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新能源并非无污染绿色能源
来源:中国矿业报   发布时间:2013/4/22 15:22:30

太阳能发电

太阳能、风能、乙醇在许多人眼中是无污染的绿色能源,尤其在一些人或利益集团的过度宣传下,中国太阳能产业在前几年曾疯狂地发展,如今一些发展中的问题逐渐浮出水面……

新能源与传统能源区别在哪?

传统能源究竟可使用多少年?中国应该选择什么样的能源战略?近些年来,在能源问题上,人们一直围绕这些问题争论不休。

新能源是相对传统能源而言的。传统能源,通常指人们过去一贯使用的能源,如木材、植物秸秆、煤炭、石油、天然气和水力等。

石油、天然气和煤炭都是由远古动植物化石演变而成的,所以也叫化石燃料。新能源指最近一些年来被广泛开发使用的能源,如植物乙醇、风能、太阳能、地热能、潮汐能等。

关于传统能源和新能源的定义,世界一直不统一,在一国认为的传统能源,在另一国则被认为是新能源。例如,核能在西方国家已经有半个世纪的历史,已被划入传统能源,但在许多发展中国家,核能则刚刚起步,因此属于新能源。

现在,人们惯于炒作概念,能源也是如此。其实,人们经常听到的风能、太阳能和生物能等所谓的“新能源”并不新。它们有的比某些传统能源要早得多。

现在比较主流的认识是,新能源可再生,比传统能源污染少。为此,许多国家将开发利用新能源作为能源战略的重要组成部分,并提出了新能源发展目标。

例如,欧盟到2020年新能源的份额要达到20%;美国到2030年风力发电要占全部电力的20%,用生物液体燃料(乙醇)替代30%的石油产品;日本到2050年新能源等替代能源将占能源供应的50%以上。

但是,从最近各国新能源政策调整看,似乎实现这些目标有很多悬念,理由是人们过去对新能源的弊端认识不足,放大了优点,忽视了缺点。伴随着对新能源认识的逐渐深入,各国新能源的发展战略也面临重新调整。

石油煤炭等传统能源可用多少年?

化石能源究竟可以开采多少年?恐怕没有一个公认的答案,因为世界在不断发现新的油气田和煤田。拿中国来说,上个世纪80年代就有专家提出,中国储藏的煤炭仅可供开采80年,30年过去了,中国领土上不断发现新煤田,煤炭开采年限自然也不断延长。

2009年,中国新疆东部吐鲁番地区发现一个储量达640亿吨的世界级特大煤田。2012年,新疆和什托洛盖又探测出储量达810亿吨的更大煤田,仅这两个煤田就够全国开采40年。

可见,化石能源的储量并非一些专家忽悠的那样危言耸听,因为中国在不断发现新的煤田、油田和天然气田。

在美国,虽然政府大力支持新能源的开发与使用,但对传统能源的探测和开发一直没有停止过。美国采取传统能源与新能源并举的政策,努力提高能源自主份额,奥巴马总统第一任期结束时,把石油产量增加到16年以来的最高水平,这使美国的石油进口量降至16年以来的最低水平。

根据国际能源署不久前发布的报告,美国将在2017年之前超越沙特阿拉伯和俄罗斯成为全球第一大石油生产国,并有望于2030年左右成为石油净出口国。美国的天然气产量在2012年也创下了几十年以来的最高纪录,煤炭产量和该行业雇工人数也在不断增加。

美国也提出了提高传统能源使用效率的能源策略,现在正开发节能汽车技术,让发动机的效率提高1倍,也就是说,现在跑100千米的油,将来可以跑200千米。这样,就可以减少燃油消费,让油价保持较低水平,让广大消费者受益。

风能发电:看上去很美

不少国家建有风电场,看上去很壮观,和荷兰风车一样,俨然成了一道观光风景。

利用风发电,其实就是用风力作为动能。但现在人们看到的风车,是古希腊数学家亚历山大希罗于公元1世纪就发明的,就是把风动能通过机械装置转换成机械能,用于磨面、泵水、织布、锯木等工农业生产。

欧洲的风车普及率很高。1850年,荷兰有9000座风车;1820年,英国和法国各有大约10000座风车;1895年,德国有18242座风车;1900年,芬兰有20000座风车。到上世纪30年代,世界风车达到鼎盛时期,欧洲大约有20万座风车(当时还有水轮机50万部)。

随着汽轮机的不断改善,风车逐步被汽轮机替代。因为风车的最大缺点就是不能提供恒定输出功率,微风或静风时,输出功率为零,工厂只有停工等风。而汽轮机则可提供连续的恒定的输出功率,体积小,使用很方便,促进了生产力的提高。

第二次世界大战后,各国都不再建风车,蒸汽机也逐步被内燃机和电机替代。所以,现在看到的风车,大多已被废弃,仍用于生产的是极少数。

现在的风电生产流程是:把风动能转换成机械能,机械能转换成电能,电能转换成化学能储存在蓄电池里;然后再翻转过来,化学能转换成电能上网,电能根据需要转化成机械能、热能等。

