当今支撑世界经济发展的能源主要是化石能源,即煤炭、石油和天然气。这些能源资源都是亿万年前古代太阳能的积存,远古的生物质吸收了太阳辐射能而生长,但是经过地壳变化,翻天覆地,把这些生物质埋藏在地下,受地层压力和温度的影响,慢慢地变成了碳氢化合物,这是一种可以燃烧的矿物质。
然而,这种漫长的地质年代和地壳的巨大变化,已不可能在地球上重复出现。尽管今后仍会有地震发生,而地球本身早已进入了稳定期。否则,像过去一样的造山运动,恐怕人类也将不复存在了。所以说,现在的煤炭、石油和天然气是不可再生的能源,只能是用一点,少一点,这种天赐的能源资源是有限的,值得人们十分珍惜。
1984年,第11届世界能源会议估计,全世界煤的预测贮量为13.6万亿吨,其中可采贮量为1.04万亿吨。20世纪90年代我国公布煤炭总资源贮量为5.06万亿吨,其中可采贮量约0.43万亿吨。中国是煤炭大国,煤产量居世界第一。
全国2000多个县,有煤资源的占1350个。目前,全国的能源供应,70%以上靠煤炭。但是煤是化石能源中最脏、热效率也较低的固体燃料,所以,带来的环境污染也最大。
水电是一种可再生能源,在一些国家还有较大的开发潜力,中国的水能资源较为丰富,但是大多数尚未很好开发利用,若能合理开发,将是弥补电力不足的好出路。由于化石能源的有限性和环境保护的需要,国际上对水电开发又开始重视,特别是有些发展中国家,没有更多的廉价石油和煤炭供火力发电,及早考虑如何充分利用水能资源,把电力工业和基础农业同时发展起来,将是现实可行的。例如巴西在发展水电方面有不少成功的经验。有些经济发达国家,如瑞士、日本、挪威、美国、意大利、西班牙、加拿大、奥地利等国的水能资源都得到了较充分的利用,而在多数发展中国家的水能资源尚未大量开发利用。我国的水能利用率仅及印度的1/2,加速水电开发势在必行。发展经济需要能源,但是从上述能源资源看,经济增长不能无限增加能耗。
20世纪70年代的世界石油危机给人们敲响了警钟,特别是一些靠消耗别国能源资源的国家,不加节制地增加能源用量不是长远之计,明智的办法是提高能源利用率和寻找替代能源。因此,美、日、德、法等国,在节能和开发新能源方面加大了投入。实际上许多经济发达国家从20世纪70年代后期以来,已逐渐做到经济有增长,能耗不增加,甚至有的国家总能耗还略有下降。它们已经认识到天赐资源有限,何况多数发达国家的能源大部分靠进口。如日本,国家小,资源不足,不能靠拼能源去增强经济实力,只能从技术上发挥优势,充分利用有限的资源,开展综合利用,使物尽其用,毫不浪费。
我国和多数发展中国家,对能源资源的紧迫感还不强,能源利用效率偏低。例如,我国比欧洲国家的能源利用,总效率约低20%;在农业方面约差10%,工业方面约差25%,民用商业方面也差20%。发展中国家浪费能源资源的现象比较普遍,技术越落后,浪费也越大。
化石能源资源不仅有限,而且同时也是多用途的宝贵资源。煤炭、石油、天然气除作为燃料使用外,就经济价值而言,作为化工原料更为合理。剖析这些物质的成分,它们都属于碳氢化合物,是有机合成的好原料,可以制造合成纤维、塑料、橡胶和化肥等等。如果我们今天把这些宝贵资源都燃烧掉,将来子孙后代搞化工合成就没有原料了,岂不要遭后人唾骂。因此,为了满足人们各方面的需要,珍惜有限的自然资源,人类应有长远的考虑。
如果20世纪70年代节约使用化石能源,是从防止世界产生石油危机考虑,进入20世纪90年代以后,则不仅是考虑不可再生能源资源的问题,而且更突出的是世界环境保护问题。例如大气中二氧化碳含量的增加,对温室效应和全球气候恶化产生的影响。(www.xing528.com)
1992年6月,联合国在巴西的里约热内卢召开了世界环境与发展大会,许多国家元首和政府首脑出席了会议,会上发表了《关于环境与发展的里约热内卢宣言》,并提出了《21世纪议程》。我国人口多,人均能耗和二氧化碳排放量虽低于外国,但是绝对排放量却居世界第三位,当然不可忽视。亚洲地区新兴国家较多,能源消耗量大,预计到2010年,亚洲总能耗将比1992年翻一番,届时二氧化碳的排放量将占全球的1/4,直接导致的环境问题更为严重。不仅二氧化碳的排放量在直线上升,其实二氧化硫的排放量也令人忧虑,我国几乎40%的国土面积受到酸雨的威胁。主要是因燃煤过多而使二氧化硫的排放量过高引起的。酸雨对农林业影响巨大,仅南方江浙等7省,因酸雨减产的农田就达1.5亿亩,年经济损失约37亿元;森林受害面积128亿平方米,林业及生态效益损失约54亿元。这难道不惊人吗?所以说,没有远虑,必有近忧。现在国际上每年都有能源环境方面的会议,对于使用化石能源的排放标准已有许多限制议案。人们越来越关心这个热门话题,世界各国能源与环境政策制定者正在研究对策。关键还是要在技术上采取必要措施。工业革命时期,工厂的烟囱林立,人们把烟雾腾腾的伦敦称为“雾都”。然而现在世界上究竟有多少个雾都?
