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陈一文 (cheniwan@263.net) 2007.1
对传统能源以及新型替代能源进行综合分析科学评价的十八项评价指标
〔2006年4月2日;2007年1月4日补充修改〕
作者按∶2006年10月30-31日举行的第三届〔上海〕环保与新能源国际论坛论文集收录发表该篇文章。亦有网站已转载∶
http://www.intellectual.com.cn/zsrAttention/ResourceExpand/200611/53039.html
文摘∶人类大规模的经济活动、能源短缺、大气污染、全球温室效应、水污染与缺水问题早已经相互交织在一起,构成相互交织在一起的开放式复杂巨系统。因此,对于能源结构调整对这个开放式复杂巨系统的影响必须做整体综合性分析,不仅必须做整体综合性分析,对能源结构也必须做整体综合分析,还必须对能源结构的各种调整将对这个开放式复杂巨系统问题的各个方面各自产生何种不同的正面影响与负面影响?以及交织在一起的综合影响对上述开放式复杂巨系统造成何种总体影响作整体综合性分析。据此提出对传统能源以及新型替代能源进行综合分析科学评价的十八项评价指标。
为了解决目前面临的短期、中期和长期能源短缺问题,全世界的能源业、新型能源开发企业与研发机构和研究者,正在做出极大的努力,努力保持或扩展原有传统能源生产方式的规模,同时加大研究开发一系列新型替代能源产品的投资力度。
不同类型能源生产企业,各自强调自己的“长处”,努力吸引更多的资金,特别是争取各自国家政府科研开发基金的支持。
代表不同类型能源开发企业经济利益的科学家,特别是已获得各自国家科研支持基金的学者,更是施展自己的影响力,努力为他们从事工作的能源类型争取各自国家科研开发基金更大的支持。
在《对人类大规模经济活动、能源短缺、大气污染、全球温室效应、水污染与缺水问题交织在一起的开放式复杂巨系统问题以及能源结构调整对其影响必须做整体综合性分析》中,作者论证了∶
http://www.sea3000.net/cheniwan/oxygendepletion/yangzhonghe10_0.php
-- 人类大规模的经济活动、能源短缺、大气污染、全球温室效应、水污染与缺水问题早已经相互交织在一起,构成相互交织在一起的开放式复杂巨系统。
在上述文章分篇《对于能源结构调整对这个开放式复杂巨系统的影响必须做整体综合性分析》中,我强调指出∶
-- 寻求对于这样的开放式复杂巨系统问题的经济有效解决方案,不能采取逐项分解、分别各个击破的解决方案,而必须采取逐项分析与整体综合分析相结合基础上的整体综合集成解决方案。
-- 为此,对于这样一个开放式复杂巨系统问题,不仅必须做整体综合性分析,对能源结构也必须做整体综合分析,还必须对能源结构的各种调整将对这个开放式复杂巨系统问题的各个方面各自产生何种不同的正面影响与负面影响?以及交织在一起的综合影响对上述开放式复杂巨系统造成何种总体影响做整体综合性分析。
-- 对于这样一个开放式复杂巨系统问题,西医式的“头痛医头,脚痛医脚”的方案,不但将无济于事,而且极有可能造成“主治大夫”们未能预料到的更多更难对付的一系列新的问题。
-- 当代科学技术分工过细的专业科学技术研究,往往与交织在一起的学术利益和经济利益紧密地结合在一起,趋向从偏重于不同种类小集团〔学术利益集团、行业经济利益集团、企业集团〕的利益出发,研究能源短缺问题并从各自的立场与小集团利益出发提出各自主张的解决方案,而不是从开放式复杂巨系统问题的整体综合情况出发、从全球人类大多数人的利益出发研究这些问题。因而提出的建议方案往往是片面的,存在着严重的局限性和错误。
-- 为此,对于这个相互交织在一起的巨大复杂问题,必须做跨学科综合整体性研究∶
-- 找出“牵一发而动全身”的主要矛盾;
-- 同时必须从“以人为本”的主场出发确认全球“温室效应”以及大气污染对人类最基本生存条件造成最大威胁的核心问题;
-- 以此为主线确定对所有传统能源以及替代能源对于上述相互交织在一起的巨大复杂系统问题所有方面产生的影响;
-- 同时,从绿色环保、经济安全有效、大规模综合解决等诸多方面,确定各种能源综合解决“能源短缺、全方位污染、许多地方缺水”复杂问题的能力进行综合科学评价的科学评价指标,对不同种传统能源以及新型替代能源进行科学的综合性比较。
对能源短缺、大气污染、全球温室效应、水污染与缺水问题交织在一起的开放式复杂巨系统问题以及能源结构调整对其影响做整体综合性分析的基础上,作者总结出对各种能源进行综合分析科学评价的十八项科学评价指标。
这十八项科学评价指标,从绿色环保、经济安全有效、大规模综合解决等诸多方面,对各种能源综合解决“能源短缺、全方位污染、许多地方缺水”复杂问题的能力进行综合科学评价。
本文首次提出这样一套十八项综合科学评价指标,不一定全面无误涵盖了应当涵盖的所有方面,但至少是涵盖了应当优先涵盖的首要与多数方面的第一套这样的综合科学评价指标,而且第一次将应当优先涵盖的首要指标置于优先突出的地位。
制作一个综合分析科学评价所有类型能源的评价表,采用这样一套综合科学评价指标,对所有类型能源,包括已普遍使用的传统能源,以及正在小规模应用、正在开发的以及有待开发的所有类型新型替代能源,进行综合科学评价,有关情况就能从整体上综合分析清楚∶
-- 哪些类型能源是上述“开放式复杂巨系统问题”较全面综合经济安全有效、绿色环保的解决方案,应当重点扶持大力发展?
