新能源的远虑与近忧论文3000字
未来广泛应用的新能源
---生物质能与核能
能源是人类藉以克服困难,维持生存的原动力,譬如太阳给我们光热,风吹动风车可以发电,燃烧汽油可用以推动汽车,使用瓦斯可以烹调、取暖,凡此种种如太阳、风、汽油、瓦斯等都是能源。近年来,无论核分裂、核融合和太阳能的研究发展,均呈现出一片蓬勃景象,但今日能源供应市场燃料其蕴藏量有限且日益枯竭、分布不均,使用时又污染严重,鉴於目前已经投置的生产设备和应用技术,预计主能源维持在能源主流的地位直至本世纪之末,因此人类当务之急便是寻求更好用的燃料,并加紧改良现有能源的利用技术。下面是未来应用较广泛的两种新能源。
一、新能源之生物质能
生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。 而所谓生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能 量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可 转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化 而来的。
1、生物质能的特点
1) 可再生性生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性生物质的硫含量、氮含量低; 生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量, 因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的十倍。
2、生物质能的分类
依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等。林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等。农业生物质能资源是指农业作物;农业生产过程中的 废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排 出的废水等,其中都富含有机物。 城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和 少量建筑业垃圾等固体废物构成。
3、生物质能的利用
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居 于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。 目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热 解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能 源,现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,生物油和生物炭,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。
4、生物质能对中国的意义
中国是一个人口大国,又是一个经济迅速发展的国家,21 世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式,开发利用生物质能等可再 生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统,促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国 80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998 年农村生活用能总量 3.65 亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为 2.07 亿吨标煤,占 56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。
二、新能源之核能
核能是核裂变能的简称。多年以前50科学家在的一次试验中发现铀-235 原子核在吸收一个中子以后能分裂,在放出 2—3 个中子的同时伴随着一种 巨大的能量,这种能量比化学反应所释放的能量大的多,这就是我们今天 所说的核能。核能的获得途径主要有两种,即重核裂变与轻核聚变。核聚 变要比核裂变释放出更多的能量。例如相同数量的氘和铀-235 分别进行聚 变和裂变,前者所释放的能量约为后者的三倍多。被人们所熟悉的原子弹、 核电站、核反应堆等等都利用了核裂变的原理。只是实现核聚变的条件要 求的较高,即需要使氢核处于几千万度以上的高温才能使相当的核具有动 能实现聚合反应。
1、核能利用— 核电站
目前化石燃料在能源消耗中所占的比重仍处于绝对优势,但此种能源 不仅燃烧利用率低,而且污染环境,它燃烧所释放出来的二氧化碳等有害气体容易造成 "温室效应",使地球气温逐年升高,造成气候异常,加速土地沙漠化过程,给社会经济的可持续发展带来严重影响。与火电厂相比, 核电站是非常清洁的能源,不排放这些有害物质也不会造成"温室效应", 因此能大大改善环境质量,保护人类赖以生存的生态环境。 世界上核电国家的多年统计资料表明,虽然核电站的投资高于燃煤电厂,但是,由于核燃料成本远远地低于燃煤成本,相反核燃料反应所释放 的能量却远远高于化石燃料燃烧所释放出来的能量,而且核燃料取之不皆,这就使得目前核电站的总发电成本低于烧煤电厂。
2、核能发电优点 :
1)、核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。
2)、核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
