漫谈能源利用-第2部分
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热,中国,全世界其实也没多少,但是对冰岛来说,可能它对国家人均一下还可以,对全世界来说,一般的所谓地热不包括火山、地震,是没多少的。所以它的总量很少,不会成为主要能源的。除非也是狂想什么的,挖到几千米以下的之类的,那种不算,现在能用的也不多。
第三个更重要的,我们生活这个社会,按照马列主义说的,经济是基础,我们搞能源利用的,其经济问题是影响很重要的。你假如一样东西说挺好,这能源挺好,价钱比金子还贵,谁还能用,所以价钱一般首先考虑能源本身的价钱,譬如说油比煤好,为什么我们不用油呢,假定都随便用的话,那问题是油比煤贵啊,是吧。所以,能源本身的价钱,单位热值的价钱要考虑。另外一个,我们要利用能源,还得有设备,那个设备的价钱也得考虑,新能源为什么用不好,现在为什么不能发展,就是因为它的设备价钱太贵。下面再说啊。
另外,当然应该最好是可持续发展的,就是说我们从古代变到现在,变了多少万年,多少百万年,才出来这点油、煤、气,我们现在几年之内还想变这油、煤、气,我们的树给它砍下去,埋下去,不可能的。所以,可持续,煤、油、气化石燃料是不行的。当然希望这种能源是没有污染的,没毒的。另外,它还得供应是可控的、稳定的、可以储存的最好。那化学燃料这都没问题,你存多少煤,存在这儿就好了。可再生能源,可就是不可控的,我说今天晚上我想要太阳能,哪儿来啊?不可能,将来也许可能。将来可能放个大镜子远远地在这个镜子,一个镜子挡在这儿,反射过来,这个狂想是可以的,现在不行。所以,很多新能源是不可控的、不稳定的,而且是不可储存的。水是可以储存的,太阳,太阳的光大概很难储存了。风,那也很难储存,所以这也是能源要考虑的本身。
另外能源利用,这个能源利用是技术上可行的。譬如说聚变,当然是不能说它将来不可行,现在还不可行的,譬如说我刚才说了火山、地震、闪电,这能量都不少,但是技术上现在是不可行的。还有一条运输要方便的,有样东西其实也挺好,我们也了解它,为什么用的不好呢?就是秸秆,用的不好,因为秸秆本身的能量密度也不高,所以它都运到一块儿去,那个运输本身就够呛,那个能源利用价值不大了。大概在五年前,到西柏坡,看见满地都是烟尘,那么我就问问当时的河北省的书记,省长,说你们怎么搞的,你别说能源浪费,还污染呢。他说是啊,每到秋天,我们就派人到处去管不让烧秸秆。现在老百姓也富了,也懒得对付了,把它运到哪儿去,运的价钱、运的劳动力就不值了。所以,秸秆为什么用不好,现在很多地方,当地就烧了算了,当灰肥肥田,其实也都是很好的能源,就是当运输不方便。说到底还有经济上不合算,经济上合算不妨运运吧,还是可以的。
所以,对能源我想我就谈这么多,尤其是请大家注意,各种能源说好不好,都得按这些评价整个考虑考虑,别说它很好,但是它现在用不上。当然,将来、未来我的估计是两样主要能源,如果可能,还在你们老了以后的事了,一个是广义的太阳能,一个是核聚变。
下面讲利用,可能讲得太慢了。利用,我想讲三个问题,不讲太具体的,能源利用的形式,其实能源利用要笼统地或者集中来说,只有两种利用形式,一种变成热,一种变成功。但是我们一定注意,我们能源利用,热跟功的作用是差别很大的,对于我们社会发展,对于我们的各种生产,对于我们先进或者富裕的生活,小康生活,电的作用跟热的作用差别大了。我估计大家知道。要有热无电,我今天也甭说了,灯也没有了,我这些东西也没有。我们现在所谓的先进的社会,全靠电,或者以电为代表的功所能做到的,飞机、汽车、火车、轮船都是功,靠功来推动的。所以,我们说能源利用,一定要注意热跟功起的作用是不一样的。那么,谈第二个,从热力学理论上来说,估计大家都多少学过点,第一定律说热跟功是一样的,第二定律说热跟功是不一样的,功能变热,热不能变功,(不)能随意变。所以,从热力学理论来说,也是功比热高得多。那么第三点,热跟功比,价钱也不一样,买一度电多少钱,买一度热多少钱,肯定买电贵,为什么呢?买热,譬如有个燃料我擦根火柴点着了,热就出来了,你要变电的话,可不是随便说的,燃料变电可不是那么容易的。