-- 哪些类型能源不仅是较全面综合经济安全有效、绿色环保的解决方案,而且是实现我们后边将讨论到的对中国能源结构实现根本性调整的新型能源主力军,理所当然应当政策倾斜、重点扶持、优先发展?
-- 哪些类型能源次之,也应当扶持与发展,但是不应当作为重点!
-- 哪些类型能源,由于主要什么样的问题根本不能扶持与发展,或者仅能控制的有限发展!
我建议的这样一套十八项综合科学评价指标,大致依照优先次序包括以下指标∶
《评价指标-1∶不排放二氧化碳,或与传统燃料相比明显减少二氧化碳排放量!》
传统矿物燃料大量燃烧,造成超过全球植物光合作用总能力1/3以上的过量二氧化碳“温室气体”?“全球温室效应”?“全球变暖”?全球性的异常气候变化?……,这已经是世界科学界、环境保护界、绝大多数政治家、新闻媒介与公众的共识。
为此,对所有新型能源燃料进行评价时,必须优先考虑置于首位的要求∶在使用中不排放二氧化碳,或至少与传统矿物燃料相比明显减少二氧化碳的排放量,以便遏制全球“温室效应”与“全球温暖”的进一步发展!
不言自明,符合该项要求的新型替代能源燃料有助于减缓甚至遏制“温室效应”与“全球温暖”的发展,符合《京都协议》的要求。
《评价指标-2∶不消耗大气中的氧气,或比传统燃料显著少消耗大气中的氧气!》
本论文集另一篇文章《大气“氧气枯竭”是比“全球温室效应”对人类持续健康生存造成更为严重危害的恶果》中,作者以国内外大量科学研究事实证明,在造成过量二氧化碳“温室气体”?“全球温室效应”?“全球变暖”?全球气候异常?……后果的同时,大量矿物燃料燃烧还造成人口密集、汽车保有量大、矿物燃料消耗量大、绿色覆盖面积不足的大城市与经济发达地区低层空间大气中的氧气过量消耗,造成这些地方的“氧气枯竭”问题。
为此,在优先考虑置于首位的 “评价指标-1∶不排放二氧化碳“温室气体”,或与传统燃料相比明显减少二氧化碳排放量” 时,对所有新型能源替代燃料进行评价时,必须优先考虑的第二个必不可少的基本要求,是评价它们同时在燃烧过程中不消耗大气中的氧气,或比传统燃料显著少消耗大气中的氧气!
目前大量使用的所有矿物燃料,以及到目前为止开发的许多新型替代能源燃料,其燃烧过程中依然大量消耗大气中的氧气,不符合上述 “必须优先考虑的必不可少的基本要求” !
符合这样要求的更为理想的新型替代能源燃料无论是否已经开发,或者至今尚未出现,该项要求显然都是必须首先考虑的最基本的要求。何况,目前已经开发并获得越来越多应用的水力发电、核能、风能、太阳能等,都是使用过程中完全不消耗大气中氧气的能源方式。
可以说,真正意义“以人为本”的“绿色燃料”必须不排放二氧化碳“温室气体”,或与传统燃料相比明显减少二氧化碳排放量,同时在燃烧过程中不消耗大气中的氧气,或比传统燃料显著少消耗大气中的氧气!反之,不能同时满足这两项指标的所有“新型燃料”都不是真正意义“以人为本”的“绿色燃料”!!