对使用机械能的工业来说,风动能经过5次转换才能成为机械能,而能量在每次转换过程中都会有损失,从而导致一些行业对风动能的利用效率很低,远不及过去风车直接把风动能转换为机械能。所以,现在又有人对传统的风车感兴趣,在用机械能的工厂,让风车提供动力。

其实,过去的帆船也是利用风动能航行,后来被烧煤的蒸汽机取代,再后来又发展到内燃机。能源的选择,也是优胜劣汰,要考虑成本、效率和便利程度,这也是市场的选择。

风虽然是可再生能源,但像用于帆船航运,由于航速慢等原因,其成本要比内燃机驱动的远洋货轮高很多。所以,现在的帆船一般只用于体育比赛了,很少有人再把它用作商业航运。

很多人认为,风电是“零污染”。其实,这只看到了风电的发电过程,没有看到风电设备制造和储能系统的污染。风电所需要的铅酸蓄电池在生产、使用及报废后的处理都会严重污染环境,风机叶片材料玻璃纤维的生产也会产生高污染。可见,风电在发电前已经排放了污染。

太阳能发电:自身也需要“低碳”

太阳能也说不上是新能源。上世纪70年代,在农村就用太阳能。那时的太阳能就是用混凝土做个抛物面,也就是“大锅盖”,就像现在的卫星电视天线,上面用小块镜片镶嵌起来,好把太阳光线反射到焦点上。

在焦点位置安装个支架,上面就可以烧水做饭了。做饭时,人也要被强烈的太阳光炙烤着,必须戴着墨镜做饭。可戴着墨镜做饭又掌握不好饭菜的火候,不是烧焦就是不熟。所以,这种抛物面太阳能灶理论上是成立的,但根本就不具备实用性,很快就被废弃了。

同风能发电一样,利用光伏电池发电,污染甚至比煤炭发电还大。一些人或集团出于自身利益考虑,过度宣传太阳能是绿色能源无污染,误导了很多人。2007年前后,我国有100多个城市都在建光伏产业园,都在创千亿元的光伏行业。即使是在光伏行业已经显露风险的2009年,产能继续大举扩张。

最近“落架”的无锡尚德太阳能老板施正荣在2009年还给美国总统奥巴马写了一封公开信,为发展太阳能造势。他在信中有一段写道:“阳光是人类最原始的能源,即使我们能通过现代科技将它捕捉、利用,它也没有改变最初的特质:清洁、纯净、公平地洒满全球,超越国界、种族的藩篱。相信在共同努力下,它能成为我们与未来沟通的另一种语言。”

但这是应予质疑的。阳光没有污染,但生产光能转换成电能的硅太阳能电池则会产能耗能和污染。有人计算过,生产一块晶硅太阳能电池板所消耗的能源比这块电池板在使用寿命期内转换的电能还要多。这一结论虽然还存有争议,但晶硅太阳能电池属于高耗产业,这已是不争的事实。

太阳能电池所需要的晶体硅的提炼要排放大量三氯氢硅、四氯化硅等有毒物质,很多企业为降低成本没有有效地对这些有毒物质进行回收和处理,从而污染了环境。

国家发改委产业经济与技术经济研究所所长胡春力指出:“在光伏产业中,我国的硅产量占全世界产量的40%多,而我国生产的硅95%用于出口。硅在生产过程中是高耗能、高污染的,但使用时却是清洁能源。因此,我国为世界低碳做出了贡献,但自身却并没有实现低碳发展。”

燃料乙醇:效率亟待提高

世界生物能主要是燃料乙醇。其实,燃料乙醇并不是什么新能源,它甚至是比石油还古老的能源。1826年,内燃机先驱、美国发明家塞缪尔·莫里改进的内燃机就用乙醇做燃料,发现并精炼石油那是此后很久的事情了。

1896年,美国汽车大王亨利·福特设计的“四轮车”牌汽车也是用乙醇作燃料的。1908年,福特又推出了“图特”T形汽车,可使用汽油、乙醇或汽油与乙醇的混合燃料。但是,随着石油的大规模开采和石油精炼技术的提高,汽油、柴油很快就取代了乙醇,成为内燃机的主要燃料。

1973年,阿拉伯国家对美国石油禁运导致美国能源危机。美国不得不重新把乙醇用作燃料,在汽油里添加不超过10%的乙醇。由于人们不愿添加含有乙醇的汽油,认为这会导致动力不足,乙醇燃烧后的酸性物质会腐蚀引擎和燃油系统中的密封部件。

为了鼓励人们添加含乙醇的汽油,美国政府便给消费者补贴,根据1978年出台的《能源税法案》,每加仑乙醇补贴0.4美元。其实,这个补贴就相当于免除燃油税,因为汽油的燃油税大致是每加仑0.4美元。

