基于場(chǎng)效應(yīng)的能源規(guī)律與發(fā)展策略

于齊東

天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

0 引言

能源是人類生存與社會(huì)發(fā)展的基本動(dòng)力，同時(shí)，也是每個(gè)時(shí)代學(xué)者們研究的熱點(diǎn)與焦點(diǎn)。從廣義而言，能源是滿足人類需求且含有能量的載體統(tǒng)稱，它可以為有形物質(zhì)，例如：陽(yáng)光、風(fēng)、潮汐、各類水源、海藻、洋流與海浪、土壤、秸稈與生物垃圾、高壓氣流、空氣以及各類燃料；也可以是無(wú)形的場(chǎng)，例如：電場(chǎng)會(huì)對(duì)內(nèi)部電荷產(chǎn)生電場(chǎng)力并使之定向移動(dòng)形成電流，而電流又會(huì)做功產(chǎn)生熱、力、光等效應(yīng)，此類現(xiàn)象是場(chǎng)能的反映。隨著“十四五”規(guī)劃與“雙碳”目標(biāo)的提出，能源的可持續(xù)與清潔利用是未來(lái)發(fā)展的方向，特別是強(qiáng)化太陽(yáng)能光伏技術(shù)［1-2］與地源熱泵［3-4］、空氣源熱泵［5-6］以及水環(huán)熱泵［7-8］聯(lián)合使用來(lái)解決建筑高能耗問(wèn)題。為了更有效開發(fā)與利用各類資源以及架構(gòu)更合理的能源發(fā)展框架，筆者提出以下急需解決的問(wèn)題：第一，確定能源的屬性來(lái)構(gòu)建動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)模型；第二，解析運(yùn)動(dòng)特征來(lái)揭示能源的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)機(jī)理與外部效應(yīng)對(duì)人類社會(huì)的影響；第三，歸納運(yùn)動(dòng)規(guī)律為能源政策制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 能源

如果人類能夠完全掌控一個(gè)系統(tǒng)，那么其屬性、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)空間與特征、驅(qū)動(dòng)力、能量傳遞與轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)必須被充分認(rèn)知，這提供了研究能源及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的途徑與線索。

1.1 屬性與結(jié)構(gòu)

1）靜態(tài)與動(dòng)態(tài)屬性

依據(jù)電磁學(xué)理論［9］，有形物體與無(wú)形場(chǎng)都屬于物質(zhì)并具有能。在靜態(tài)，物質(zhì)的能表現(xiàn)為勢(shì)（能的積聚狀態(tài)），例如，電學(xué)中的電勢(shì)；在動(dòng)態(tài)，它則為對(duì)外做功或熱交換（能的釋放狀態(tài)），例如：高溫高壓氣體會(huì)通過(guò)做功來(lái)釋放熱能。針對(duì)釋放途徑，筆者認(rèn)為：能量源于載體的外在功能與內(nèi)部作用方式，例如，通過(guò)光熱［10］與光電［11］等外在效應(yīng)，太陽(yáng)會(huì)釋放輻射能來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換；基于原子核裂變與內(nèi)部鏈?zhǔn)椒磻?yīng)［12］，鈾、釷、钚等元素將釋放巨大的核能，因此，在某種程度上，人類對(duì)能量釋放機(jī)理的認(rèn)知與應(yīng)用將反映一個(gè)時(shí)代的科技水平，這說(shuō)明：作為釋放載體，能源具有靜態(tài)屬性，其特征表現(xiàn)為對(duì)生產(chǎn)力、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)作用。

另一方面，隨著社會(huì)發(fā)展與應(yīng)用深化，新能源會(huì)在使用過(guò)程中顯露弊端，依據(jù)文獻(xiàn)［13-16］，這些問(wèn)題使人類對(duì)能源及其可持續(xù)性產(chǎn)生了新的需求：在知識(shí)層面，它們表現(xiàn)為探索新的釋放機(jī)理來(lái)拓展資源應(yīng)用范圍，例如，相對(duì)論［17］與納米思想使核能［18］與新型材料［19］得到廣泛應(yīng)用；在技術(shù)層面，它們表現(xiàn)為可再生能源利用與多學(xué)科交叉融合來(lái)實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)，例如，熱泵［20-21］、氫能［22-23］與生物質(zhì)能［24-25］技術(shù)；在政策層面，它們表現(xiàn)為資源利用的可持續(xù)性與環(huán)境污染控制，例如，科學(xué)發(fā)展觀、煤改氣電以及“雙碳”目標(biāo)。因此，人類對(duì)能源的認(rèn)識(shí)與利用在不斷進(jìn)步，這也證明，能源還具有動(dòng)態(tài)屬性，而問(wèn)題與需求是其發(fā)展的動(dòng)力。

