從務必到必然

　　通過紀錄片《地球》所講述的地球變遷故事，我們能夠感受到告別化石能源、開展新能源革命的必然性。那麼，誰將成為新能源革命的必然選擇？不是風能、水能，不是核能、生物質能，也不是潮汐能和頁岩氣。這些新能源或者不可持續，或者會造成新的環境問題，或者存在技術上的致命難題。唯一可行的方案是太陽能利用。太陽能取之不盡，技術進步和成本下降的速度超過很多人的想象，既可以替代傳統化石能源，又不存在其他新能源的局限。因此，光伏革命不是備選項，而是必選項。

　　從美麗的地球說起

　　沒有地球就沒有人類的一切，這一章我們就從《地球》這部紀錄片說起。

　　BBC（英國廣播公司）制作了5年，使用了最先進的攝影設備，動用了最頂尖的攝影師和飛行員，完成了這一部美麗的影片。影片以不可思議的角度捕捉地球生命的律動。

　　畫面講述著地球千年不變的故事，你可能會被每個鏡頭帶來的視覺享受震撼，但如今的地球早已面目全非，人類活動極大地破壞了動植物的生存環境。北冰洋的堅冰解凍得一年比一年早，而非洲荒原的旱情則愈加嚴重。

　　此片導演艾雷斯泰·法瑟吉爾曾悲觀地說：“我希望能拍到最美的地球景象，我知道我的孩子再也不能親眼目睹這麼美好的景象了，我的孩子的孩子就更不可能看到了。”

　　艾雷斯泰的悲觀源於人類對大自然的過度索取，開發和使用石油、煤炭等化石能源給地球造成了不可逆轉的破壞。大量的溫室氣體使全球開始變暖。當臭氧層被破壞而出現空洞時，紫外線則更加強烈地照射地球……

　　面對全球變暖，有人爭論各國碳排放的指標分配問題，有人建議把時間、資金投入到頁岩氣開發上，還有人主張大力發展相對清潔的核能、沼氣等。在我看來，花費太多精力讨論這些問題顯得有些不負責任。很明顯，尋求既清潔又可持續的替代能源才是正確道路，化石能源已經造成了危機，我們所剩的時間已經不多，所以應該盡快擁抱新能源革命的良好契機，實現人類自身的主動突圍。

　　目前我們所處的時代雖然仍是石油時代的延續或石油時代向新能源時代的過渡期，但是化石能源的枯竭和環境問題日益顯凸，人類需要一場新能源革命。

　　進入21世紀，石油變得更加昂貴，爆發於2008年、至今還令世界驚魂未定的全球經濟危機被認定與高油價密切相關，而這將會加速化石能源時代的終結：一是石油漲價導致所有經濟要素基本上同步上漲；二是高油價持續時間長、上漲幅度大，這將直接導致一次全球財富再分配。對中國等高度依賴石油進口的國家而言，這種持續高價的結果相當於使一個國家的整體利潤降低，因而成為阻礙經濟持續、健康、快速發展的深層次根源。

　　前面我們也說過，人類社會歷次最具歷史意義的進步都建立在能源革命的基础上，而每一次歷史性的衰退也總是與能源危機密不可分。人類社會要想真正地避免倒退、迎接進步，就必須進行新能源革命。

　　引領新能源革命

　　衆所週知，能源、糧食和環境問題是21世紀人類面臨的三大問題，其中能源問題排在首位。近年來，為迎接後化石能源時代向新能源時代的過渡，各國都積極研發各種新能源技術，同時利用各種補貼政策或優惠政策推動新能源發展。

　　關於新能源，目前國際上還沒有形成統一的定義。按照我國的界定，新能源主要包括風能、太陽能、生物質能、海洋能、核能、地熱能、非常規天然氣（頁岩氣）等。世界各國基本上都是多種新能源並行發展。近10年來，我國在風能、太陽能、生物質能、核能、地熱能等各個領域也都有一定的佈局和積累。

　　但需要強調的是，根據多年積累的經驗，並非每種新能源的發展都能稱為“能源革命”。正如經濟發展需要解決主次問題，能源替代路徑也應分清主次：選擇其中的一種作為戰略發展方向，其他作為輔助。

　　那麼，我們應該將哪種新能源作為主打呢？我們總結出如下三個選擇標準：第一，為了杜絕資源枯竭的問題，這種新能源必須是取之不盡、用之不竭的，最起碼是可循環利用的；第二，為了防止環境污染問題，這種新能源必須是無污染的（包括能源自身無污染、裝備制造及工程施工過程無污染、消費過程無污染）；第三，利用這種新能源的技術必須是當前人類已經熟練掌握並且有很大改進空間的。

