天然气、石油、煤炭能不能被代替?答案是什么?
如果五六百年之后。地球的煤石油天然气用尽。人类的生活会是什么样子?
煤炭、石油和天然气是人类能源的三大基石,这个假设动摇到了人类生存与发展的根基!但到底有多大的影响也许大家都有一些想法,但可能都只是考虑到了这些燃料的能源利用方面,不知道各位有没有意识到这些资源的工业原料作用,因为能源是可以被替代的,但工业原料却很难找到替代物!
一、煤炭、石油与天然气的能源功能被替代吗?
似乎这并不是一个特别严重的问题,能源被定义为能够提供能量的资源,假如失去了石油、煤炭与天然气,能够替代的太阳能、水利以及潮汐与风能 ,还有核裂变能和聚变能!几乎所有用火的场合都能用电来代替,而且可做得更清洁,当然可能某些特定应用火可能无法替代,但相信即使是沼气或者一氧化碳或者氢气都可以人工制造代替,应该不可能会成为绝对的障碍!真正难以替代的场合是交通运输业:
1.汽车
现在电动汽车最难的并不是控制或者动力系统,而是储能!这个技术制约了电动汽车几十年的发展,甚至电动汽车早在百年前就出现了,一直没有推广这是有原因的!但现在储能技术正在进步,电动汽车已经比较普遍,尽管距离代替油车还需要一段时间,不过这已经提上日程,相信在未来100年内,100%替代是没有悬念的!
2.飞机
这个是最难替代的,因为电动机效率再高也只能是螺旋桨或者涵道风扇,超音速是不可能了,难道真的回归大型螺旋桨时代?
非常明显上图空客的电动飞机用的是涵道风扇!也许未来直接使用空气的离子发动机面世之后会迎刃而解!离子发动机是将空气电离后在电场加速下向后排出产生反推的发动机,但在当前模式下仅仅只能在真空中使用,而且推力极其微弱!
3.船运
船运行业,无论内河运输还是远洋运输,对质量增加是最不敏感的,因此用电动来代替当前的柴油动力是完全没有问题的,而且相对于船舶的巨大面积,太阳能电池和风能的补充是最方便不过!而且,最关键的一点是,核动力也可以上船舶,中小型电动,大中型以及超大型核动力,完美解决问题!
“北极级”核动力破冰船“亚马尔半岛号”!
4.火箭发射
当然如果实现了空气离子推进发动机的话,似乎也并不是什么大问题,但如果没有实现,而这些石油天然气与煤炭都没了的话,就只能一门心思考虑电磁发射了,即建立一条巨大的高耸入云(至少也要超过珠穆朗玛峰的高度)的电磁轨道,经过长长的轨道加速,最终在出口处达到第一宇宙速度,进入太空!(当然也可以人工制造甲烷或者生物质柴油来制造火箭燃料,或者其他化学合成,甚至氢氧火箭,这方面可能问题并不是特别大)
二、作为极其重要化工原料的煤炭、石油以及天然气能被替代吗?
其实这还真是一个头疼的问题,因为本可以轻易取得的原料现在却要人工合成,这将会消耗大量的能源,如果还没有实现核聚变的话这绝对是一个能源的无底洞,尽管有研究表明可以生物材料来部分替代石油的原材料功能,或者用植物成分来制造PE塑料等,但这仅仅是实验性质或者小规模范围内,假如要以普遍大规模来代替哪怕仅仅是日常塑胶用料也是不可能,更不要说各种极端要求的石油化工领域,比如耐酸,强碱以及高辐射领域的各种材料!
全世界石油开采量中约有6%被用于塑料生产,理论上使用二氧化碳与环氧化合物的化学反应以及合成的化合物再与二氧化碳反应,最终将可能得到多种聚合物以满足不同的需求,但这只能部分取代石油基的原料!大量的材料仍然无法满足要求,未来如果石油真正枯竭,这才是我们真正要面对的局面,如何来解决石油的化工原料替代!
综上所述,作为能源的石油煤炭和天然气是比较容易被替代,但作为化工原料的功能,石油煤炭和天然气至少在现代是极难被替代的,也许500年后技术进步了可以!
我觉得不会,就目前而言,人们对煤炭的需求还是有的,就比如烧烤摊,人们娱乐,吃烤食,这一直很前卫的娱乐方式,每天都要消耗着很多都煤炭,冬天南方,人们要取暖也是会再家里烧煤的,……所以煤炭还是占据着人们心中比较重要的位置。
现代可再生能源技术发展极为迅速,将于2010年后不久超过天然气,成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低,假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会,使其摆脱依赖于补贴的局面,并推动新兴技术进入主流。在本期预测中,风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源(生物质能除外)的增长速度为7.2%,超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。非水电可再生能源在总发电量所占比例从2006年的1%增长到2030年的4%。尽管水电产量增加,但其电力的份额下降两个百分点至14%。
部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
国际能源署(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%,在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%,详见前瞻《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告 》。
可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据IEA的预测研究,在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。
中国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。在国家的大力扶持下,中国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这热能种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。
2008年,为加快我国风电装备制造业技术进步,促进风电产业发展,中央财政安排专项资金支持风力发电设备产业化。2009年,“太阳能屋顶计划”实施,中央财政安排专门资金对光电建筑应用示范工程予以补助,弥补光电应用的初始投入。同年,《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》印发,该工程综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式,加快国内光伏发电的产业化和规模化发展,以促进光伏发电技术进步。
在税收方面,2008年9月,财政部、国家税务总局出台《关于执行资源综合利用企业所得税优惠目录有关问题的通知》,指出企业自2008年1月1日起以《资源综合利用企业所得税优惠目录》中所列资源为主要原材料,生产《目录》内符合国家或行业相关标准的产品取得的收入,在计算应纳税所得额时,减按90%计入当年收入总额。同年12月,《关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》出台,规定对利用风力生产的电力实现的增值税实行即征即退50%的政策。对销售自产的综合利用生物柴油,实行增值税先征后退政策。
参考链接:
新能源(能源资源学术语)_百度百科
http://baike.baidu.com/subview/53645/9110165.htm#13
新能源完全替代传统化石能源不会,除非氢能利用-人工制备化石燃料(比如甲烷等)等技术(在这里要不定义为可再生燃料)彻底成熟,相比于传统化石能源有了明显的优势。这主要是因为要完全取代旧能源,不仅仅是发电环节的问题,还要把所有用能终端的用能全部用电以及可再生燃料来做代替(说白了,还有好多终端,比如交通运输等,得烧油气)。 而其实不管是做到100%发电由新能源提供,还是终端用能全部来自可再生燃料这两个目标都不容易,个人谨慎猜测认为后面这个还要难一些. 但是个人认为可再生能源占比高到超过传统能源,还是有可能的,但是有一个前提:就是这主要取决于各种能源技术的发展速度,如果技术都如现在一样,电池用用就没电,光伏风电老得弃,氢燃料电解储存转一圈回来效率20%多,那估计让可再生能源占比很高也够呛。本文先不讨论体制与既有利益集团影响,只谈技术先。总体来说他们的阻碍作用可能会大于促进作用。