2）動(dòng)態(tài)體系結(jié)構(gòu)

基于屬性分析，人類使用資源的目的是獲取其能量，因此，釋放機(jī)理與途徑的認(rèn)知成為能源利用與開發(fā)的前提，通常，它們來(lái)自理論與學(xué)術(shù)假說(shuō)。新學(xué)說(shuō)提出后，人類會(huì)設(shè)計(jì)相關(guān)裝置檢驗(yàn)釋放機(jī)理對(duì)資源的實(shí)際效果，并以此研發(fā)新設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與利用，同時(shí)，依據(jù)新資源的能效與社會(huì)驅(qū)動(dòng)作用，人類會(huì)制定相關(guān)政策來(lái)鼓勵(lì)其發(fā)展?；诖?，能源及其運(yùn)動(dòng)源于理論，驗(yàn)于實(shí)踐，效于社會(huì)并以此為邏輯關(guān)系呈現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)，其屬性與結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

圖1 能源的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖

1.2 運(yùn)動(dòng)特征

1）邊界層假設(shè)

在上述模型中，所有組成部分處于一個(gè)有邊界層［26］特征的廣義空間中，筆者提出此假設(shè)的理由如下：首先，從蒸汽時(shí)代至今，人類對(duì)能源的需求與使用始終處于動(dòng)態(tài)過(guò)程，而受知識(shí)儲(chǔ)備與技術(shù)手段影響，資源開發(fā)的種類與利用效率又存在較大差異并導(dǎo)致不同時(shí)代的劃分，例如，熱能應(yīng)用的蒸汽時(shí)代、核能應(yīng)用的原子時(shí)代以及新能源時(shí)代等；另一方面，在流動(dòng)過(guò)程，受不同作用力影響，流體的流速會(huì)出現(xiàn)顯著變化并導(dǎo)致層流與紊流邊界層劃分，而邊界層的變化對(duì)流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與傳熱傳質(zhì)特征［27］會(huì)產(chǎn)生顯著影響，基于此，無(wú)論能源還是流體，它們都處于運(yùn)動(dòng)中并采用特定的評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)描述運(yùn)動(dòng)過(guò)程與作用效果。其次，在新世紀(jì)，基于學(xué)科交叉思想，新資源與復(fù)合型系統(tǒng)解決了先前的技術(shù)瓶頸并形成了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)；同時(shí)，既有資源利用效率也得到了快速提升，特別是建筑節(jié)能技術(shù)［28］，這種發(fā)展的質(zhì)變與邊界層轉(zhuǎn)換對(duì)流動(dòng)的影響相似并可以進(jìn)行類比。最后，社會(huì)發(fā)展與能源結(jié)構(gòu)會(huì)存在適應(yīng)到不適應(yīng)的變化過(guò)程，而人類也不斷地調(diào)整它們之間的矛盾來(lái)促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展，這與Reynolds［29］提出的慣性力與黏滯力的作用關(guān)系相似。

2）特征描述

基于上述假設(shè)，能源的發(fā)展是一種廣義的流體運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)特征可歸納為：

第一，能源運(yùn)動(dòng)具有空間與時(shí)間屬性，空間是指它的應(yīng)用范圍；時(shí)間則揭示運(yùn)動(dòng)的不同發(fā)展階段。

第二，人類的需求是運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，而資源能效與可持續(xù)性是評(píng)價(jià)的核心指標(biāo)。

第三，政策與結(jié)構(gòu)框架是人類對(duì)資源應(yīng)用效果的主觀反映，它對(duì)運(yùn)動(dòng)的整體進(jìn)程具有指導(dǎo)與約束性。

1.3 約束空間

1）因素分析

基于運(yùn)動(dòng)的主觀驅(qū)動(dòng)性，結(jié)合運(yùn)動(dòng)空間與能量屬性，筆者對(duì)能源運(yùn)動(dòng)進(jìn)行深度解析。驅(qū)動(dòng)力、能效與空間是描述運(yùn)動(dòng)的基本要素，而能源運(yùn)動(dòng)又會(huì)使它們呈現(xiàn)新特征。