　　除太陽能外，其他能源都難以同時符合以上標準，而且實踐也已經證明，其他能源各有缺陷，不能引領能源發展進入“革命性”進程。

　　在第一章我們已經詳細論述過，並將新能源中的兩種—風能和水能—排除在了“新能源革命”引領者的名單之外。

　　下面我們再來證明，為何生物質能、海洋能、核能和地熱能不可能成為新能源革命的引領者。至於頁岩氣，因為比較複雜，我們留待後面的章節論述。

　　與風能相比，生物質能發展則更早地陷?了困境。

　　在幾年前，生物質能曾被很多人認為是中國新能源發展中大有可為的一種，於是，諸多生物乙醇專案紛紛上馬，而如今這些專案幾乎全部陷入困境。原因在於原料短缺：我國人口多耕地少，根本沒有那麼多的土地資源可用以生產生物能源。

　　生物質能不僅與民爭地，也與民爭糧。根據相關研究數據，每生產1噸生物乙醇，需要3.3噸玉米或7噸木薯或10噸紅薯或15~16噸甜高粱。

　　聯合國曾預言，到21世紀中葉，全球的食物和燃料需求將是現在的兩倍，並警告說，大力發展生物質能將導致食品供應減少、價格升高，尤其是在非洲等貧困地區。

　　要種植足夠的植物以制造替代汽油的生物燃料，需要的土地數量令人震驚。美國每年需要5 300億升汽油和1 514億升柴油。即使把美國所有的大豆都拿來制造生物柴油，也只能滿足6%的需求。近幾年，美國每年約有40%的玉米被轉換成酒精，但僅能替代9%的汽油消耗。而減去玉米耕種、收割、運輸，以及把它轉換成燃料所消耗的能量，玉米酒精所減少的碳排放根本微不足道。考慮到付出巨大代價制造的生物燃料僅能減少9%和能源有關的排放，經合組織曾呼籲終止對生物燃料行業的所有補貼。

　　地熱能也不可能成為新能源革命的引領者。地熱能是從地殼抽取的天然熱能。這種能量來自地球內部的熔岩，以熱力形式存在，是引起火山爆發及地震的能量。最簡單、最合乎成本效益的方法就是直接取用這些熱源，並抽取其能量，主要應用在地熱發電上。在地熱利用規模上，中國近年來一直居世界首位。

　　地熱能也是一種可再生能源，但很多新能源研究專著並沒有將其列入其中，美國甚至連續多年沒把地熱能研究基金列入政府財政年度預算中，並稱地熱能是一種“成熟的技術”。顯然，相比獲得高額補貼的風能、太陽能，地熱能並沒有受到美國政府的重視。

　　和其他可再生能源的起步階段一樣，地熱能的發展也受制於技術和資金困境：地熱產業屬於資本密集型產業，從投資到收益的過程較為漫長，一般來說較難吸引到商業投資；地熱能的技術規範和技術標準尚不健全，亟待完善。

　　除外在因素外，地熱能自身的缺陷也非常明顯：地熱能雖然儲量相當大，但不易開發，且受地質條件的限制；地熱水直接排放容易造成地表水污染和土壤污染，超採還會造成地面沉降。所以，地熱能難以擔當新能源革命引領者的重任。

　　就核能而言，一般的新能源概念並沒有將其列入其中，只有廣義的新能源概念才將核能與風能、太陽能等並列。

　　自2011年3月11日東日本大地震引發福島核電站事故後，世界核電再次陷入衰退期：包括德國在內的不少國家宣佈將有計劃地關閉所有核電站；中國也宣佈，在新的核電安全標準出台前，暫停新的核電專案開發。雖然迄今為止，核電站只發生過包括切爾諾貝利在內的少數事故，但事故的代價太過高昂。目前，國內對上馬新核電專案，特別是內陸核電專案一直存在很大爭議，鄰避效應正在核電領域蔓延。

　　核能之所以也能被列為新能源，主要與其不會排放污染物質和溫室氣體有關，但是它並不屬於可再生能源，它所需的燃料也總有枯竭的一天，而且枯竭速度甚至比化石能源還快。核能是以放射性物質鈾作為燃料，但鈾的儲量有限。有報道顯示，以現在世界鈾需求量與開採量計算，鈾開採僅可持續70年左右。如果我們全部用核能替換化石燃料，那麼鈾將在4年內耗盡。

　　除此之外，核電站技術複雜，建設週期長，而且拆除費用比建造費用還高。停止運行並拆除一座大型核電站需要2億~5億美元，而且核電站的放射性廢料會伴隨人類成千上萬年，至今都沒有令人滿意的處置辦法。因此，核電也無法引領新能源革命。

　　目前讨論得較多的還有一種可再生能源，即海洋能。海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發能量，這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式大量存在於海洋中。然而，經過幾十年的發展，很多海洋能至今沒能被利用，主要原因包括經濟效益差、成本高以及一些技術難題還沒有攻克。另外，大型專案可能會破壞自然水流、潮汐和生態系統，所以其發展一直比較緩慢。

　　以利用較廣泛的潮汐能為例，盡管世界海岸線足夠長，但它仍深受地理因素制約。第一，潮汐的幅度必須大，至少需要幾米；第二，海岸的地形必須能儲蓄大量海水，並可開展土建工程。