在20世纪,能源与环境是人类迫切需要解决的问题,它直接影响到世界生态平衡和人类的可持续发展。现在国际上许多国家政府都把《21世纪议程》当作制定政策的依据。各方面的科学家和工程技术人员都把注意力集中到人类迫切需要解决能源问题的焦点上,为了人类生存发展的共同目的,进行广泛的国际科技合作,攻克难关,创造更美好的明天。《关于环境与发展的里约热内卢宣言》提出:“保护和恢复地球生态,防止环境退化,各国共担责任。”中国在《21世纪议程》中提出:“综合能源规划与管理;提高能源效率和节能;推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术;开发利用新能源和可再生能源。”
最近几十年以来,人们经常可以在传媒中看到“能源危机”的警示。所谓“能源危机”,是指现在人类所使用的主要能源(化石能源)耗尽时,还没有找到足够替代能源这样一种危险。
能源危机的提出,主要是基于这样两个事实——能源消耗量的直线上升及化石能源的逐渐枯竭。据统计,2000年全世界的能源使用量比1900年大了30倍,这一统计还是属于比较保守的。
由于世界人口的2/3生活在发展中国家,他们平均每人的能源消耗只等于富裕地区市民的1/8,他们正在大力工业化,能耗量增长极快,他们有权利要求避免繁重的劳动和单调的工作,而要做到这一点,就需要“能源奴隶”来代替。
早在20世纪40年代,曾有人作过一项估算,那时每个美国人使用的动力如果产生于体力劳动,则相当于古代150个奴隶的劳动量;20世纪70年代,这个数字已增到将近400个奴隶;至2000年则可能推进到1000个。这些能量所做的,就是过去奴隶曾做的劳动,如烧饭、送人往来、打扇、司炉、浆洗衣物、清除垃圾、演奏音乐以及其他家务劳动。现在干这些劳动的不再是人力,而是用机器来代替了,正是这些机器,代替了人的劳动,消耗了动力,消耗了能源。随着人口的增加,生活需求的增长,对能源的需求量也必将猛增,能源供应的短缺将给人类带来困难。
煤炭、石油、天然气等能源在地壳中的蕴藏量究竟有多大?虽然说法不一,但无论如何总是有限的,连续不断地大量消耗下去,不可避免地会有一天要枯竭,这是历史的必然。以煤炭为例,它是地球上蕴藏量最丰富的化石燃料,据世界能源会议估计,全世界最终可以开发的煤约11万亿吨,经济上有开采价值的约有7370亿吨。
有人估计,人类到2112年时将会消耗掉煤蕴藏量的一半,到2400年,地球上的煤将会全部用光。石油怎样呢?虽然它的开采时间不过100多年的历史,但人们已经感到“石油枯竭”的威胁。今天人们所说的“能源危机”,实际上就是“石油危机”。世界石油蕴藏量究竟还有多少呢?据土耳其权威的《石油》杂志1993年初的估计,大约还值192840亿美元,仅够用至2033年前后。依20世纪90年代石油每桶20美元计算,世界原油蕴藏量约值200000亿美元,其中绝大部分集中在中东地区,以沙特阿拉伯最多,约值51500亿美元;伊拉克次之,值20000亿美元;阿拉伯联合酋长国排名第三,有19000亿美元;第四是科威特,有18900亿美元。原油蕴藏量较多的其他国家依次是伊朗、委内瑞拉、俄罗斯、墨西哥,美国排名第九,蕴藏量约值5230亿美元,中国有2000亿美元蕴藏量,尼日利亚3400亿美元,印尼2200亿美元,加拿大、挪威、印度各有1000亿美元。总之,在今后几十年内,世界石油的绝大部分将被耗尽,到那时,人类将不得不转而起用其他能源。
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