驅(qū)動(dòng)力：人的需求是驅(qū)動(dòng)力并具有主觀性，而知識(shí)水平又決定其作用效果；通過(guò)“熱能→原子能→納米能源”的衍變過(guò)程，驅(qū)動(dòng)力具有動(dòng)態(tài)屬性并呈上升趨勢(shì)。

能效：作為受控體，能源運(yùn)動(dòng)是做功過(guò)程并產(chǎn)生能效。在客觀層面，能效是新能源應(yīng)用對(duì)生產(chǎn)力的促進(jìn)作用；在主觀層面，它則是基于可持續(xù)性與環(huán)境效益，人類構(gòu)建的能源框架與發(fā)展策略對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的綜合效益。基于此，能效是資源運(yùn)動(dòng)的累積，而人的主觀性會(huì)影響其作用效果與發(fā)展方向。

空間：運(yùn)動(dòng)會(huì)形成具有特定屬性空間，新能源為空間內(nèi)核；通過(guò)內(nèi)核運(yùn)動(dòng)，空間會(huì)不斷拓展作用范圍并吸收運(yùn)動(dòng)功來(lái)提升自身能態(tài)，案例證明：發(fā)現(xiàn)原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)→制造原子彈→利用核能發(fā)電，因此，運(yùn)動(dòng)空間具有容納能量屬性與拓展能力。隨著可持續(xù)性與環(huán)境變化，既有能源與社會(huì)發(fā)展會(huì)出現(xiàn)矛盾并引發(fā)新運(yùn)動(dòng)，案例證明：化石燃料會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)與大氣污染,而核污染對(duì)環(huán)境影響更嚴(yán)重，這說(shuō)明，能源的應(yīng)用存在界限與空間能量飽和性，當(dāng)超出此界限后，空間會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)形成阻滯并對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，因此，通過(guò)技術(shù)與觀念轉(zhuǎn)變，新能源會(huì)取代傳統(tǒng)能源成為新動(dòng)力，能源運(yùn)動(dòng)也會(huì)形成突破并由低能空間躍遷至高能空間，能源發(fā)展引起的時(shí)代變遷已證明此結(jié)論。

2）空間定義

基于上述討論，筆者定義“約束空間”來(lái)描述不同時(shí)期的能源運(yùn)動(dòng)，它利用“動(dòng)態(tài)能量圈”來(lái)反映運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能效，在這里，“約束”揭示空間的能量飽和屬性；“動(dòng)態(tài)”描述運(yùn)動(dòng)使空間具有延展性；“能量圈”表明：在一個(gè)穩(wěn)定時(shí)期，新資源及其發(fā)展策略對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)能勢(shì)，其作用就像電場(chǎng)中不同位置的電動(dòng)勢(shì)，不同時(shí)期能源運(yùn)動(dòng)過(guò)程與對(duì)應(yīng)的約束空間如圖2所示。

圖2 約束空間與場(chǎng)效應(yīng)原理圖

1.4 場(chǎng)效應(yīng)

1）形成條件

通過(guò)分析圖2，筆者提出“能源運(yùn)動(dòng)對(duì)社會(huì)發(fā)展具有場(chǎng)效應(yīng)”的新觀點(diǎn)?！皥?chǎng)”屬于無(wú)形的抽象物質(zhì)但具有力與能雙重屬性，其形成條件包括以下方面：

場(chǎng)源與激發(fā)：縱觀發(fā)展史，人對(duì)能源的需求是運(yùn)動(dòng)起源并形成不同的發(fā)展時(shí)代；在不同時(shí)代，運(yùn)動(dòng)過(guò)程都有主導(dǎo)能源，它是這個(gè)時(shí)期運(yùn)動(dòng)的內(nèi)核；隨著人類認(rèn)知深化與轉(zhuǎn)換裝置研發(fā)，主導(dǎo)能源會(huì)不斷拓展其應(yīng)用范圍并以此為核心形成約束空間，因此，人的需求既是運(yùn)動(dòng)場(chǎng)源又是激發(fā)條件。