3)、核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的 燃料体积小,运输与储存都很方便,一座 1000 百万瓦的核能电厂一年只需 30 公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。
5)、核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较 不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。
3、核能发电缺点 :
核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然 所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政 治困扰。 核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到 环境裏,故核能电厂的热污染较严重。核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。核能电厂较不适宜做尖峰、高峰之随载运转。兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界 环境,会对生态及民众造成伤害。
4、中国核能发展的趋势
核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如, 一座 100 万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨,而相同功率的核电站每年 仅需铀燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染,几乎是零排放,中国正在加大能源 结构调整力度。积极发展核电、风电、水电等清洁优质能源已刻不容缓。中国能源结构仍以煤炭为主体,清洁优质能源的比重偏低。 中国目前建成和在建的核电站总装机容量为870万千瓦,预计到2010 年中国核电装机容量约为 2000万千瓦,到 2050 年,根据不同部门的估算,中国核电装机容量可以分为高中低三种方案。中国国家发展改革委员会正在制定中国核电发展民用工业规划,准备到2020年中国电力总装机容量预计为9亿千瓦时,核电的比重将占电力总容量的4%,即是中国核电在2020年时将为3600-4000万千瓦。 从核电发展总趋势来看,中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确并正在执行,当前发展压水堆,中期发展快中子堆,远期发展聚变堆。具体地说就是,近期发展热中子反应堆核电站;为了充分利用铀资源,采用铀钚循环的技术路线,中期发展快中子增殖反应堆核电站;远期发展聚变堆核电站,从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。
人口增加,每人耗费的能源用量也不断升高,但自然界的能源蕴藏并非无穷,与传统能源逐渐枯竭之际,对各种形式再生能源的开发研究正被各国重视,现今社会人类终於体悟到能源不容我们的任意挥霍,因此除了积极开发新能源、改善能源利用的效率外,也应研究如何在不降低生活水准、不减缓工业发进步及经济成长的前题下,努力节约能源。
未来广泛应用的新能源
---生物质能与核能
能源是人类藉以克服困难,维持生存的原动力,譬如太阳给我们光热,风吹动风车可以发电,燃烧汽油可用以推动汽车,使用瓦斯可以烹调、取暖,凡此种种如太阳、风、汽油、瓦斯等都是能源。近年来,无论核分裂、核融合和太阳能的研究发展,均呈现出一片蓬勃景象,但今日能源供应市场燃料其蕴藏量有限且日益枯竭、分布不均,使用时又污染严重,鉴於目前已经投置的生产设备和应用技术,预计主能源维持在能源主流的地位直至本世纪之末,因此人类当务之急便是寻求更好用的燃料,并加紧改良现有能源的利用技术。下面是未来应用较广泛的两种新能源。
一、新能源之生物质能
生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。 而所谓生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能 量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可 转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化 而来的。
1、生物质能的特点
1) 可再生性生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性生物质的硫含量、氮含量低; 生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量, 因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的十倍。
2、生物质能的分类
依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等。林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等。农业生物质能资源是指农业作物;农业生产过程中的 废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排 出的废水等,其中都富含有机物。 城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和 少量建筑业垃圾等固体废物构成。
据7月号《大众科学》(注:中文版《科技新时代》)报道,石油价格一路上扬,“石油危机”成为目前最流行的词汇,很多人甚至产生了石油还够用多久的疑问?石油总有一天会耗尽,这毫无争议,但这并不意味着世界末日来临。以石油消耗大户美国为例,美国科学界从石油危机中看到的不是绝望,而是能源的复兴,他们认为,美国到了严肃地考虑从石油转换到清洁、可再生的能源的时候了,而美国已经具备了相关的技术,只要再进一步开发,美国将彻底摆脱对进口石油的依赖。
