科學(xué)認(rèn)識(shí)和發(fā)展可再生能源

馮　冰

可再生能源——老事物、新話題

從人類社會(huì)發(fā)展歷史來(lái)看，到目前為止，人類所依賴的主導(dǎo)能源經(jīng)歷了從可再生能源（以薪柴為主）向煤炭替換，然后又向石油、天然氣替換的三個(gè)階段。一般而言，可再生能源包括多種能源產(chǎn)品，如水力、風(fēng)能、太陽(yáng)能（熱和光電）、生物質(zhì)能、潮汐和地?zé)岬?，是人類利用最早也是利用時(shí)間最長(zhǎng)的能源?！般@木取火”使人類先祖擺脫了“茹毛飲血”的蒙頓，開啟了人類的文明。在隨后漫長(zhǎng)的歲月里，人類砍柴、燒灶煮飯、燒柴取暖，成為人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)存在和發(fā)展所賴以為生的主導(dǎo)能源，維持了人類社會(huì)幾千年的農(nóng)業(yè)文明。人們借“風(fēng)”揚(yáng)帆、漂洋過(guò)海，擴(kuò)大了世界交流；太陽(yáng)光更是孕育了萬(wàn)物眾生；“水”車也早已用在了我國(guó)農(nóng)田灌溉和早期的英國(guó)紡織業(yè)。在化石能源大規(guī)模開發(fā)利用前的漫長(zhǎng)歲月中，可再生能源一直是絕對(duì)的主導(dǎo)能源。

隨著第一次產(chǎn)業(yè)革命的興起，世界開始進(jìn)入工業(yè)化為主導(dǎo)的社會(huì)。在工業(yè)大生產(chǎn)條件下，傳統(tǒng)利用方式上的森林能源無(wú)論是在能量密集度，還是熱值上都難以適應(yīng)工業(yè)大生產(chǎn)所需要的能量要求。與傳統(tǒng)利用方式上的森林能源相比，常規(guī)化石能源能夠大規(guī)模開采和集中供應(yīng)，其價(jià)格也相對(duì)低廉，能夠更有效地支撐工業(yè)大生產(chǎn)以及與之相伴生的現(xiàn)代消費(fèi)方式。除了一些水電項(xiàng)目得以發(fā)展外，絕大部分可再生能源逐漸失去競(jìng)爭(zhēng)力，常規(guī)化石能源開始替代可再生能源，成為人類社會(huì)生產(chǎn)、生活的主導(dǎo)能源。

當(dāng)前，常規(guī)化石能源正日益耗竭，刺激其價(jià)格不斷攀升；常規(guī)化石能源的利用還給自然環(huán)境帶來(lái)越來(lái)越大的壓力。在這種情況下，許多國(guó)家已經(jīng)或開始制訂其新的能源發(fā)展戰(zhàn)略，以可再生能源（包括森林能源）來(lái)替代常規(guī)化石能源是其中的重要內(nèi)容。我國(guó)也于2005年2月通過(guò)《中華人民共和國(guó)可再生能源法》，并且制定了《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，對(duì)可再生能源發(fā)展提出了具體目標(biāo)?？稍偕茉催@個(gè)伴隨人類社會(huì)漫長(zhǎng)發(fā)展歷程的傳統(tǒng)能源，又?jǐn)[上世界當(dāng)前和未來(lái)能源發(fā)展的重要議程，被賦予了新的歷史使命。

發(fā)展可再生能源的意義

可再生能源的資源潛力是非常巨大的，僅據(jù)太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能和生物質(zhì)能粗略估計(jì)，在現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)水平下，一年可以獲得的資源量即達(dá)87億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，完全可以滿足人類社會(huì)的需要。據(jù)聯(lián)合國(guó)發(fā)展計(jì)劃署等國(guó)際機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)下半葉，可再生能源將逐漸取代傳統(tǒng)化石能源而占據(jù)主導(dǎo)地位。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展速度的加快，能源需求正逐年增加。到2020年我國(guó)要全面建成小康社會(huì)，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）比2000年翻兩番的戰(zhàn)略目標(biāo)，即使在充分考慮技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、采取多種政策措施實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能的前提下，能源需求量也將達(dá)到25億-33億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，我國(guó)面臨能源緊張與儲(chǔ)量不足的壓力。因此，發(fā)展可再生能源，實(shí)現(xiàn)可再生能源的永續(xù)利用將會(huì)全面提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐能力。其意義在于：