屬性與釋放：利用途徑與轉(zhuǎn)換裝置的改進(jìn)會(huì)不斷增加能源運(yùn)動(dòng)速度及其對(duì)生產(chǎn)力與社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用。案例分析：相比熱利用，光伏技術(shù)［11］會(huì)提升太陽(yáng)能對(duì)生產(chǎn)力的推動(dòng)作用，因此，運(yùn)動(dòng)過(guò)程具有力屬性與加速效果。另一方面，在不同時(shí)期，新能源［18-19］使用都會(huì)對(duì)生產(chǎn)力與人類社會(huì)產(chǎn)生能效，這里的能效是指社會(huì)發(fā)展的綜合效益（包括生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及國(guó)家政策），因此，運(yùn)動(dòng)過(guò)程具有能屬性并能進(jìn)行釋放，其作用就像電荷定向運(yùn)動(dòng)會(huì)形成電流，電流對(duì)外可產(chǎn)生熱、力、光等能量效應(yīng)。

分布與能勢(shì)：由前文使用的核能案例，在不同發(fā)展階段，同種能源會(huì)產(chǎn)生不同的能效（能源的橫向比較）；基于熱能、原子能及納米能源的應(yīng)用比較，在不同時(shí)期，不同種類能源會(huì)產(chǎn)生不同能效（能源的縱向比較），因此，運(yùn)動(dòng)過(guò)程會(huì)形成“能勢(shì)”分布并以此來(lái)描述不同階段（或時(shí)期）運(yùn)動(dòng)對(duì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)力，其作用就像不同位置電勢(shì)會(huì)產(chǎn)生不同的電場(chǎng)力。

基于此，能源運(yùn)動(dòng)具備形成場(chǎng)效應(yīng)的客觀條件，因此，筆者應(yīng)用“場(chǎng)”的作用機(jī)理來(lái)解析能源運(yùn)動(dòng)過(guò)程及其能效。

2）作用機(jī)理

基于上述分析，筆者將人的需求設(shè)為“原點(diǎn)”（場(chǎng)源），以“運(yùn)動(dòng)過(guò)程”為橫軸，以約束空間對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生的“能勢(shì)”為縱軸來(lái)描述運(yùn)動(dòng)過(guò)程形成的場(chǎng)效應(yīng)，其作用機(jī)理如圖2 所示。為了充分認(rèn)識(shí)能源運(yùn)動(dòng)，按發(fā)展過(guò)程，筆者對(duì)場(chǎng)效應(yīng)運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行以下解析：

運(yùn)行與阻滯：通過(guò)分析太陽(yáng)能［10-11］與核能［12］的應(yīng)用文獻(xiàn)，運(yùn)動(dòng)被激發(fā)后，它會(huì)處于快速發(fā)展階段并不斷擴(kuò)展約束空間作用范圍與驅(qū)動(dòng)能效。隨著應(yīng)用深化與認(rèn)知增長(zhǎng)，能源使用過(guò)程的負(fù)效應(yīng)會(huì)不斷顯現(xiàn)，依據(jù)前文提供的大量文獻(xiàn)，它們包括：化石能源燃燒產(chǎn)生的環(huán)境污染、核發(fā)電存在的泄漏風(fēng)險(xiǎn)以及太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率，這些問(wèn)題已充分證明，某種能源發(fā)展到一定階段，其運(yùn)動(dòng)空間會(huì)形成阻滯，這種制約通常來(lái)自儲(chǔ)備、轉(zhuǎn)換效率以及外界影響。

循環(huán)與躍遷：長(zhǎng)期的制約會(huì)形成危機(jī)，而危機(jī)引發(fā)的能源問(wèn)題是維持運(yùn)動(dòng)的內(nèi)因，同時(shí)，人類也會(huì)在解決問(wèn)題過(guò)程中產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)，如圖1 所示，“煤改氣電”是以政策調(diào)整來(lái)控制煤炭燃燒產(chǎn)生的污染，實(shí)質(zhì)上，問(wèn)題與政策之間會(huì)形成循環(huán)，依據(jù)熱力學(xué)原理［30］，循環(huán)是做功的過(guò)程，其能效是緩沖約束空間對(duì)化石能源的阻滯與負(fù)效應(yīng)；學(xué)科交叉是解決問(wèn)題的另一種途徑，通過(guò)多學(xué)互補(bǔ)與融合形成新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)提升現(xiàn)有資源的利用效率，其循環(huán)產(chǎn)生的能效是延伸既有能源的約束空間；機(jī)理探究來(lái)開發(fā)新能源是解決問(wèn)題的根本方法，因?yàn)樗鼤?huì)形成新的能源內(nèi)核來(lái)實(shí)現(xiàn)約束空間的突破與躍遷，文中引用的文獻(xiàn)已充分證明，通觀微觀層面的認(rèn)知，核能與納米材料產(chǎn)生的能效要遠(yuǎn)高于宏觀層面化石能源燃燒釋放的熱能。

