)已經(jīng)掌握，問題是核聚變過程中不能實(shí)現(xiàn)可控，從理論上講至少30年后可將海水聚變成能源。
幾個(gè)大國在參與開發(fā)核聚變技術(shù)和應(yīng)用的國際合作的同時(shí)，都在積極研究核聚變問題。美國科學(xué)家提出，通過模仿太陽能中心核聚變發(fā)能原理，打造出微型“人造太陽”，為將來探索新能源帶來希望。2008年12月，英國《每日電訊》報(bào)報(bào)道說，如果試驗(yàn)成功，科學(xué)家將向著建立現(xiàn)實(shí)核聚變發(fā)電站邁出第一步。由于作為試驗(yàn)用燃料的氫在宇宙中普遍存在，“人造太陽”將有助于科學(xué)家探索一種幾乎取之不竭的能源。
一些專家預(yù)測，人類有望在50年內(nèi)實(shí)現(xiàn)可控核聚變，從而解決全世界面臨的能源問題。“到2050年，我們將可以使用一種本質(zhì)上安全，可以提供可靠的、不排放碳的無限的燃料供應(yīng)——這就是核聚變發(fā)電。”
中國現(xiàn)代化之路：不可錯(cuò)失的又一次機(jī)遇
中國經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化曾錯(cuò)失三次歷史性機(jī)遇。第一次是1793年錯(cuò)失第一次工業(yè)革命擴(kuò)散的機(jī)遇；第二次是1842年至1860年錯(cuò)失第二次工業(yè)革命起步的機(jī)遇；第三次是從20世紀(jì)50年代中期到70年代中期錯(cuò)失第三次工業(yè)革命技術(shù)轉(zhuǎn)移的機(jī)遇。正在到來的第四次技術(shù)革命，對中國既是難得機(jī)遇，又面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。中國不能重走歐美國家“先污染，后治理”的工業(yè)化老路，必須走出一條科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化、現(xiàn)代化道路。
沒有農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化就沒有國家現(xiàn)代化
2007年，中國GDP中，第一產(chǎn)業(yè)增加值仍占11.8%；在就業(yè)結(jié)構(gòu)中，第一產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力就業(yè)比率為40.8%；農(nóng)村人口為7.27億，仍占全國人口13.21億的55%。我國正處在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、農(nóng)村傳統(tǒng)社會(huì)向現(xiàn)代化社會(huì)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期。世界許多國家農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化為我們提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)：
1、采取切實(shí)有效措施保護(hù)耕地
中國以占全球7%的耕地養(yǎng)活著世界22%的人口。問題是中國人口繼續(xù)增加，而耕地卻不斷減少，從1996年到2005年，全國耕地面積減少一億多畝，人均占有耕地降至1.4畝，僅為世界平均水平的1/3。2020年，全國耕地面積能否保住18億畝，對我國中長期糧食供應(yīng)和安全有重大影響。
土地既是廣大農(nóng)民最基本的生活保障，又是實(shí)現(xiàn)糧食等主要農(nóng)產(chǎn)品基本自給和糧食安全的保障，我們必須采取切實(shí)有效措施保住18億畝耕地“紅線”。
2、大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要特征是生產(chǎn)規(guī)模化、經(jīng)營企業(yè)化、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和效益最大化，農(nóng)產(chǎn)品加工率超過90%。要從我國農(nóng)戶規(guī)模小、經(jīng)營分散的實(shí)際出發(fā)，在現(xiàn)有土地承包關(guān)系保持穩(wěn)定并長久不變的基礎(chǔ)上，推進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)營方式轉(zhuǎn)變，不斷滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的新要求，堅(jiān)定不移地走中國特色的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路。