一是我國(guó)緩解資源瓶頸性約束的根本出路。預(yù)計(jì)2050年我國(guó)能源需求也將超過(guò)50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而國(guó)內(nèi)常規(guī)化石能源的供應(yīng)能力只有30億左右噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能源供需矛盾缺口達(dá)20億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。由于石油的進(jìn)口依存度將超過(guò)50%，能源供應(yīng)安全也將面臨極大的挑戰(zhàn)。而我國(guó)可再生能源不僅資源儲(chǔ)量豐富，而且大多屬于低碳或非碳能源，具有可再生性，開發(fā)利用可再生能源是緩解我國(guó)資源瓶頸性約束、保障能源安全的必由之路。

二是我國(guó)減少環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境的重要途徑。我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的70％來(lái)自煤炭，而煤炭燃燒所產(chǎn)生的粉塵、SO2、NOx等污染物又占到其總量的70％～90％，造成了嚴(yán)重的大氣污染。大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失已相當(dāng)于GDP的2%～3%，每年超過(guò)1000億元；化石燃料消費(fèi)形成的CO2排放，還是造成全球氣候變暖的主要原因。相比之下，可再生能源對(duì)環(huán)境的污染要小得多。水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能等幾乎沒(méi)有污染物的排放。生物質(zhì)能利用不會(huì)增加大氣中的碳排放量，粉塵、SO2、NOx等地方和區(qū)域大氣污染物的排放也很少。沼氣不但可以解決農(nóng)村能源短缺，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，而且可以減少農(nóng)藥、化肥的污染，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。因此，開發(fā)利用可再生能源是從根本上解決地方、區(qū)域和全球大氣環(huán)境污染問(wèn)題，改善生態(tài)環(huán)境的必然選擇。

三是為我國(guó)解決“三農(nóng)”問(wèn)題提供了新的思路。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高、農(nóng)村的全面發(fā)展以及農(nóng)民的增收一直是我國(guó)在“三農(nóng)”領(lǐng)域高度關(guān)注的問(wèn)題。近些年來(lái)，農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展愈來(lái)愈受到資源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化的制約。發(fā)展可再生能源將成為促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村進(jìn)步和環(huán)境改善的有效手段。首先，開發(fā)和利用再生能源是解決農(nóng)村基本用電和基本用能的重要途徑。例如，利用小型光伏發(fā)電系統(tǒng)以及離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)供電是解決常規(guī)電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)用電問(wèn)題的主要方式。農(nóng)村被動(dòng)式太陽(yáng)房、沼氣池等成為解決農(nóng)村生活用能的重要手段。其次，在農(nóng)村地區(qū)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)，積極推廣能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合的農(nóng)村可再生能源綜合利用模式，是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、增加農(nóng)民收入、創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)、保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的有效途徑。

四是實(shí)施西部大開發(fā)的戰(zhàn)略選擇。我國(guó)西部地區(qū)不僅常規(guī)能源資源豐富，而且可再生能源資源如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)岬纫卜浅ＸS富。有效挖掘西部地區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)，發(fā)展可再生能源將成為西部大開發(fā)的戰(zhàn)略性途徑。它不僅可以緩解西部邊遠(yuǎn)地區(qū)能源短缺，而且還將改變西部地區(qū)的傳統(tǒng)能源消費(fèi)模式和生活習(xí)慣，改善生態(tài)環(huán)境，提高生活質(zhì)量，促進(jìn)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的全面發(fā)展。

五是有利于我國(guó)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建立資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會(huì)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種最大限度地利用資源和保護(hù)環(huán)境的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。它以低消耗、低排放、高效率為主要目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)資源的多次合理利用和對(duì)環(huán)境的有效保護(hù)，成為建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和環(huán)境友好型社會(huì)的根本途徑?？稍偕茉词琴Y源消耗和廢物排放非常少的清潔能源，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)這種“資源獲取——生產(chǎn)——消費(fèi)——再生”的生態(tài)學(xué)規(guī)律，因此，建立以可再生能源為資源載體的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式以發(fā)展可持續(xù)能源體系，將是我國(guó)未來(lái)在“經(jīng)濟(jì)和環(huán)境”雙重約束下的最佳選擇。

六是有助于提高我國(guó)的國(guó)際能源地位和綜合競(jìng)爭(zhēng)力。一方面，我國(guó)能源總量的資源稟賦在國(guó)際上位居前列，但是能源的人均資源稟賦卻不占優(yōu)勢(shì)。另一方面，我國(guó)是CO2排放的大國(guó)，隨著發(fā)達(dá)國(guó)家減排承諾的履行，我國(guó)在未來(lái)國(guó)際談判中也將會(huì)面臨更大壓力。加入世貿(mào)組織后，我國(guó)在產(chǎn)業(yè)鏈低端的出口產(chǎn)品仍占較高比例。同時(shí)，盡管國(guó)際關(guān)稅壁壘逐步降低，但包括產(chǎn)品能效和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識(shí)、廢棄物回收、包裝等“綠色壁壘”的非關(guān)稅壁壘日益凸顯。這些都嚴(yán)重影響了我國(guó)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。發(fā)展可再生能源，將有力提高我國(guó)的總體能源效率、降低能源消費(fèi)強(qiáng)度和出口產(chǎn)品成本，確立我國(guó)的能源國(guó)際地位，對(duì)全面提升我國(guó)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力更具有重要的戰(zhàn)略意義。