場(chǎng)能釋放：?jiǎn)栴}與需求會(huì)導(dǎo)致新能源不斷涌現(xiàn)，這不代表舊能源被棄用，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)包容與共同發(fā)展的過(guò)程，新能源會(huì)突破舊能源形成的約束空間并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)空間突破并使場(chǎng)能不斷增加，因此，新舊能源的交替反映了場(chǎng)能的釋放過(guò)程，其產(chǎn)生的結(jié)果就是主導(dǎo)能源時(shí)代的變遷，是化石能源到新能源的過(guò)渡過(guò)程。

1.5 運(yùn)動(dòng)規(guī)律

綜上所述，筆者歸納能源運(yùn)動(dòng)的總體規(guī)律如下：第一，能源是一個(gè)廣義的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，它具有靜態(tài)與動(dòng)態(tài)雙重屬性并在一定程度上能夠反映人類社會(huì)的發(fā)展水平；第二，能源結(jié)構(gòu)是由理論知識(shí)、應(yīng)用技術(shù)與政策策略構(gòu)成動(dòng)態(tài)框架，它的運(yùn)動(dòng)處于有邊界層特征與能量屬性的“約束空間”中并遵循“問(wèn)題→認(rèn)知→技術(shù)→政策→新問(wèn)題”形成的動(dòng)態(tài)循環(huán)；第三，能源運(yùn)動(dòng)具有場(chǎng)效應(yīng)，人的需求是場(chǎng)源與驅(qū)動(dòng)力，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能源交替是場(chǎng)能釋放的反映與社會(huì)進(jìn)步特征。此規(guī)律告訴我們，在新世紀(jì)，探求能量釋放機(jī)理、開發(fā)新型能源系統(tǒng)以及進(jìn)一步發(fā)展能量回收技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展具有關(guān)鍵作用。

2 發(fā)展

2.1 新趨勢(shì)

進(jìn)入新世紀(jì)后，隨著人類對(duì)能源的無(wú)止境開發(fā)與過(guò)度使用，酸雨蔓延［31-32］、大氣臭氧層耗損［33］、溫室效應(yīng)［34-35］、城市熱島效應(yīng)［36-37］等全球性的危機(jī)與災(zāi)害頻繁發(fā)生，特別是大氣中PM2.5［38-39］對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，這些現(xiàn)象表明：過(guò)度使用化石能源已對(duì)人與人類社會(huì)產(chǎn)生明顯負(fù)效應(yīng)，這也證明能源發(fā)展存在約束空間?；诖?，各國(guó)政要與研究者都將本國(guó)未來(lái)的能源發(fā)展框架與實(shí)施模式作為重要課題，同時(shí)，他們也都在探求經(jīng)濟(jì)發(fā)展與維持生態(tài)平衡的合理契合點(diǎn)，在這方面，我國(guó)提出的“科學(xué)發(fā)展觀”與“雙碳”目標(biāo)是典型代表。依據(jù)近期世界能源儲(chǔ)備與消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖(見圖3)，筆者發(fā)現(xiàn)各國(guó)能源發(fā)展策略出現(xiàn)了一些新變化。

圖3 世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)備圖

首先，在消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，雖然煤炭、石油與天然氣等化石能源仍是主要的能源消費(fèi)品，但其消費(fèi)比重已呈明顯下降趨勢(shì)，特別是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家；水能、核能以及可再生能源的消費(fèi)量占據(jù)一定比重并呈上升趨勢(shì)，因此，“清潔能源”對(duì)人類社會(huì)穩(wěn)定與可持續(xù)發(fā)展的重要性已成為各國(guó)的共識(shí)。其次，在各國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，“清潔能源”存在較大差異并出現(xiàn)可再生能源利用率偏低現(xiàn)象，其原因：國(guó)情與自然條件制約；資源積聚與轉(zhuǎn)化還存在技術(shù)瓶頸并導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率偏低；設(shè)備投資較高等問(wèn)題。最后，化石能源枯竭已成事實(shí)，而太陽(yáng)能資源卻具有無(wú)限潛力，大力發(fā)展可再生能源技術(shù)、提高能源利用效率與節(jié)約化石能源是未來(lái)各國(guó)發(fā)展的重要途徑，特別是處于高速發(fā)展中的我國(guó)。