2011年6月16日,美国国会通过一项修正案,取消了这项延续了30多年的燃料乙醇补贴,这项补贴每年高达60亿美元。取消燃料乙醇补贴间接证明,燃料乙醇并非过去想象得那么好,人们对燃料乙醇的看法恢复了理性。

过去,人们宣传燃料乙醇,认为它有“环保、便宜、可再生”3个汽油不可比拟的优势,称玉米田是“取之不尽,用之不竭的大油田”,过分夸张了燃料乙醇的优点。
越来越多的研究证明,一些对燃料乙醇的宣传是片面的,具有极大的误导性。

美国斯坦福大学空气研究专家马克·雅各布森负责的一项研究发现,燃料乙醇燃烧造成的空气污染对人体的危害超过汽油,与燃料乙醇污染有关的呼吸系统疾病发病率和死亡率比汽油更高。

美国等国家的乙醇生产原料主要是玉米,种植玉米需要化肥、农药和水,化肥和农药的生产都是重污染化工行业,灌溉用水需要电,而电能主要来自煤炭。可见,燃料乙醇的生产过程的污染被一些人忽视了。

另外,生产玉米用的化肥、农机等也要消耗能源,再加上蒸馏法提取乙醇需要天然气或煤炭供热,这就导致燃料乙醇的生产过程就是耗能、污染过程。

美国康奈尔大学教授戴维·皮门特尔的一项研究表明,每生产一加仑乙醇需用21磅(约9.5千克)玉米。而种植2l磅玉米则需耗费半加仑化石燃料。如果再加上由玉米生产乙醇的工业过程,制造一加仑乙醇所耗费的能量,超过了它燃烧时产生的能量。

美国生物科学学会的一份研究报告也显示,用玉米生产的乙醇所能产生的能量,仅比生产玉米乙醇所需的能量多出10%。

可见,燃料乙醇虽然被当作可再生能源推广,但它本质上还是一种化石燃料,而且效率极低,几乎等于零。换句话说,生产可驱动汽车行驶100千米的燃料乙醇,所消耗的化石能源就可以驱动汽车行驶100千米。

这些年来,燃料乙醇生产过热导致玉米需求大增,拉动了玉米价格上涨。农民见玉米涨价,自然要扩大玉米种植面积,减少其他农作物的种植面积,这又导致其他农作物供给减少,价格上涨。可见,这几年全球粮食价格暴涨,与鼓励使用燃料乙醇有一定的关联性。

可以这样认为,使用燃料乙醇打乱了世界农产品市场的供需平衡,加大了居民的食品支出费用。对不富裕的居民来说,这会导致他们生活质量下降。现在,世界上还有很多人挨饿,用食粮生产燃料,这似乎在道德上也说不过去。

还有一个不可忽视的问题是,大面积种植玉米要使用大量地下水,导致土壤中的含水量下降,这会引发生态灾难。

2008年1月23日,联合国粮农组织专家警告,世界急于开发和使用生物燃料,造成玉米和其他粮食作物价格上涨,可能造成水源短缺的状况进一步恶化,并可导致贫困人群失去他们赖以生存的土地。

靠什么解决中国能源问题?

从目前国际上一些研究机构发布的研究报告看,风能、太阳能和生物能并非是理想的替代能源,解决能源问题,最有效的手段就是提高能源使用效率,清洁使用能源,减少能源消费。

由于雾霾等污染主要是汽车尾气造成的,政府应大力发展免费公共交通,减少私家轿车的使用,因为私家轿车是效率最低、能耗最大的一种交通工具,一辆私家轿车通常只运载一个人,其使用的燃油如果用在公共交通工具上则可运载十几人甚至几十人。

所以,在没有找到理想的替代能源之前,发展公共交通、减少私家轿车的使用应该是能源政策的首要选项。

目前,中国政府对新能源的补贴政策,有一些值得反思的地方。

首先,政府补贴会吸引一些企业鱼目混珠般地涌入新能源领域,造成产能过剩,产品质量难以提高,浪费了大量资源,冲乱了产业结构的合理布局。近年,太阳能企业涌现“倒闭潮”,就是对不按市场规律办事的惩罚。

2013年3月20日,无锡尚德太阳能公司进入破产程序,这个被吹嘘得神乎其神的新能源“旗舰”就像100年前的“泰坦尼克号”一样沉没了。尚德太阳能的倒闭再次证明,政府不能干预企业经营,资本的流动应由市场选择。

此外,尚德太阳能被法院裁定破产重组,无锡国联的周卫平入驻尚德董事会,被任命为尚德执行董事兼总裁,标志着国资重组尚德大幕的开启。政府补贴倒闭企业,受损的是百姓,因为政府补贴给企业的每分钱,都是百姓的税。

其次,补贴出口新能源产品的做法,容易遭到外国的制裁。

再次,政府补贴会让“看不见的手”失灵,向市场发出虚假的供需信号,造成新能源市场的大起大落。

  责任编辑:谭海明
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