一 利用风能
地球上的化石能源(石油)终究是有限的,为了人类的持续性发展,必须找到其他可替代能源,而风能就是一个很好的选择。在美国科罗拉多州的博尔德南部的高原上的平旷地带,矗立着四排实验性涡轮机,这些机器在冰雪覆盖的洛矶山脉的映衬下更显得巍为壮观,150英尺的叶片在微风的吹拂下缓慢地旋转着。美国能源部可再生能源实验室的主工程师萨迪·布特菲尔德说:“如果你要选择一个商业涡轮机发电农场,你决不会看中这个地方。但这里却是一个完美的风能实验场地。因为在这里我们可以获得风速为每小时100英里的风能条件。我们通过在这种条件下的实验能很快地知道哪种设计应该淘汰。”1991年,一份政府有关风能的概论作出了如下结论:堪萨斯州、北达科他州和德克萨斯三州有着丰富的风力能源,仅这三个州的风能就可足够满足整个美国的能源需求。今天看来,这项报告不免有些估计过低了。在过去的20年中,风能的价格已经下降了85%,这在很大程度上归功于不断提升的涡轮机效率。政府还制定很多条令来鼓励民众购买利用风力所产生的电能,可以想见在不久的未来使用风力电能必成大势所趋。
二 取消电网
现有的输电系统是从能源中心通过电线向用户送电。这样做有很大一个缺点,那就是输电过程中会损失很多电能。所以更好的供电系统是“分布式发电”。可以在住处和工作地点附近利用风能和太阳能发电,做到自给自足。例如,可以利用地热系统给建筑物供暖和降温,利用屋顶上的太阳能电池提供电力,多余的电能还可以输送到当地的供电系统中,以零售价卖掉,这样还能获取一部分收益。这些措施简便易行,远好于建设发电厂和进口国外的能源。有人估计,一个这样的小型发电厂所需要的太阳能发电设备的造价可在四年内回收回来。既然有这么多的优点,何乐而不为呢?
三 混合燃料汽车
美国陆军宣布将开发一种使用新型混合燃料的“悍马”(Humvee)战车,它预示着混合燃料汽车的时代已经来临。混合燃料汽车通过内燃和电驱动,提高能源利用效率。今天混合型汽车已不再仅仅是陈列室中供人参观的样品,它已完全步入了实用阶段。这将大大削减汽油的使用量,汽车排放的尾气也将随之大幅减少。被称为插入式混合型电动车可以夜间在自家的车库中充电,夜间电费低廉,这样就节省了一项不小的开支。加州大学伯克利可再生能源实验室主任丹尼尔·卡门说:“如果在一夜间,美国的汽车全部被这种混合型汽车所取代,石油的消耗量将会下降70-90%,美国进口石油的时代将彻底结束,在未来多年中,美国的石油将完全可以自给自足。”
四 制造质量更好的乙醇
今年,美国汽车制造商将生产100万辆灵活燃料车,乙醇加油站的数量将增加三分之一,达到大约1000家。现在美国所生产的绝大多数乙醇是由玉米粒发酵而来,这个过程要消耗相当数量的化石燃料。丹尼尔·卡门将这种由基于玉米的乙醇看做是一种过渡型燃料,他说:“要想使用乙醇替代石油,防止全球进一步变暖,我们需要进行一次从玉米乙醇到纤维乙醇的大规模革新运动,纤维乙醇的原料可以有多种选择,柳枝稷、木片以及像玉米芯和玉米杆这样的农业废料都可以用做生产纤维乙醇的原料。现在用于制造乙醇的酶的造价很高,不过这个问题并不难解决。”白蚁后肠中的微生物可以将植物纤维素转化成碳水化合物,美国能源部联合基因组研究所主任艾迪·卢宾说:“我们正在测定那些微生物DNA序列,将来可以通过生物工程制造出新的机体来分泌这些酶。”这样我们就可以利用虫子的体液来驱动我们的汽车前进,摆脱了对化石能源的过度依赖。
五 利用太阳能
明年初,在洛杉矶东北部的一个沙漠农场中将会出现数十个巨大的凹镜。每个凹镜的直径为37英尺,这些凹镜通过电子控制可以自动跟踪太阳,将阳光反射到一个热量收集器上,热量收集器利用这些浓缩的阳光将氢加热到1,300华氏度,通过斯特林发动机驱动发电机发电。当世界上最大的太阳能农场完工后,在摩加伏沙漠4,500英亩的范围内将会布满大约2万个这样的凹镜收集太阳能,利用这些能量产生的电能将可以向287,000个家庭供电。每小时到达地球上的这些太阳能可以满足全世界一整年的电力需求。我们很久以来就已经知道如何利用太阳能来为加热空间和水,但将阳光转化为电能却存在很大困难。
斯特林太阳能凹镜可以将30%的太阳能转化为电能,这是世界上将太阳能转化为电能效率最高的一种技术。科学家希望通过技术改进可以使这个转化率提高至50%。其他的能量企业家还有更为远大的设想。美国航空航天局的科学家一直以来梦想有一天能在太空中利用太阳能发电,然后通过微波将能量将能量输送到各个家庭。随着科学的不断进步,终有一天这个设想一定可以变为现实。
六 制造氢能源
氢能源的潜力巨大,但将其他物质转化为氢并不件容易的事。自然界中不存在纯氢燃料,今天最制造氢最便宜的方式是通过石油或天然气获得,但这并不能避免产生二氧化碳。氢燃料电池的效率是内燃机的二倍多。在冰岛,丰富的可再生能源使氢经济的产生成为可能。在美国,未来的某天可以利用多余的风能来生产氢燃料。研究人员还可以利用基因工程来制造出有生物来直接将太阳转化为氢。
七 利用海浪能发电
美国的海岸线的海洋蕴含着巨大的能量,其中大约有八分之一可以开发利用,同时还不会污染环境。这些可利用能源总量相当于我们现在所有的水力发电厂发电的能量总和。在可利用能源这个竞技场中,欧洲一直走在世界的前列。今年夏天,在葡萄牙,工作人员正在安装一种海岸波浪能转化器。这种蛇状的钢管一半浸于水中,一般露出水面,一直向远海方向延伸了3英里。至2008年这种装置将可以为大约15,000个家庭供电。波浪能的优点是它的能量密度是风能的10至40倍。目前潮汐涡轮机技术发展迅猛,这无疑为波浪能的利用铺平了道路。今年夏天,在纽约东河的水下的六个涡轮机在河流潮汐流的驱动下将开始投入发电。缓慢旋转的推进器第一年将会产生525,000千瓦时的能量。为期18个月的试验表明,布设足够多的涡轮机将可以为8,000户家庭供电。虽然它现在的发电能力有限,但它毕竟代表着未来的能源的一种发展方向,这是件激动人心的事情。这将是世界首个产能潮汐涡轮机农场,这种样机将可以为我们提供稳定的无污染能源。维吉尼亚的海洋学家乔治·哈格曼说:“我们可以称它为月亮能,风时有时无,但从现在开始至未来的1000年,月亮和潮汐会始终存在。”
