地球還有多少礦物燃料

    人類利用能源的歷史經歷了幾個階段：18世紀以前，木材在世界一次能源消費結構中長期佔據首位；到19世紀下半葉，煤炭取代木材等成為主要能源；1965年，石油首次取代煤炭在世界能源消費結構中佔據首位，由此開始了“石油時代”。

    石油、煤炭等這些當前人們使用的主要能源都屬不可再生的礦物燃料。在當今世界，礦物燃料提供世界91%的一次商品能源，其中煤炭佔28%，石油超過40%。在亞澳地區能源消費結構中，礦物燃料佔93.5%，其中煤炭佔48 .3%，石油佔37.3%，天然氣佔7.9%。

    然而，地球上礦物燃料的儲量是有限的，而且由於人類無限制地開採，已漸趨於枯竭。據統計，人類每年要燃燒 40億噸煤、25億噸石油，並以每年3%的速度增長。照此下去，科學家們估計，地球上的煤還可維持二、三百年，其他就只有五、六十年的用量了，包括核能原料鈾。而石油、天然氣、煤的形成需要數億年的生物與地質作用。所以，燃燒這些化石燃料就等於在吃老本，而地球還有多少老本可吃呢？

    而且，開發利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，也帶來嚴重的負面影響，即極大地污染了人類賴以生存的環境，誘發溫室效應、酸雨，引起疾病、農業減産等嚴重問題。因此，世界能源面臨著新的轉折，向石油等以外的能源物質轉換已勢在必行。

    中國能源供應缺口

    建國50年，我國能源工業取得了舉世矚目的成就。到1995年，我國一次能源總産量達12.4億噸標煤，其中原煤達12.98億噸，居世界首位；原油産量1.49億噸，從無油、貧油國變成産油大國；全國發電裝機2.17億千瓦，年發電量1萬億千瓦時，居世界第三、四位。

    但是，由於我國是人口大國，從總量上看並不少的能源資源，按每人平均計算就非常低了。拿儲量豐富的煤炭資源來説，目前探明儲量居世界前列，而每人平均值僅為世界平均值的一半。而作為重要戰略物資的石油、天然氣尤其不足，石油探明可採儲量僅32.6億噸，每人平均2.9噸，僅為世界平均值的十分之一左右。另一戰略能源鈾礦的儲量也極有限。可開發的水能約3.7億千瓦，佔世界首位，但用龐大的人口基數一除，也就很有限了。

    據專家測算，到2010年，我國一次性能源消費量將達到19億噸標準煤，其中煤炭18億噸，石油2.5— 2.7億噸，天然氣600—1000億立方米。而2010年，我國石油産量約1.6—2.1億噸，天然氣約516—7 13億立方米，油氣資源供需差距很大，需進口補缺。煤炭資源雖可滿足2010年的需求，但也存在著勘探程度的儲量不足和運輸、環境污染問題。

    再據《中國能源戰略研究(2000-2050)總報告》的預測：到2050年，我國人民生活水準要達到發達國家90年代初的水準，一次能源總需求量需要35—44億噸標煤，而到2050年我國只能産石油4000—8000 萬噸，離預測的數字要差六、七億噸。因此，我國能源供應前景存在著巨大的隱患。

    發展能源新技術，使用清潔新能源

    解決未來世紀的能源問題成為人類社會面臨的頭等大事。專家們一方面呼籲發展節能技術，另一方面，從能源系統的角度提出要開發使用新能源，減少或取代對能源礦産的依賴。

    雖然未來能源應以可再生能源為基礎，但據專家們預測，以化石能為主的能源格局在相當長時期內還不會改變，煤炭在世界範圍內還有可能再次成為主要的一次能源。特別是中國，一次商品能源以煤為主，在中國一次能源結構中將長時間佔據不可替代的地位。因此發展能源礦産新技術，特別是潔凈煤技術，減少環境污染，是我國和世界目前面臨的重要戰略任務。

    然而，地球上的化石資源終究要枯竭，人們必須想辦法尋找新能源。現在，世界上許多國家和地區都致力於用現代化的技術和新材料開發利用新能源和可再生能源，用來取代資源有限、對環境有污染的化石能源。

    可再生能源中水力當然是首選，可以承擔發電、灌溉、航運等多種任務。但是由於水資源受地理環境的影響而不穩定，因此利用規模有限。

    風能的威力也很巨大。據氣象學家預測，世界上真正能被利用的風能總量至少有10億千瓦，其中中國可利用的大約有3億千瓦。風能可用於帆船、排灌、磨坊等，也可發電、致熱。到1992年，全世界風力發電裝機達2700萬千瓦。

