能源是人類文明進步的基礎和動力。近代兩三百年，世界能源結構有過兩次大的轉變。一次是從18世紀開始，從木柴轉向煤炭：另一次是從上世紀20年代開始，又從煤炭轉向石油和天然氣。而現(xiàn)在，世界能源結構正在經歷著第三次大轉變，這就是從石油和天然氣逐步轉向新能源。可以說，誰能在新能源發(fā)展上取得優(yōu)勢，就會在贏得未來。
能源革命就是生產力革命
從古至今，能源技術出現(xiàn)了三次重大突破，人們稱之為人類歷史上的三次能源革命。具體地說，就是蒸汽機、電力和原子能這三樣東西的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和應用，每一次能源革命都為社會生產力發(fā)展提供了的強大動力。比如先發(fā)掌握蒸汽機的英國，在18世紀贏得了“英國時代”，而后發(fā)掌握電力技術的美德兩國接力崛起，還有二戰(zhàn)后原子能技術的突破，讓美蘇執(zhí)世界牛耳。
在過往的漫長歲月里，煤炭最先為人類社會的發(fā)展提供了充足動力，到了20世紀，石油的開采和利用才使得石油在世界能源中代替煤炭而躍居首位，同時開始了今天的這個石油時代。今天已成為世界經濟"血液"的石油，不僅為阿拉伯國家?guī)硪椎玫呢敻唬哺淖兞宋覀儗ι畹睦斫狻?/p>
進入21世紀，天然氣"青出于藍而勝于藍"，于是單一的石油時代變成了并行的油氣時代。但不管是"石油時代"，還是"油氣時代"，亦或者是煤炭，雖然對人類文明的影響都是偉大而深刻的，但其不可再生性以及燃燒所產生的大氣污染、溫室效應等問題，迫使人們去尋找新的、更清潔的可再生能源，也就是新能源。
新能源為何大勢所趨？
為什么這么說呢?一方面是因為現(xiàn)在以石油為主體的能源是不能再生的礦物燃料，自從17世紀工業(yè)革命以來，人們開始大規(guī)模地開采地下的煤炭和石油，那是數(shù)千萬年前(第三紀)以至五億年前(古生代和晚元古代)地球上生物的遺產。但是這種能源資源是有限的，用去一點就會減少一點。
根據國際能源專家的預測，地球上蘊藏的煤炭將在今后200年內開采完畢，石油將在今后三四十年內告罄，天然氣也只能再維持60年左右。同時近代物理學和天文學早已充分證明，以天體物理運動所發(fā)出的能量為基礎的可再生能源幾乎是無限的。
另一方面，世界新的技術革命帶動著許多新興工業(yè)蓬勃興起，新的生產體系必然要求改變能源系統(tǒng)，并且盡可能地采用可以再生的、分散的、多樣化的能源。所以能源問題是一個影響人類生存和社會發(fā)展的一個主要問題。新能源將是世界新的產業(yè)革命的動力，是未來世界能源系統(tǒng)的基礎。
但新能源絕非大家口中常提到的鋰電池，而是包括原子核能、太陽能、風能、海洋能、地熱能、沼氣能、氫能、小水電等在內的非常規(guī)能源。若按來源劃分，可分為三大類，一是來自地球之外天體的太陽能，當然太陽能除了直接照射外，還為風能、水能、生物能和礦物能源等的產生提供基礎。比如植物就是通過光合作用把太陽能轉化為化學能貯存下來。
二是地球本身蘊藏的能量，如原子核能、地熱能等；三是地球和其他天體相互作用而產生的能量，如潮汐能。不過，由于新能源的能量密度較小，或品位較低，或有間歇性，按已有的技術條件轉換利用的經濟性尚差，大多還處于研究、發(fā)展階段，只能因地制宜地開發(fā)和利用。
新能源中的兩大翹楚
在這些新能源“軍團”中，太陽能以其獨特的優(yōu)勢贏得了全世界的目光——據估算，地球上每秒可獲得的太陽能相當于燃燒數(shù)百萬噸優(yōu)質煤產生的熱量，且陽光普照大地，用之不竭，幾乎不受地域限制。隨著技術的不斷發(fā)展，太陽能等新能源正在成為人類社會和經濟發(fā)展的強勁助力。