八 向地下要能源
美国地热能协会执行理事卡尔·格威尔说:“在德克萨斯州西部废弃的油井中冒上来的热水中含有5,000兆瓦的地热能。现在因为没有加以利用,这些能量正在被白白浪费掉,现在我们对这种能量使用的能力远超过了我们对这种技术的实际使用。”地热能可以被用来发电或给建筑物供热。夏威夷、阿拉斯加以及西部各州都分布有丰富的地热能。
可以利用温度为160华氏度水温的地热水库发电。一些公司正在开发德克萨斯州、阿肯色州、佐治亚州和西维吉尼亚州的低温热泉,一旦开发成功,将可以使美国地热发电能力在未来4至5年的时间翻一番。
九 开发垃圾燃气
自旧石器时代,我们就一直在燃烧生物物质,当时人们利用燃烧木头来给山洞供暖,烧烤大型动物的肉。今天绝大多数的生物质能量仍来源于木材,但现在我们要做的是怎样利用这些农业废料和草本植物来发电。这些物质与化石燃料一样,燃烧时会产生二氧化碳。但生物质燃烧时释放的二氧化碳何以通过其生长时吸收二氧化碳获得平衡。在所有的新技术中,气化或许是最具潜力的一种。气化系统在低氧环境中通过极度高热将农业废料或任何一种生物质转化为氢和二氧化碳的混合气体,这种气体可以在锅炉中燃烧,或可以替代涡轮机中的天然气,这些气体可以被用来驱动蒸汽涡轮机进行二次性发电,整个过程中产生的多余热量还可以用来给建筑物和整个城镇供热。
十 节能从我做起
回想上世纪70年代,所谓的节能就是关灯。《家庭能源饮食》一书的作者保罗·舒基尔表示,今天,随着科技的发展,我们节约能源可以充分利用技术优势。现在,美国平均每1美元的经济产出所消耗的能源比30年前减少了47%。令人遗憾的是,由于输送电力的效率有待提高,所以,大量能源在抵达每一个家庭和办公室之前就被浪费了。对此,消费者无能为力,但他们可以从我做起,在自己的家中或办公室里有意识地节约能源。最清洁最廉价的能源就是不用能源。
开发可再生能源与提高能源使用效率相结合,将对全球经济可持续发展、解决贫困人口的能源问题、减少废气排放等做出重大贡献。可再生能源事业得到发展,可以成为继煤炭、石油、天然气之后重要的替代能源之一。
电力短缺、煤炭短缺、石油短缺……当前能源短缺正在日益成为制约许多国家经济发展的“瓶颈”,发
展能够替代煤炭、石油、天然气的可再生能源成为人们广泛关注的焦点,认为这是一项涉及子孙后代生存与发展的战略任务。
可再生能源取之不尽
自人类大规模利用矿物能源、特别是石油资源被开发之后,人类生产和生活面貌发生了巨大变化,与此同时,粗放的经济增长方式则造成全球大气、土壤、水源等诸多方面环境质量严重下降,暴露出世界上许多国家以煤炭等为主的能源结构的弊病。特别是自20世纪70年代石油出现危机后,使人们逐步觉醒,矿物能源终有耗尽之时,人类要维持自己的生产生活持续发展,必须开发新的能源,特别是可再生能源。
可再生能源利用价值非常可观。据我国专家推算,每利用一吨可再生资源可以节约原生资源120吨,少产生垃圾废水10吨,增加产值约3000元人民币,产生利润500元。利用可再生资源进行生产不仅可以节约资源,遏制废弃物泛滥,而且具有比利用原生资源进行生产消耗低、污染物排放少的特点。按国际标准测算,一座金矿每吨矿石可提取10多克黄金,而加工废电器每吨可提取50克黄金及其它贵重金属,成本不到金矿的20%,污染仅相当于开矿的几十分之一。
发展可再生资源利用产业几乎涉及所有行业,如果能够得到健康快速发展,便可带动其它相关产业的快速发展,并为城市人口创造大量就业岗位。美国的实践表明,可再生能源发电比传统发电方式劳动密集程度要高。美国全球观察研究所的报告说,10亿千瓦时发电量用煤炭或核燃料需要100到116个工人,而太阳能发电站则提供了248个工作岗位,风电场提供了542个工作岗位。根据国际经验,发展可再生能源可以安排大量剩余劳动力。
发展可再生能源可以降低发展中国家对煤炭的过分依赖,保障能源供应安全。据环境专家测算,大气中90%的二氧化碳和氮氧化物、70%的烟尘来自燃煤,煤炭开发利用过程中产生的大量的矸石、腐蚀性水、煤泥、灰渣和尘垢等,已构成对工农业生产和生态环境的危害,而可再生能源基本上不产生环境污染问题,因而发展可再生能源也是保护大气环境的迫切需要。另外,目前全球有20亿人无法享受正常的能源供应,发展中国家的农村主要依靠直接燃烧秸秆、柴草等提供生活用能,不仅造成严重的环境污染,危害人体健康,还威胁生态环境,发展可再生能源则有利于改善这些国家农村和偏远地区的生产生活条件。
开发与利用方兴未艾
自20世纪80年代以来,开发新能源逐步成为新技术革命的一项重要内容,发达国家竞相投入巨大的人力和物力开发太阳能、风能、潮汐能等可再生能源,一些发展中国家也大力开发替代石油的酒精燃料等新能源。
在可再生能源中太阳能资源取之不尽,清洁安全,是最理想的可再生能源,目前国际上对太阳能的开发十分重视。据有关资料介绍,20世纪80年代美国建成抛物面槽太阳能发电站,俄罗斯、澳大利亚、瑞士相继建立了太阳能发电厂,1992年日本太阳能发电系统和电力公司电网联网,而到2000年已有7万家庭安装了太阳能家庭发电设备。预计到2050年德国消耗的能量半数将来自太阳能。
风能是地球“与生俱来”的丰富资源,加快开发利用风能已成为全球能源界的共识。风能的利用主要是发电,目前风电在全球已发展为年产值超过50亿美元的庞大产业。风能是可再生、无污染的绿色能源,一台单机容量为1000千瓦的风机与同容量火电装机相比,每年可减少排放2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮,没有常规能源所造成的环境污染。风能还具有一次投资后的追加成本少的特点,凭借其巨大的商业潜力和环保效益,在全球可再生能源行业中创造了最快增速。风力发电技术成熟,单机容量大,建设周期短,完全是一种安全可靠的能源。从长远看,不论工程投资还是发电成本,都会逐步接近火电成本。风力发电是一个极具发展潜力的产业,全球已有50多个国家正积极促进风能事业的发展。