　　就我國的地形地質而言，沿海主要為平原型和港灣型兩類：以杭州灣為界，杭州灣以北，大部分為平原海岸，海岸線平直，地形平坦，由沙或淤泥組成，潮差較小，且缺乏較優越的發電坝址；杭州灣以南，港灣海岸較多，地勢險峻，岸線曲折，坡陡水深，海灣、海岸潮差較大，且有較優越的發電坝址。但浙江、福建兩省沿岸均為淤泥質港灣，雖有豐富的潮汐能資源，但開發難度頗大，必須解決水庫的泥沙淤積問題。基於這些因素，海洋能註定難以在能源替代革命中發揮主要作用。

　　總而言之，風能、水能、生物質能、核能、潮汐能等都不具備引領新能源革命的資質。

　　光伏才是必然之選

　　綜合分析比較風能、生物質能、地熱能、核能、海洋能的特徵及發展態勢後，我們可以得?一個結論：上述各種新能源對現有能源結構僅能起到補充作用，而無法起到替代作用。替代作用並不是說現在佔比很小，就不能在將來起到替代作用，而是在客觀分析其利弊及發展空間後，看不到大規模應用及替代的可能性；同樣，也不能用目前其在能源消費結構中的排名來看待新能源未來發展的排名，比如風能、核能目前在新能源的佔比排名中較為靠前，但仍不能由此得出“新能源的未來在於風能、核能”的結論。

　　經過比較，太陽能顯然能夠在新能源革命中成為後起之秀，光伏革命將會主導新能源革命。

　　當然，這並不是說太陽能就沒有缺點，而是這些缺點或多或少可以通過採取相應的技術和適當的措施加以避免或減輕其不良影響。比如，光伏對環境的影響主要是占地面積大，1座10萬千瓦的太陽能光伏電站或太陽能熱電站的占地面積達1~3平方公里。但目前世界光伏發電的主流趨勢是光伏建築一體化，將太陽能組件與建築完美結合，即使在城市土地資源寶貴的情況下也可以發電，而大中型電站則可以安裝在沙漠中，不占用耕地。

　　另外，太陽能雖然初始成本較高，但是它適應性強、基本不用維護，無任何污染排放。

　　太陽能是萬能之本，我們現在使用的火電、核電、石油等所有傳統能源都是對太陽能的間接利用，效率非常低，比如，100W的太陽能傳送到地球，通過傳統能源間接取得的能量，我們人類只能利用其中的1%~2%，而且還必須通過燃燒才能取得，剩餘的98%~99%都散發到空氣中並帶來污染。而太陽能發電是對太陽能的直接利用，從根本上改變了人類的能源利用方式。

　　現在，薄膜電池光電轉化率已經達到10%~20%，是傳統能源的十幾倍，未來可以達到幾十倍，太陽能大規模替代傳統能源的時代已經來臨。也許有一天，人類能源不但不會短缺，反而會過剩。

　　太陽能也是目前增長最快的能源。盡管目前只提供了全球能源中很小的一部分，但如果地球上1%的陸地區域安裝光電裝置，就能滿足全球當前所有的能源需求。在大約20年里，全球地表1%的面積上所產生的太陽能將等於所有已知的化石燃料儲備的總能量。

　　美國總統奧巴馬說，到2025年，可再生能源將占美國電力需求的25%；聯合國秘書長潘基文也曾預測，到2030年，將有30%的傳統能源被新能源替代。他們之所以如此樂觀，是因為比起水電或其他能源利用方式，太陽能的建設速度可以很快。比如，金沙江的金安橋水電站300萬千瓦的裝機，花了整整8年才建成投產，而要實現300萬千瓦太陽能發電裝機規模，大概一年就能完工。其建設速度之快超出了很多人的想象，所以說太陽能是大趨勢。

　　目前，美國、日本、中東等國家和地區在太陽能的研發上投入巨大。可以說，太陽能發電是人類能源史上的重大變革，並將改變全球的能源格局。而在這些變革當中，最根本的是技術。誰擁有了核心技術，誰就能立於不敗之地，因為太陽能是共享而無法壟斷的。

　　在太陽能技術方面，中國和歐美在同一起跑線上，而且各有千秋：在矽基薄膜技術方面，中國目前處於領先地位；但在銅铟镓硒薄膜技術方面，美國和歐盟更勝一籌。中國相關企業可以通過收購歐美企業來獲得核心技術，包括知識產權。

本文摘自《中國領先一把》

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　　這是一本探索中國如何通過光伏革命，破解能源瓶頸、實現可持續發展、最終和平崛起的書。
　　2012年,中國原油對外依存度超過50%,能源安全與能源獨立堪憂：中國與世界的聯繫更加緊密，關係更加複雜，不穩定性因素和風險也將增加，爆發沖突的可能性加大。2013年初，中國遭遇霧霾襲擊，北京及華北地區多處城市PM2.5濃度“爆表”，中國面臨空前的環境壓力：這不僅事關民生，更關乎中國的大國責任及國際地位,因為氣候談判不僅僅是簡單的減少碳排放的問題，而是涉及到各國經濟戰略和發展利益。
　　中國正面臨著前所未有的能源和環境挑戰。然而，挑戰與機遇往往並存。