把握可再生能源發(fā)展的時(shí)代特征

可再生能源盡管具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的意義，但是，可再生能源的現(xiàn)代化利用是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，要再次變成世界主導(dǎo)能源，還需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。

目前，我國(guó)理論界和實(shí)踐界對(duì)發(fā)展可再生能源出現(xiàn)了一定程度的混亂。在這個(gè)過(guò)程中，我們既要反對(duì)常規(guī)化石能源主導(dǎo)的慣性思維，對(duì)可再生能源的發(fā)展持簡(jiǎn)單否定的態(tài)度；又要反對(duì)盲目樂(lè)觀，認(rèn)為可再生能源會(huì)輕易地、一勞永逸地解決人類社會(huì)發(fā)展所面臨的能源問(wèn)題，更不能借“吹捧”可再生能源之名行獲取某種特殊政策之實(shí)。從歷史與邏輯相統(tǒng)一來(lái)看，可再生能源利用經(jīng)歷了一個(gè)否定之否定的過(guò)程，這意味著當(dāng)前和未來(lái)的可再生能源發(fā)展會(huì)展現(xiàn)鮮明的時(shí)代特征，我們要科學(xué)、理性地認(rèn)識(shí)和發(fā)展可再生能源。

當(dāng)前，相對(duì)常規(guī)化石能源而言，可再生能源往往被認(rèn)為是新能源，但水能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源長(zhǎng)久以來(lái)就被人類利用，又何新之有呢？ “新”總是相對(duì)“舊”、相對(duì)傳統(tǒng)而言的。要將可再生能源與新能源相聯(lián)系，必須從“體”和“用”兩個(gè)層次上理解可再生能源?？稍偕茉串a(chǎn)品構(gòu)成了新能源的“體”，是新能源的主要實(shí)體對(duì)象，利用方式則構(gòu)成了新能源的“用”?？稍偕茉串a(chǎn)品作為自然界天然存在的物質(zhì)，并不存在新與舊的問(wèn)題，而利用方式才存在新與舊之分。因此，“用”的“新”才是新能源的本質(zhì)規(guī)定，當(dāng)前的所謂新能源無(wú)非是“新鍋煮老湯”。傳統(tǒng)農(nóng)耕社會(huì)可再生能源的利用方式，往往是零散、隨機(jī)、不連續(xù)和低效率的，也不考慮環(huán)境問(wèn)題，而作為新能源的可再生能源，其利用是建立在工業(yè)化大生產(chǎn)的基礎(chǔ)上。

工業(yè)化大生產(chǎn)的特點(diǎn)是規(guī)?；?、技術(shù)化、裝備化、市場(chǎng)化和集中化，當(dāng)前和未來(lái)時(shí)期的可再生能源利用也必須體現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)上述基本特點(diǎn)。與傳統(tǒng)意義上的零星燃燒相對(duì)比，規(guī)?；馕吨稍偕茉吹睦眯枰笠?guī)模、大批量的加工處理；與傳統(tǒng)意義上的簡(jiǎn)單、粗放相比，技術(shù)化意味著可再生能源的利用要依靠技術(shù)進(jìn)步和相對(duì)復(fù)雜的工藝過(guò)程進(jìn)行深加工處理；與傳統(tǒng)意義上的直接利用相比，裝備化意味著可再生能源的利用需要借助比較復(fù)雜的，能夠進(jìn)行各種物理、化學(xué)處理的機(jī)器設(shè)備；與傳統(tǒng)意義上的自給自足為主導(dǎo)相比，市場(chǎng)化意味著可再生能源的利用需要更多地借助市場(chǎng)力量，出現(xiàn)可再生能源生產(chǎn)的細(xì)化分工，其收集、加工、配送、使用等環(huán)節(jié)主要借助市場(chǎng)交換來(lái)實(shí)現(xiàn)；與傳統(tǒng)意義上的分散利用相比，集中化意味著可再生能源的利用往往是在比較集中的地點(diǎn)、時(shí)間，連續(xù)地進(jìn)行加工和處理。