政府支持是发展关键
2004年6月在德国波恩召开的国际可再生能源大会,全球150多个国家和地区的政府、企业以及民间代表聚集商讨全球可再生能源开发和利用大计,这是迄今世界范围内在可再生能源领域召开的最大规模的政府间会议。大会通过的《共同宣言》提出了包含165个具体行动方案的《国际行动计划》,如果能够得到落实,到2015年全球使用可再生能源的人口将达到10亿。
为了解决可再生能源开发利用投资成本高的难题,法国政府在科研投入、技术应用和市场化等各个环节做出了巨大支持。据统计,2002年法国科研机构的能源研发总经费为9.4亿美元,其中5000万美元用于发展可再生能源,其中太阳能和地热能技术研发获科研经费最多。多年来,法国政府一直采取投资贷款、减免税收、保证销路、政府定价等措施扶持企业投资可再生能源的技术应用项目,以解决可再生资源的技术应用初期运营成本高、风险大问题。
利用可再生能源的初期成本高,风险大,其低排放与可循环等优势暂时不能体现在价格上,因此与传统能源竞争处于劣势。美国政府解决这一问题的办法主要是通过财政激励方式促进可再生能源的开发和利用,即通过减税、生产补贴、信托基金、低息贷款和政府的研究、开发项目,降低可再生能源产品和相关服务的成本和价格,培育、扩大市场。根据美国1978年《能源税收法》,购买太阳能和风能能源设备的房屋主人,所付金额中2000美元的30%和其后8000美元的20%可从当年须交纳的所得税中抵扣;开发利用太阳能、风能、地热和潮汐的发电技术投资总额的25%可以从当年的联邦所得税中抵扣。1992年《能源政策法》规定,企业用于太阳能和地热发电投资永久享受10%抵税优惠。
作为能源长期依赖进口的国家,为促进可再生能源的开发,德国政府2000年出台的《可再生能源法》规定,电力运营商有义务以一定价格向用户提供可再生能源电力,政府根据运营成本的不同对运营商提供金额不等的补助。从2004年开始,德国政府还制定了市场刺激措施,用优惠贷款及补贴等方式扶助可再生能源进入市场,迄今已投入研究经费17.4亿欧元。目前政府每年投入6000多万欧元,用于开发可再生能源,推动太阳能、风能和地热的开发。 (本刊特约记者 黄泽
论工业革命以来生态环境危机的
客观必然性及其根治途径
毕学云,张智婷,郝明亮,李吉利,李瑞平
(河北小五台山国家级自然保护区,河北蔚县075700)
摘要:在简要介绍全球生态环境危机现状的基础上,分析了工业革命以来生态环境危机产生的客观必然性,认为西
方式社会文化的主导、人口压力、对生态基本规律的认识不足、传统生存方式的缺陷、技术的滥用和自由经济制度的弊端是
主要原因,提出根治生态环境危机的根本出路在于控制人口增长、开发利用可再生能源、实施可持续生产和可持续消费。
关键词:工业革命生态环境危机客观必然性根治途径
中图分类号: X171. 1 文献标识码:A 文章编号: 1002 - 3356 (2006) 05 - 0048 - 03
1 全球生态环境危机现状
18世纪中叶以蒸汽机的发明所引发的工业革命,使
人类的生产水平和物质文明水平都得到了极大提高。但
与此同时,工业革命也带来了一系列的生态和环境问题,
引发了人类史上空前的生态环境危机,对当代人类的生
存与发展构成了严重威胁。这些全球性的生态环境危机
主要表现为水(蓝色)危机、粮食(绿色)危机、人口危机、
荒漠化、物种危机、生态死亡、臭氧层危机、大气污染、极
地污染、核污染、生化污染、基因炸弹(人种危机) 、全球变
暖,等等。
联合国发布的《千年生态环境评估报告》指出,过去
50a中,由于人口急剧增长,人类过度开发和使用地球资
源,一些生态系统所遭受的破坏已经无法得到逆转。报
告说,地球自然资源每年提供价值15万亿英镑的物产,
如新鲜的水、清洁的空气和鱼等,但是人类活动破坏大约
2 /3提供上述资源的生态环境,包括湿地、森林、菜地、河
流和海岸等。目前,地球上10% ~30%的珍稀野生动物
濒临灭绝24个生态系统中的15个正在持续恶化。大约
60%的人类赖以生存的生态服务行业,如饮用水供应、渔
业、区域性气候调节以及自然灾害和病虫害控制等,无法
进行可持续性生产,前景每况愈下。
报告认为,全球生态环境恶化危及人类健康与长久
发展。如果目前情况继续恶化下去,生态环境就有可能
发生突然变化,将导致水资源质量发生突变,新的疾病蔓
延,沿海地球海洋生物死亡,以及地球气候出现异常变
化。
2 生态环境危机的客观必然性
今天当全球性的生态环境危机将人类推到生死存亡
关头之时,只有对造成生态环境危机的原因进行深刻的
反思,方能探寻到解决环境危机的出路。关于环境危机
的主要原因,众说纷纭,莫衷一是,真可谓仁者见仁,智者
见智。据巴里·康门勒(Barry Commoner)教授的归纳,主
要有这几种见解: ①“富裕说”,认为富裕社会的废弃物
太多,还不如虽贫穷但与环境相和谐的穷人社会。②“进
取意识说”,认为问题的原因在于人类的内在进取意识,
认为人类是地球上最残忍的物种。③“人口说”,认为环
境危机是人口太多的缘故。④“教育说”,认为人类所受
的教育使人日益变得非人,变成不懂得为什么要爱自然。
⑤“宗教说”,认为原因在于基督教的自然存在的唯一目
的是服务于人类的信条。⑥“需求说”,认为污染的原因
不在工业界而在公众过旺的物质需求。⑦“技术说”,认
为原因在于以盈利为唯一目的的、失去控制的技术发展。
⑧“利润说”,认为原因在于毁坏环境比保护环境更容易
获得利润。⑨“政客说”,认为由于制定和执行环境政策
的政府机关被亲工业界的政客所把持,使得那些机关瘫
痪无力。⑩“社会制度说”,认为原因在于资本主义的社
会制度。
上述各说虽具有一定的合理性,但都不够全面、深
刻,不能切中生态环境危机根源的要害。笔者认为,造成
生态环境危机主要有如下这些原因:
2. 1 西方式社会文化的主导
工业革命导致的环境危机、生态冲突这些问题跟西
方式的社会文化理念有密切的关联。西方文化有3个显
著特征:强调竞争与征服漠视和谐,不仅仅漠视跟自然
的和谐,还漠视跟其它社会、其它文化的和谐无限制地