2.2 政策調(diào)整

我國(guó)屬于發(fā)展中國(guó)家，同時(shí)，為了適應(yīng)高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與全面建設(shè)小康的迫切要求，也成了能源消耗大國(guó)。面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境與能源問(wèn)題，每屆政府都提出“低碳、節(jié)能與環(huán)?！弊鳛榻?jīng)濟(jì)建設(shè)必須堅(jiān)持的發(fā)展理念，同時(shí)也將“節(jié)能減排”作為各項(xiàng)工作的審核指標(biāo)。為了進(jìn)一步構(gòu)建低碳社區(qū)，同時(shí)，控制PM2.5對(duì)大氣環(huán)境的污染，國(guó)務(wù)院頒布了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知》（國(guó)發(fā)〔2013〕37 號(hào)），此后，國(guó)家發(fā)展改革委也組織編制了《低碳社區(qū)試點(diǎn)建設(shè)指南》（發(fā)改辦氣候〔2015〕362 號(hào)）并提倡實(shí)施“煤改電與煤改氣”政策來(lái)緩解霧霾天氣，結(jié)合工程案例，筆者對(duì)其產(chǎn)生的效果進(jìn)行以下總結(jié)：第一，依據(jù)薛亦峰［40］與程晗［41］等報(bào)道，在實(shí)施“煤改電”工程后，北京及周邊地區(qū)的PM2.5、PM10、SO2、NO2、NOx以及VOC 等大氣污染物濃度出現(xiàn)了顯著下降；相比“煤改氣”，“煤改電”政策更適合我國(guó)北方農(nóng)村。第二，依據(jù)于齊東［42-50］與張翔［51］等報(bào)告，在實(shí)施電力削峰填谷優(yōu)惠政策后，熱泵系統(tǒng)冬季運(yùn)費(fèi)呈顯著下降趨勢(shì)，因此，“煤改電”政策對(duì)熱泵供暖技術(shù)推廣具有較大推動(dòng)作用，特別是水環(huán)熱泵與空氣源熱泵供暖。基于此，熱泵系統(tǒng)研發(fā)與高效應(yīng)用將成為完善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)與解決當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題的另一條重要技術(shù)途徑。

2.3 能源與發(fā)展關(guān)系

基于國(guó)內(nèi)外政策的調(diào)整，筆者歸納能源與發(fā)展具有以下關(guān)系：首先，發(fā)展是能源的主觀反映，因此，兩者具有對(duì)應(yīng)性，即合理的能源結(jié)構(gòu)會(huì)促進(jìn)人類社會(huì)和諧發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)，反之亦然，應(yīng)注意，這種對(duì)應(yīng)性具有延時(shí)效應(yīng)，這也是人類未能及時(shí)認(rèn)清不合理發(fā)展方式會(huì)產(chǎn)生惡果的主要原因；其次，依據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，世界能源發(fā)展的整體思路是向低碳與高能效進(jìn)行過(guò)渡，其核心在于如何突破化石能源形成的約束空間，如何尋求新的能源替代品，這將涉及思想創(chuàng)新、理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新與制度創(chuàng)新；最后，作為重要的選擇，進(jìn)一步開發(fā)可再生能源與提升它們的轉(zhuǎn)換效率對(duì)人類社會(huì)未來(lái)發(fā)展具有關(guān)鍵作用。

3 觀點(diǎn)與建議

基于能源結(jié)構(gòu)模型與發(fā)展規(guī)律，筆者提出強(qiáng)化高質(zhì)能源利用率與進(jìn)一步發(fā)展分布式能源梯級(jí)利用策略，它們主要包括以下方面：

1）轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)用能理念來(lái)架構(gòu)高效用能管理體系。

2）積極發(fā)展多學(xué)科交叉項(xiàng)目，利用學(xué)科間互補(bǔ)性提升新能源的研發(fā)水平。

3）充分利用當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境資源來(lái)提高系統(tǒng)整體運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保雙重目標(biāo)。