在局部地区少量使用“氢能源”,无论直接燃烧,或者使用“氢燃料电池”,以至在一个城市开发应用数千辆、数万辆直接燃烧氢气或使用“氢燃料电池”的小汽车、公共汽车,不会对环境造成重大影响。但是,如果依照某些西方企业与国内外某些科学家极力鼓吹的“氢能源、氢经济”的概念巨大规模开发应用“氢能源”,企图用“氢能源”取代目前矿物燃料的大部分以至全部的方式解决中国与世界的能源短缺问题的话,这样的 “氢能源、氢经济”将严重加剧目前矿物燃料大量燃烧已经开始造成的大气“氧气枯竭”过程,最终导致全球人类灭绝的恶果,是完全不可取的“代替能源”!
《评价指标-3∶不能对人类或环境造成目前或将来有巨大破坏风险的潜在恶果!》
核能的使用过程中既不排放二氧化碳“温室气体”,又不消耗大气中的氧气,是其重要优点。但是,核电站生产过程中产生的具有高放射性的核废料的处理问题对环境与人类带来现在与将来有巨大破坏风险的潜在恶果。
2005年5月17日《钱江晚报》∶《俄专家称自然界异常导致切尔诺贝利核电站事故》∶
http://news.sina.com.cn/w/2005-05-17/16146668509.shtml
-- 今天,俄罗斯和乌克兰的科学家提出了有关灾难的新说法,已经给国际原子能机构准备好了有关的报告,说明事故的起因是自然界的异常。
-- 当时曾有地震。据俄罗斯环境仪器观测和地球物理预报中心主任伊戈尔?雅尼茨基称,在普里皮亚季多林的低地一带有3家专门对美国的原子弹爆炸进行监测的地震观测站,它们当时的日志完全是偶然被发现的。…… 由地球物理的专家所组成的专门委员会看过之后,得出了切尔诺贝利原子能发电站所在地区在电站发生爆炸前20秒,有过局部地震的结论。
对于上述报道,完全不了解情况的网友发表这样的评论∶
-- 这种“科学家”的使命就是把一个个重大的人祸“科学”化为自然灾害,然后领取奖赏。
对此,作为中国地球物理学会天灾预测专业委员会顾问与中国灾害防御协会灾害史研究专业委员会顾问,我于2005年5月17日发表署名评论如下∶
-- 我同意本文的基本结论∶“自然界异常导致切尔贝利核电站事故。” 也部分地同意他们的某些分析及其依据。但是,他们仍然不清楚造成 这些自然界异常背后的原因。中国天灾预测专家有更多的依据说明造成这些异常自然现象及其背景原因。
2005年8月18日《扬子晚报》∶《日本地震致使3座核废料存储池泄漏》∶
http://news.sina.com.cn/w/2005-08-18/14296724609s.shtml
-- 新华社电 日本电力能源有限公司负责人17日称,日本16日发生里氏7.2级强烈地震,造成该国北部福岛县两座核电站中存储核废料的池子中部分池水外溢,其中含有极少量的放射性物质。据称,共有3座存储核废料的池子发生泄漏,其中两座位于福岛县的第一核电站,一座位于当地的第二核电站。
核电站投资巨大、建造周期长。核电站产生的高放射性核废料的处理问题对环境与人类有巨大破坏风险的潜在恶果,成为阻碍核电站在世界上获得更大发展的关键问题。
显然,在传统矿物燃料价格逐年急剧上涨的情况下,经济安全有效解决核电站产生的高放射性核废料处理问题对环境与人类带来有巨大破坏风险的潜在恶果,是核电站在任何国家获得大力发展的重要前提之一。
《央视国际》2005年10月31日报道的节目《 [新闻会客厅]决策者说:中国核掌门》,中国核工业集团公司康日新总经理介绍∶
http://www.cctv.com/news/china/20051031/101497.shtml
-- 核废料处理是建核电站当中公众所关心的,中国的核燃料使用的闭式循环,所谓的闭式循环,就是从我们开矿,铀浓缩,原料、燃料元件加工,再用到核电站里面去,核电站卸下的料我们叫乏燃料,我们会选择非常有利于适应于乏燃料储存的地方和处置的地方。
-- 核电站的发展在技术上经历了三代。核电站使用的核燃料——铀,也跟其他矿产一样,储量非常有限。
-- 各国正在研究中的第四代反应快堆,可以将核燃料的利用率从目前的1-2%提高的60-70%。从而延缓铀矿枯竭的问题。
-- 中国目前跟国际上应该说是一致的,在二代或者二代加的水准上。
显然,能够“将核燃料的利用率从目前的1-2%提高的60-70%”的“第四代反应快堆各国正在研究中”的新技术,并非2020年中国计划建成30座核电站前有把握实施的成熟技术。
因此,尽管康日新总经理强调“核电站卸下的料我们叫乏燃料,我们会选择非常有利于适应于乏燃料储存的地方和处置的地方”,中国在广阔领域中选择“非常有利于适应于乏燃料储存的地方和处置的地方”的余地也比较大”,中国大力发展核电工业依然也存在着高放射性核废料安全可靠处理的问题。
尽管不是本文详尽讨论的内容,我在这里应当负责任地指出,美国杰出的科学家桑蒂利教授〔Prof. Ruggero Maria Santilli〕数年前开发了一项意义重大的科技创新成果∶
-- “在核电站内对原子核不稳定的核废料进行激励加速衰减转化为稳定、轻质无放射性元素无害化处理”。
有的网友可能要问∶这样好的技术西方为什么不采用?道理很简单∶在西方,处理核废料的业务是千亿级的巨额暴利生意,构成极其巨大的经济利益,怎能容得它消失掉!?