利用物质,认为资源永远无限。工业文明开采挖掘出地
底深处的几百种矿产资源,将其转化为人类可支配使用
的财富,支撑了人口新一轮的膨胀。其主要特征是:以毁
坏自然的方式征服和利用自然个人自由与财富消费至
上解除宗教和伦理对人的控制等等,这些要素构成了传
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统工业文明的主流意识形态。整个二十世纪,人类消耗
了1420亿t石油、2650亿t煤、380亿t铁、7. 6亿t铝、4. 8
亿t铜。占世界人口15%的工业发达国家,消费了世界
56%的石油和60%以上的天然气、50%以上的重要矿产
资源,全球各国各民族间出现严重的不平衡。目前,全球
石油剩余可采储量仅为1400多亿吨,按目前产量,静态保
障年限仅40a天然气的剩余可采储量为150亿立方米,
静态保障年限仅为60a。与此同时,地球环境遭到严重污
染,生态系统受到严重破坏,森林锐减、物种毁灭、气候变
暖、荒漠扩大、灾害频发,一场全面的危机摆在人类面前。
2. 2 人口压力
如前所述,人类赖以生存的生物圈是一个最大的生
态系统,它有着自己的负载阈限。而处在生物圈中食物
链最高位的人口的迅速增长,使生物圈的负载能力已达
到了极限,难以为继。英国经济学家马尔萨斯认为,如果
听其自然,人口增长会呈现几何图式(2、4、8、16⋯⋯) ,而
人类所需食物的增长最多是算术方式(1、2、3、4⋯⋯) ,最
后的结局当然十分悲惨。据悉,世界人口在有公元纪元
以来的第一个1000a里,只有3亿人。而在第二个1000a
里,就猛增至约60亿人。在这第二个1000a里,世界人口
有过两次大的增长。第一次发生在工业革命期间, 从
1750年到1900年的150a间,世界人口从原来的8亿增至
17亿。这期间的人口增长主要发生在西方工业化国家。
1950年以后,世界人口进入第二次高速增长期。从1950
年到1981年,世界人口从25亿猛增至50亿。31a里人口
就猛增了1倍。在此期间,人口增长主要发生在发展中
国家,发展中国家人口增长率大大高于发达国家。更有
甚者,在发展中国家,人口的增长与贫困的扩大是同步
的。
2. 3 对生态基本规律的认识不足
人类社会的发展,一时一刻也离不开地球的自然环
境。然而,人类在改造自然环境的进程中,只知道一味地
向大自然索取和掠夺,却没有认识到地球承载人类生存
的能力,取决于它能提供的生命支持系统和生物多样性。
人类发展的过程是一个不断改变“自然生态系统”的过
程,这个系统的发展既有利于人类的一面,也存在着不利
的一面,即过度耗竭自然资源和破坏自然生态系统,最终
将导致人类的不可持续发展。
人类造成的生态环境退化有三个途径: ①非生物资
源的消耗(地球上不可更新资源是有限的,是可耗竭的) 。
②向环境的排放(污染和废物排放往往超出环境的自净
能力) 。③生物量的损失(可更新资源的使用速度大于更
新速度) 。
因此,可以说,是人类活动产生的总压力超过了地球
的环境承载能力的可能性,才造成了环境危机。关于这
一点,恩格斯早在一百年前的《自然辩证法》一书中就曾
尖锐地指出:“⋯⋯我们不要过分陶醉于我们对自然界的
胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。
每一次胜利,在第一步都确实取得了我们预期的结果,但
是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎意料的影
响,常常把第一个结果又取消了。”
由此可见,正是人类对生态基本规律的认识不足,对
生态资源肆无忌惮地无度挥霍,才导致生态环境的日益
恶化,从而给人类带来了前所未有的生态性灾难。因此,
人类只有善待自然,按照生态基本规律办事,运用使发展
更少地依赖地球有限的资源,更多地与地球承载能力达
到有机协调的方式来发展经济,才有可能躲过大自然对
人类新一轮更大范围的惩罚。
2. 4 传统生存方式的缺陷
我们知道,人类在适应环境的过程中,形成了从自然
界索取衣、食、居住等方面的物质和能量的生存方式,使
之能够世世代代地生存繁衍下去。但是,人类在和环境
进行了长期的抗争和苦斗,极大地发展了自己,增强了改
造自然的能力和水平之后,又逐步形成了以高投入、高消
耗为手段,以高速度、高发展为途径,以高消费、高享受为
目的的生存方式。这种生存方式的后果是对环境的高污
染和高破坏,是以牺牲环境来求取发展的。在今天当环
境危机成为威胁人类生存,制约经济发展和影响社会稳
定的直接因素,在震惊世界的公害事件频发不断,生态资
源遭到严重破坏的形势下,人类才对这种传统生存方式
的缺陷有了比较清醒的认识。在1989年12月22日第44
届联合国大会召开的环境与发展大会的决议(联大第44 /
228号)中就一针见血地指出:“全球环境不断恶化的主要
原因是无法长久维持的生产和消费形态,特别是工业国
家的生产和消费形态。”
当前,不论是发达国家,还是发展中国家,都遵循着
以大量消耗自然资源为特征的生存方式。高物质消费生
活方式驱动着高资源消耗的生产,而高资源消耗的生产
又导致了地球环境状况的恶化。环境危机的出现无不与
这种浪费型、破坏型的传统生存方式有着密切的关系。
人类现在每1年燃烧的矿物燃料就要自然界用100万年
的时间才能形成。
对这种传统的高消耗生产方式和高消费生活方式,
有识之士称其为“发展的失败”。具体地说,即正是传统
的生产方式、消费方式、思维方式等几乎所有方面组成了
威胁生态环境的社会惯性力量。因此,仅仅从其中一个
方面入手,或是以为更新的技术本身就会解决这样的问
题,或是寄希望于一套全新的发展战略,肯定是要失败
的。事实上,许多生物学家、生态学家、技术专家,当然还
有各方面的社会科学家都明确认识到,如果不对人类迄
今所处的生存方式,或者说对整个工业文明进行深刻反
思,人类断难改弦更张。
2. 5 技术的滥用
如所周知,科学技术的迅猛发展在给人类物质生活
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带来空前繁荣的同时,也给人类带来了前所未有的灾难。