所以,价钱也不一样,大概全世界一般来说,功以电为代表,跟热的比价是六比一左右。那么,第四点,运输也不一样,热是怎么运啦,当然也可以运,用水或水蒸气为载体,顺着管子走,再怎么好,也走个几十里路了不得了。电,理论上多远都能走到,这个也不一样,分配都很不一样。所以,第一个我们一定要了解能源利用的形式,电、功跟热不一样。所以譬如说大家讲效率,我不知道大家有没有注意讲效率,效率是人定的,我可以说一个东西效率很高,也可能根本没什么,也可能说一个东西效率并不高,但是它可能起的作用很大。最简单,说锅炉效率是多少,现在世界锅炉效率先进的九十四左右,还能怎么样,一百总不能到吧。那我们发电效率最高是多少啊?最高是燃气轮机蒸汽轮机联合循环,就是使用的,不是研究的,是已经商业用的,最高是燃气轮机、蒸汽轮机联合循环,它的发电效率是将近六十,还没到。但是那个锅炉九十几,出来全是热,那个五十几出来全是电,那我看那个五十几的比九十多有价值得多,不管你从钱来说,还是对生活、对生产、对发展什么哪个来看,都是五十几比九十几好的多。但是我们搞能源利用的,经常有各种各样的效率,大家请注意,以后不要一看这个效率高九十几就绝对好。那个不高,二十几,那二十几可能很困难才出来的,也许就挺难得,这个一定要注意,尤其是注意它里面热占多少,功占多少。这是第一点,热跟功的关系,能源利用。
第二点,就是究竟我们的能源利用到了哪个领域去了,谁用的?可以那么说,世界上一般是可以分成三大部类,一个是用于生产;一个是用于生活;还有全世界一个用于运输,汽车、飞机、火车、轮船等等。那么,能源利用在这三个领域怎么分配呢?已经很多年了,全世界平均,或者是全世界先进工业国家,他们的比例大概基本上是三一、三十一,基本上是各占三分之一。其实全世界平均跟先进工业国家平均也差不多,因为落后国家没用多少能源,所以先进工业国家平均也就差不多是全世界平均,他们是生产略多一点,要么就四三三嘛,踢足球的四三三,是吧?对,踢足球就四三三,后面四个后卫。生产四、运输跟生活各占三。我们中国呢,我们中国十年前,我们的比较是生产三分,天下有其二,占百分之六十几,其它的,剩下的给生活跟运输来分配,也就表明我们中国在十年前能源基本都用于生产,也就是说我们的生活是大大不如那些先进工业国家,十几年前吧。我们的交通运输也大大不如人家,所以那阵坐火车才那么困难,那阵坐飞机还是比较稀罕的。现在,当然我们的生活,我们的运输也上来,没到四三三,反正也不是六点六比什么一点几,比一点几吧,这个数很准确,我现在没有。这是生产,一个能源用于什么地方。
那么,我还说几个中国的不太好的数据。我们中国的电力,装机容量是3。3亿千瓦,大概现在是,世界排第二,不简单。而且我们的增长可能世界第一,超过美国,别看美国总量多,我们发展电,最多的时候一年增加1500万千瓦。但是我们中国的人均,就是每人装机容量,我不说大家都知道了,3。3亿再除个13亿,不到0。3千瓦,什么概念呢?倒挺巧的,全世界所有国家到他们达到基本小康的时候,一查他们的人均装机容量大概都一千瓦,我们现在就0。3,所以怪不得我们十六大还得说,还得全面建设小康啊,我们现在还没真到。当然,也许中国有中国特色,我们用不到一千瓦,但是0。3也太低点吧,还得努力点,0。5总得最少。但是我们人那么多,要每人均增加0。2,就不得了了。这是第一个数据。所以我们电还不行。而且我们中国无电人口是用千万计的,大家想想看现在还无电。这是一个。
我们的人均用电,是每年人均用电,不是诸位。诸位可能大大超过,而人均包括工业都算进去了,不是家里用电,人均用电是每年一千度,当然现在可能多一点,我这个数可能两三年前,但是比世界先进的至少低一个数量级,也可以看得见我们还差得远。而且人均用电也挺奇怪的,后来有人找到这个数,不是我搞到的,是别人干出来的我来看,是个什么曲线呢?就是有个是单位产值能耗作纵坐标,假如人均用电作横坐标,那曲线是个双曲线,意思用电用的越多啊,越节能。这是全世界总结的,不讲理论,反正哪个国家一画,都在那个线两边儿,我们的单位产值为什么用这么多的能耗呢?包括有那么多电,这因为我们国家发的电还太少了,就是电的价值在节能上还看得出来。这个理论我不知道,但这个数据,全世界所有国家的把那个点点上去,都是在那条双曲线两边,所以这是另一个数,但是我们也太少了。