中國擁有豐富的太陽能資源，近年來，在能源危機和環(huán)境壓力下，中國各地的太陽能光伏電站迅猛發(fā)展，如同一個個披掛烏金鎧甲的軍團，在大地上迅速集結——沙漠、荒野、山地、灘涂、濕地、湖泊……都成為它們的新領地。
然而，這些帶著“綠色”光環(huán)的電站，在帶來清潔新能源，緩解溫室效應，減少大氣污染的同時，也正在引發(fā)諸多的爭議和憂思。其高速增長對生態(tài)環(huán)境帶來的一定負面影響，如對自然景觀的破壞、對野生動物棲息地的占用、對環(huán)境脆弱地區(qū)的擾動、回收問題和光污染等。
除太陽能之外，還有核能，也稱原子能，是儲存在原子核里的能量。別看原子核是那么小，但儲存的能量卻大得驚人。1克鈾在裂變時所釋放出來的能量，相當于2.5噸標準煤燃燒產生的熱值。實際上，太陽所發(fā)出的光和熱也都是由核能產生的，其能量來源便是太陽內部劇烈進行的原子核裂變反應。所以在各種形式的新能源中，核能算是能量最大的。
目前開發(fā)核能的途徑有兩條：一是重元素的裂變，如鈾的裂變；二是輕元素的聚變，如氘、氚、鋰等。重元素的核裂變技術，己得到實際性的應用，所以鈾是目前最重要的核燃料，但陸地上鈾的儲藏量并不豐富，且分布極不均勻，如中國截止到2020年的鈾礦儲量僅有11.59萬噸，約占全球總儲量2.9%，中低品位為主。
隨著近些年我國核能的迅猛發(fā)展，在建核電機組裝機容量位居世界第一，商運機組已位列世界第三，每年規(guī)劃開工的核電機組有6~8臺，缺口巨大。國際原子能機構預測，到2035年中國可能將取代美國成為世界第一大鈾資源需求國，鈾需求量將達到3~3.5萬噸，屆時中國鈾資源缺口將達90%左右。
而解決缺口無外乎“開源節(jié)流”，所謂開源便是積極參與海外國家的鈾礦開采，以及大力發(fā)展海水提鈾技術；至于節(jié)流便是發(fā)展發(fā)展“快堆”核反應堆。所謂快堆，就是核裂變快中子增殖反應堆的簡稱，目前世界上普遍采用的壓水堆，其鈾資源利用率只有1%左右，通過快堆及其燃料循環(huán)可以將利用率提高到60%~70%。
一旦利用率得到大幅提高，更貧的鈾礦也值得開采，這樣世界可開采的鈾資源將提高千倍，同時核電站乏燃料中有長壽命的稀有錒系核素、長壽命裂變產物和一般中短壽命的裂變產物可以由快堆進行嬗變，實現(xiàn)放射性廢物的最小化。
至于輕元素的核聚變技術，目前人類已經實現(xiàn)不受控制的核聚變，即氫彈，但可控核聚變，即“人造太陽”尚在研究中。熱核聚變能具有資源無限，不污染環(huán)境，不產生高放射性核廢料等優(yōu)點，是目前人類認識到的可以最終解決社會能源和環(huán)境問題的核心途徑之一。
綜合各種新能源的優(yōu)劣勢，可以預測：大約再過半個世紀，原子核能和太陽能將成為世界能源系統(tǒng)的支柱，再加上其它新能源，將可以為全世界100多億人口提供足夠的能源。到那時，煤炭、石油和天然氣等礦物燃料，將只用來作化工原料，以滿足人類衣食住行的需要。
所以布局新能源，就是在布局中國的未來，愿我們的祖國在能源開發(fā)上能夠站在世界的最前沿，加油！
上期回顧：中國公布最新版地圖引發(fā)五國反對？大國邊界不應該只停留在地圖上
備注：本文是《能源與文明》合集的第17章，僅為一家之言，歡迎指正轉發(fā)。另文中配圖部分引自網絡，如有版權私聯(lián)請刪。