    生物質是世界上最廣泛的一種可再生能源。據科學家估算，地球上每年經太陽能光合作用生成的生物質總量約為 1440—1800億噸，大約等於現在世界能源消耗總量的10倍。人們利用生物質在沼氣池中産生沼氣，可供炊事照明用；用生物質製造乙醇甲醇，用作汽車燃料等；高效生物質燃燒爐，熱效率達85%。

    海洋也是人類使用不完的能源寶庫。全世界海洋能的理論可再生總量約為766億千瓦，現在技術上可以開發的起碼有64億千瓦。中國海洋能據估算可開發量約4.6億千瓦。巨大的潮汐能、波浪能等均可用來發電，我國已建成128 0千瓦時的潮汐電站。

    地熱能資源也非常豐富。初步估算，全世界地熱資源的總量約相當於4948億億噸標準煤。中國已查明地熱儲量相當於31.6億噸標準煤。地熱水可以用來採暖、農畜繁育、水産養殖、療養旅遊等，地熱還可發電。

    不過，風能、潮汐能、生物能、地熱能等都因一定的條件限制而只適於作補充能源，相對於人類對能源的巨大需求來説，只能解決局部的一些問題。

    太陽能是一種巨大且對環境無污染的能源，地球每秒鐘獲得的太陽能量相當於燃燒500萬噸優質煤發出的能量。利用太陽能可以建成溫室大棚、太陽房等節能建築；太陽集熱器作為熱源可代替傳統鍋爐；使用太陽能熱水器和太陽灶等，可節約生活燃料；太陽能還可用來淡化水、致冷、發電；太陽能電池在人造地球衛星上已被成功使用，現在開始轉向地面應用。

    不過，在地面上利用太陽能，受到很大限制：由於地球表面大氣層的吸收和散射，減少了到達地球的太陽能量；而且，地球每天有一半的時間是夜晚，沒有陽光，加上陰天和雨天，使得不能充分利用太陽能。為擺脫這些不利因素，科學家們提出了空間太陽能發電的設想。即在地球外層空間利用太陽能發電，然後通過微波或鐳射將電能傳輸給地球上的接收裝置，再將所接收的微波或鐳射能束轉變成電能供人類使用。這一設想已引起科學界的廣泛關注，科學家們認為它將是人類下一個世紀能源科學發展的方向之一。

    核能的發現和利用(核裂變能)是本世紀的重大成就之一。使用核能有耗費低、污染少和安全性強的優點，現在已作為一種可以大規模和集中利用的能源代替能源礦産，目前主要用於發電。從1954年蘇聯建成的世界上第一座試驗性核電站運作以來，至今已有30個國家發展核電，正在運作的核電站已達437座。據1995年統計數據，核電已佔全世界發電量的23.16%。

    1991年12月15日，我國第一座核電站秦山核電站並網發電成功，每年向華東電網輸送17億度電。隨後又建成了大亞灣核電站。目前，核電已佔我國發電總量的1.49%。秦山、大亞灣二期和遼寧核電站也正在建設和籌建中。

    從70年代起，國外開始研究利用核能供熱。1990年3月22日，我國設計製造的第一座低溫核供熱反應堆建成，是世界上第一個一體化自然迴圈殼式核供熱堆，為我國第二代核電熱站發展開闢了道路。它的普及將極大地緩減北方地區冬季供暖成本過高的問題。

    但是核裂變能也存在一些問題，如資源利用度低，大量長壽期核廢料如何處置，以及安全性的進一步提高等，所以裂變能也難以從根本上解決人類能源問題。

    從本世紀40年代開始，科學家們開始試探如何控制核聚變反應，從而直接廣泛地利用聚變能。因為聚變反應産生的能量極為巨大，所使用的燃料極為豐富(使用海水作燃料)，而且安全性更強，無放射性污染。如果掌握了核聚變反應技術，核能將成為取之不盡，用之方便的潔凈能源，有可能最終解決人類的能源問題。由於受控熱核聚變的研究難度很大，據估計大約還需50年才能實現聚變能的商業化。

    氫能也是一種能量巨大、使用方便、來源豐富並沒有污染的持久能源，從70年代初開始，人們將氫應用於發電以及各種機動車和飛行器的燃料，已有不少試驗裝置在運作。利用氫能可上天、可開車、可發電，甚至氫能可以代替煤氣、暖氣、電力管線而走進家庭生活。國際上認為氫能將是21世紀中後期最理想的能源，也是人類長遠的戰略能源。

    21世紀即將來臨，最終解決能源的需求問題顯得越來越緊迫。專家們認為，尋找和開發利用清潔高效可再生能源，走能源與環境和經濟發展良性迴圈的路子，是解決未來世紀能源問題的主要出路。人類需要深謀遠慮地策劃和謹慎地考慮如何更好地利用新能源，也需要發展能源礦産新技術，厲行節約，合理使用能源，以為自己和子孫後代創造一個能源豐富、環境優美的地球家園。

    《光明日報》1999年11月29日