那么,第三点讲能源利用主要的利用技术。现在的,不讲将来的。主要的利用科技是哪些内容?应该说我们是化石燃料为主,所以主要的利用(学科)很显然。哪几个学科呢,第一是燃烧,化石燃料现在啊,还基本上是燃烧,燃料电池正在发展,但燃料电池其实它也有广义的燃烧在里头,所以我们第一个学的是燃烧。燃烧完了,当然温度就高了,那就要传热。传热出去干嘛呢,当然一个直接用了取暖等等,或者热的供应等等,但是更多的是传到机器内部的流体里面去,那个流体去做功发电,那个流体,当然也可能是水蒸气,也可能是空气,但基本上是流体吧,去做功。那么总的,这些当然有系统的问题,其实这个系统,我估计在座很多人学过,其实是工程热力学,或者是能源系统,这四门是能源利用的学科。当然啦,这四个是能源利用最核心,而且就是能源利用本身的(科学),当然你要搞这个机器,那免不了还要设计、制造、运转,等等各方面的科学技术。设计譬如有强度、有振动,那个制造各种各样先进工艺,不说了,运转当然还有信息科学,还有什么电子、微电子等等,主要的利用技术就是这些。
那么,下面再讲一个新能源利用的问题。新能源那么好,是很好,为什么就不行呢?最主要还是个经济问题。那经济问题不对了,这怎么能有经济问题呢?太阳能不要钱,风也不要钱的,世界上的暴君,法西斯的希特勒也没敢收太阳税和风税。那为什么贵呢?所以主要不是那个太阳能要钱,就是现在它的设备实在太贵了,要按单位量来说呢,比化石燃料的同样的能量输出,比化石燃料的可能高一到两个数量级,那个设备,所以就没法用了。当然不是没法用,用的话呢要赔本,原因就在这儿。
另外呢,还有个问题,可再生能源是新能源,能源密度太低,它的供应太不稳定。而且还有个说法,是现在搞这行的人,他用的名字都不太对,他们说他们的功率都用峰瓦。峰是顶峰的峰,就是说譬如太阳能我能发电一个千瓦,什么时候发的,夏至中午12点,没有任何云的时候,发一千瓦,峰瓦,最巅峰的时候发多少?那对不起,晚上你发多少,零。你早上六点,晚上六点发多少,不是零,也差不太多了。下雨那天发多少,也是零,或者也接近零。所以它的峰瓦要打很大折扣的。
那么,化石燃料呢,一般能发到它的峰瓦,假如也有峰瓦的话;除此之外,不管哪个设备都要检修的,所以即使化石燃料大概能发百分之七十到八十,也算不错了。但是七十、八十跟二十比,那个比较也是差的将近四倍了。所以很多人说我们这个新能源,(我先声明我很赞成搞新能源的)我一直要求,咱们别骗人,就说我的瓦数并不贵,比你的也贵不了几倍。我说对不起,你的瓦是什么瓦?我的峰瓦,那不好说。峰瓦那就不好说。人家说的瓦跟峰瓦差不多的,你的峰瓦呢跟实际上差很多的,就是这个问题。
所以新能源利用,现在主要按我看,有两个方向,要搞基础研究,应该搞提高效率,你哪怕现在譬如效率最高30%,我搞了31%,世界领先,那就够好的了,那没有问题了。但是效率最高再提1%,也许它的价钱还提,提高一个数量级,还增长十倍,那提高1%跟十倍的价钱根本没法比较,更没人用。所以,要搞实用的,我鼓吹想法降低造价,这是最关键的。
污染呢,能源污染是免不了的,当然这个问题很大,现在领导都有认识,都知道了,这个能源有污染的,能源在污染上面还尚待努力。刚才主持人说了,要绿色能源。绿色能源呢,应该说我们的新能源、可再生能源、水力都是绿色能源。但我觉得譬如现在北京申奥也要搞绿色能源,按我的看法,绿色能源该搞,可能更该搞的是绿化能源。就是把黑的能源怎么绿化绿化一下,不说深绿,也至少是浅绿。因为我们大量用的,现在还是化石燃料,你到2008年,你能说都用绿色能源吗,不可能的。现在来说,全世界没一个认真的能源科学家认为是可能的,所以我觉得绿色能源该干,还该干绿化能源,但主要问题还在经济实力。难道农村不想用电吗,他没钱,穷也没办法啊,电网拉不过去。我们难道不想去掉污染吗,但是没钱也没办法。所以,我们中国能发展,我们就可以绿化,可以绿色能源。因为为什么可再生能源不用,因为太贵。假如我有钱,我宁愿贵