正是科学技术的发展,才使人类具有了改造自然的能力。
它使人类能更大规模地采矿、办工业,从而向自然界索取
更多的物质和能量,并同时向环境排出日益增多的废弃
物。尤其是化学技术的发展,使人类能合成许多自然界
根本没有的化学品,在排入环境后长期在食物链中循环,
危害人体健康。
可见,由于人类滥用科学技术向大自然贪婪地索取
和掠夺,最终是搬起石头砸自己的脚。但是,科学技术是
一把双刃剑,它既有为害人类的一面,又有造福人类的另
一面。人类只有正确使用科学技术,将其运用于环境保
护方面,大力发展节能技术、生态农业技术、以及其他一
系列技术,实行封闭的工业生态循环,采取清洁生产方
式,实现废物的无害化、资源化,把对环境的负荷减少到
最低限度,才能达到人与自然的和谐,从而实现人类社会
的永续发展。
2. 6 自由经济制度的弊端
自由经济制度要求整个社会关系商品化,要求按照
等价交换的原则自由买卖、自由竞争、自由贸易、自由经
营。为了实现这一目的,其保障和鼓励,甚至放纵私人自
由地无限制地从事各种创造财富的活动。然而,这些活
动大多是以疯狂掠夺自然资源和严重污染环境为代价来
获取其高额利润的。在这种制度下,人人只图急功近利,
不顾长远后果。而正是这种对利润的贪婪导致了对大自
然的严重破坏。自由市场经济制度无内在目标和固定方
向,仅仅服从于供需力量的调节。在这种经济体制下,某
些人类的共有物(即共有资源) ,如空气、水等人类生存所
必需的物质基础,往往被少数人或集团用做换取个人或
集团利益的牺牲品。
对此,美国著名学者巴里·康门勒(Barry Commoner)
教授曾指出:在自由市场经济体制下,资金趋向于流向能
在最短时间内产生最大收益的生产项目及其所属的企
业。在这种体制下,投资实际上由公司决定。而公司作
出选择的依据是收回投资和创造利润的周期的长短。它
们当然选择周期短的。不幸的是,有利于环境的,同时从
长远看经济效率更高的项目往往需要大量的初始投资,
而且资金和利润的回收周期长,因此不可能在自由市场
经济体制下为投资者们所喜欢。因为自由市场经济体制
下的资金分配不可能自发地照顾环境质量所代表的社会
效益。这就需要政府以“有形之手”加强对自由经济活动
的干预、控制和调节,以克服自由经济“无形之手”所无法
触及的个人权利的滥用和资源浪费之流弊,防止共有物
悲剧的发生。
3 生态环境危机的根治途径
环境问题是在发展中产生的。导致生态环境退化的
根源在于不可持续的生产与消费方式。发达国家在发展
中,不顾自然生态系统的承受力,消耗了地球上大量的自
然资源和能源,向环境中排放了大量的污染物,导致环境
问题的加剧和环境问题的全球化。目前,世界上少数地
区的消费极高,但大部分人类的基本消费需求尚未得到
满足。正是工业化国家的不可持续的生产和消费模式加
剧了环境退化和世界一些地区的贫困。
作者认为,要从根本上铲除生态环境危机产生的根
源,需从控制人口增长、开发可再生能源、实施可持续生
产和可持续消费等4个方面入手。
3. 1 控制人口增长
根据世界人口学家估计,目前全球正以每年1 亿人
的速度在增长,到2030年,人口将可能达到100亿。地球
资源在开发利用的速度上目前已显得赶不上人口增长的
速度。而正是世界人口的迅速增长给生态环境,尤其对
土地、水、物种等造成巨大的压力,并造成了森林的锐减,
土壤的退化,生态的恶化,资源的浪费,物种的减少等一
系列生态环境问题。因此,为了保护地球资源和生态环
境,控制人口增长已成为人类迫在眉睫的共同任务。
3. 2 开发可再生能源
再生能源主要有水能、太阳能、风能、地热能、生物质
能等,其最大的特点是具有自我恢复能力,人们在使用过
程中,再生能源可以从自然界中源源不断地得到补充,取
之不尽,用之不竭,而且几乎是零污染,对生态环境的破
坏微乎其微。因此,大力开发利用可再生能源是缓解煤、
石油、天然气开采压力,减轻生态环境破坏的一条重要途
径。
3. 3 可持续生产
可持续生产是指满足消费者对产品需求而不危及子
孙后代对资源和能源需求的生产。实行可持续生产的主
要途径是在工业发展中推行清洁生产。清洁生产是指利
用先进的工艺、技术和管理方法,提高资源和能源利用
率,降低物耗、能耗,最大限度地减少废弃物排物量生产
经营活动。按照联合中巴黎工业与环境活动中心的定
义,清洁生产是:“将综合预防的环境策略,持续应用于生
产过程和产品中,以便减少对人类和环境的风险”。
目前,世界上普遍使用的、达到清洁生产的主要途径
是: ①调整产品结构,用无污染、少污染的产品代替毒性
大、污染重的产品。②调整原料结构,用无污染、少污染
的能源和原材料代替毒性大、污染重的能源和原材料。
③调整企业技术结构,用消耗少、效益高、无污染、少污染
的技术、工艺和设备替代消耗高、效益低、污染产生大、污
染重的技术、工艺和设备。④设计物料闭路循环,开展
“三废”综合利用,最大限度地利用能源和原材料,实现物
料最大限度的厂内循环。⑤强化企业工业生产管理,减
少跑、冒、滴、漏和物料流失。⑥对少量的、必须排放的污
染物,采用低费用、高效能的净化处理设备,进行最终的
处理、处置。⑦建立无废工业区。
(下转第54页)
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小区,开展规范的湿地和鸟类保护工作,试验性建设湿地
恢复工程。
(4)建立湿地公园。在北戴河湿地等近城市区和南
戴河、黄金海岸等旅游区的湿地,规划建设具有保护和开
发相协调的示范性特色湿地公园,同时发挥湿地的生态
效益和经济、社会效益。
(5)探讨建立并逐步健全湿地保护社区参与机制。
在参照国内外其它地区社区参与湿地保护成功经验的基
础上,探讨性建立符合秦皇岛沿海湿地保护实际的社区
参与机制,使沿海湿地的保护和湿地所在县、乡、村社区
经济利益协调发展,让群众从保护湿地中得到实惠,从而
更加积极主动参与保护行动。
参考文献
[ 1 ]国家林业局《湿地公约》履约办公室. 湿地公约履约指南
[M ]. 北京: 中国林业出版社, 2001.