此外,该项技术挑战了核物理学的基本理论,相关领域科学界部分权威容不得它的存在与发展,对核电站中的应用,尽管非常有益于人类,他们千方百计进行阻止。
善良的人们,不要将世界科学界想象成一块纯洁的净土!世界经济界发生的各种腐败现象,在科学界里不是不存在,只不过是以人们有时很难想象的另外形式存在而已,其中涉及的学术利益又往往与市场你死我活竞争中的经济利益交织在一起!
中国自主设计科技创新的更为经济安全可靠的核电产业的发展,一旦率先将该种科技创新成果应用于中国的核电产业,经济安全有效地进一步解决核电站高放射性核废料的处理问题,那么核电在中国能源结构调整的未来发展中无疑将能够有更宽广的前景!
《评价指标-4∶严格公正科学试验证明造成更少污染,而不能造成更多污染!》
〔作者注∶中国科技信息研究所《中国科技信息网》〔www.chinainfo.gov.cn〕已全文发表本篇文章,为了节省篇幅,作者在后边仅列出每项“综合科学评价指标”以及上述网站中对应分篇的链接地址。先访问《中国科技信息网》靠下边的《陈一文先生就解决中国能源与环境问题与网友讨论》专栏〕后再访问每项评价指标的链接地址。读者如需要全文的电子版,可与作者联系。〕
《评价指标-5∶“生产-运输-储存-使用”全过程经济安全节能、绿色环保!》
《评价指标-6∶与国际市场原油每桶大约30美元时的传统矿物燃料有成本竞争优势!》
《评价指标-7∶十二至十五年内取代矿物燃料一半以上比例的经济技术可行性!》
《评价指标-8∶七至八年内取代相当比例汽车燃料用汽油、柴油、天然气的经济技术可行性!》
《评价指标-9∶七至八年内取代较大比例居民厨房燃料的经济技术可行性!》
《评价指标-10∶七至八年内取代较大比例矿物燃料各种应用的经济技术可行性!》
《评价指标-11∶有助于煤“洁净燃烧”的经济技术可行性!》
《评价指标-12∶是否以大部分国家和地区难以承受的巨额投资为代价?》
《评价指标-13∶是否以过量占用人类目前或未来基本生存所需自然资源为代价?》
《评价指标-14∶能否以城市生活污水作为新型替代能源的原料!》
《评价指标-15∶能否以农村畜牧养殖业污水、生活污水作为新型替代能源的原料!》
《评价指标-16∶能否够既适合于集中大规模工业化生产,又适合于分散小规模生产!》
《评价指标-17∶能否直接利用目前燃料使用的现有设备或简单改造即可使用!》
《评价指标-18∶能否用传统自然能源资源生产出比传统技术更多数量的新型能源产品!》
有的读者可能会指出∶从各国能源规划官员、专家、新闻媒介向我们介绍的情况来看,当代占主导地位科学技术基本理论没有能够向人类提供符合上述所有综合评价指标的新型替代能源。
为此,有的读者一定会问,符合上述所有十八项科学评价指标苛刻条件的新型替代能源是否可能开发?或者是否已经开发?
《〔34〕工业生产已经成熟特别有希望的“磁分子”燃气的十八项指标综合科学评价》中对此做了简要介绍。有兴趣了解详细情况的读者可以与作者联系。
接续后篇∶
☞〔34〕解决全球“能源与环境恶化”问题呼唤当代爱因斯坦式的国际大师级科学家
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