3、要用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)資料和管理方式來改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，改革開放前，農(nóng)業(yè)投資占到整個(gè)國有單位投資比重的5%以上，而到1995年，農(nóng)業(yè)投資的比重僅為2%。從1949年到1979年的30年間，全國共建成水庫(10萬立方米以上)87085座，全國擁有有效灌溉面積7.3億畝，占世界灌溉面積的1/4。但改革開放30年來，僅建設(shè)各類水庫827座。很多發(fā)達(dá)國家都大力扶持農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和信息化建設(shè)，特別是增加研發(fā)投資，大力發(fā)展生物技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。這些經(jīng)驗(yàn)也是值得我們借鑒的。
能源是實(shí)現(xiàn)全面現(xiàn)代化的強(qiáng)大動(dòng)力
我國正處在工業(yè)化過程中，工農(nóng)業(yè)仍占很大比重，全國人民衣食住行需求迅速增加，所需能源不斷擴(kuò)大。我們必須使用清潔能源，必須節(jié)能、減排，實(shí)現(xiàn)人與自然、人與環(huán)境和諧可持續(xù)發(fā)展，才能走出一條新型現(xiàn)代化道路。
1、有效開發(fā)和利用煤炭資源
據(jù)國土資源部2002年《全國礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量通報(bào)》公布的數(shù)據(jù)，我國煤資源量和基礎(chǔ)儲(chǔ)量分別為6860.62億噸和3340.88億噸，居世界第一位；可開采儲(chǔ)量為2040億噸，居世界第二位。主要問題是，不僅回收率、利用率低和損失嚴(yán)重，而且在消費(fèi)過程中排放大量污染物。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1949年到2003年，全國累計(jì)采煤350億噸，而資源消耗量卻超過1000億噸，回收率平均不到30%，大大低于發(fā)達(dá)國家煤資源回收率高達(dá)80%的水平；煤炭在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占70%左右，但利用效益低，特別是大量煤層氣白白燒掉，成為主要環(huán)境污染源之一。如果依靠先進(jìn)技術(shù)，特別是采用清潔煤技術(shù)，我國煤資源不僅可以開采更長時(shí)期、減少對外能源依賴，而且能夠大大改善生態(tài)環(huán)境。
2、積極開發(fā)和利用核能
據(jù)《中國經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)》2009年報(bào)道，我國迄今已投產(chǎn)核電裝機(jī)容量約900多萬千瓦，但僅占全國電力總裝機(jī)容量的2%左右。我國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)先選擇是加快發(fā)展核電。
在核電發(fā)展戰(zhàn)略方面，堅(jiān)持發(fā)展百萬千瓦級先進(jìn)壓水堆核電技術(shù)路線，目前按照熱中子反應(yīng)堆——快中子反應(yīng)堆——受控核聚變堆“三步走”的步驟開展工作。積極跟蹤世界核電技術(shù)發(fā)展趨勢，自主研究開發(fā)高溫氣冷堆、固有安全壓水堆和快中子增殖反應(yīng)堆技術(shù)，根據(jù)各項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的進(jìn)展情況，及時(shí)啟動(dòng)試驗(yàn)或示范工程建設(shè)。據(jù)新華社記者蔡敏2007年1月報(bào)道，我國新一代“人造太陽”實(shí)驗(yàn)裝置——位于合肥的全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置通過了國家重大科學(xué)工程中科院各專業(yè)組驗(yàn)收，并在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)過程，多次成功放電。我國有可能成為最早實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電的國家之一。
3、大力開發(fā)生物燃料等可再生能源
我國擁有豐富的風(fēng)能、水能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿瓤稍偕茉促Y源，每年秸稈就達(dá)七億噸，農(nóng)業(yè)廢棄物資源極為豐富，開發(fā)生物燃料潛力巨大。為應(yīng)對日益加大的資源和環(huán)境壓力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，我國政府規(guī)劃，到2020年，把可再生能源占一次能源供應(yīng)的比重，從目前的8%提高到15%左右。
能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展的血液和強(qiáng)大動(dòng)力，新能源的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，不僅將保障能源供應(yīng)，而且將不斷改善環(huán)境。我國走出一條新型現(xiàn)代化道路，不僅將推動(dòng)我國實(shí)現(xiàn)全面現(xiàn)代化，而且將對各國經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。