[ 2 ]国家林业局,等. 中国湿地保护行动计划[M ]. 北京: 中国林
业出版社, 2000.
(上接第50页)
3. 4 建立可持续的消费模式
《21世纪议程》提出,世界所有国家均应全力促进可
持续消费模式,发达国家应率先达成可持续消费模式,发
展中国家应在其发展过程中谋求可持续消费模式,避免
工业化国家的那种过分危害环境、无效率和浪费的消费
模式,工业化国家要提供更多的技术和其他援助。
政府和商业界对改变消费模式具有举足轻重的作
用。具体手段有:运用经济刺激,改变消费行为调整价
格结构,使价格能够反映出环境的价值取消对不可持续
消费模式的保护性补贴提高消费者的环境保护的经验
和意识等等。
80年代以来,世界上出现了以环境标志(绿色标志)
制度为核心的绿色消费浪潮,对转变不可持续消费模式
产生了推动作用。环境标志(绿色标志)是某一个国家依
据环境标准,规定产品从生产到使用全过程必须符合环
境保护的要求,对符合或者达到这一要求的产品颁发证
书或标志。如果商品上印制了特定的环境标志,就表明
该商品的生产、使用及处置全过程都符合环境保护的要
求,不危害人体健康,对环境无害或少害,有利于资源再
生和回收利用。
参考文献
[ 1 ] [美]D. 米都斯,等. 增长的极限[M ]. 四川:四川人民出版社,
1984.
[ 2 ] 王进. 我们只有一个地球[M ]. 北京:中国青年出版社, 1999.
[ 3 ] 陈鸿清. 发展新思路[M]. 北京:中国国际广播出版社, 2000.
[4 ] 王样荣. 生态与环境[M ]. 东南大学出版社, 2000.
[ 5 ] [德]狄特富尔特,等. 人与自然[M ]. 三联书店, 1993.
[ 6 ] 戴星翼. 走向绿色的发展[M ]. 上海:复旦大学出版社, 1998.
(上接第51页)
吸入鼻腔才有效, 45日龄时进行第二次新城疫II系疫苗
免疫, 15日龄时翼内皮下刺种鸡痘疫苗。在免疫各种疫
苗前后3天内饲料中不加抗菌素药物。
3. 8 消毒
室内和所用设备都要定时进行消毒。
3. 8. 1 地面消毒 用1%新洁尔灭或4%来苏儿水进行
喷洒消毒,每周进行1次。
3. 8. 2 空间消毒 在育雏前20天用熏蒸法进行消毒。每
立方米空间用42ml福尔马林溶液倒入盛有21g高锰酸钾的
容器中,熏蒸后密闭24~48h,然后通风换气放出甲醛气体。
3. 8. 3 设备消毒 我们用的温度计、湿度计、饮水器、食
槽等设备,都要用新洁尔灭或生石灰粉等药品冲洗,然后
用净水洗净,在阳光下晒干,即达到消毒效果。
4 小结
通过对褐马鸡雏鸡的研究饲养,除获得了适合雏鸡生长
的基本因子的理论数据外,还得出了几点经验,总结如下:
4. 1 行为习性
雏鸡刚能站稳行走就表现出好动、好斗的习性,特别
爱啄抱窝鸡的冠和眼, 3日龄时行走奔跑速度加快,爬坡
能力增强,在野外不易抓到。雏鸡从9日龄时开始有沙
浴现象,两周后夜间飞到架上休息,每天的上午8: 00 ~
10: 00时,下午的5: 00~7: 00时,是其活动和取食最旺盛
的时候,中午11: 00~14: 00时不爱动,也不肯取食,但这
个时间饮水较多。
4. 2 健康标志
雏鸡早晨粪便的颜色、形状基本能代表其是否健壮,
如果呈圆柱状、条状、棕绿色、表面有白色的尿酸盐沉着,
说明鸡健康如果盐成份增加,呈白色糊状或石灰浆样的
稀粪,多感染了痢疾如果是黄白色、黄绿色并附有粘液、
血液等恶臭稀便,说明感染伤寒等急性病。
鸡群中的啄羽、啄肛、啄趾及其它异食现象和有无软
腿,能帮助判断日粮中营养是否充足和平衡,以便及时调
节各种营养元素。
4. 3 生长情况
从鸡群中选即将进入亚成体的5只鸡分别在6周龄、
7周龄、8周龄、9周龄测量其6个相关指标,通过计算、比
较得出:雏鸡在即将进入亚成体时,也就是49日龄以后,
生长速度最快。
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