“什么是能源？能答对的有几人？”
作者：易蓉蓉 来源：科学时报海啸、飓风、洪水……全球变暖，人类一次次体验恩格斯的名言――“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每次这样的胜利，自然界会对我们进行报复。”
全球变暖的罪魁祸首是自然界本身的演化规律还是人类活动？多年来人们争论不休。2月2日，IPCC（政府间气候变化专门委员会）在巴黎发布第四次评估报告，为这个争论暂时画上一个句号――人类活动对气候变化成因的影响有90%的“贡献”。而 “贡献”这一影响的主要途径是人类对煤、石油、天然气等化石能源的过度开发与利用，以及利用过程中对二氧化碳、甲烷、氮氧化物等温室气体的大量排放。科学研究表明，最近40万年，地球大气层中CO2浓度一直保持在180～280ppm之间，但从19世纪人类开始使用矿物燃料以来，短短100多年CO2浓度就上升到了今天的380ppm。
――近年来，温室气体的排放和减排问题备受世人关注，然而，关于能源的本质，很少有人说清。
“人类活动引发的温室气体对全球变暖的影响非常大，温室气体的排放和公众的能源意识和能源、资源使用方式之间存在相当大的关系，如要阻止或减缓全球变暖的步伐，就要尽可能纠正公众的能源意识和能源使用方式。”近日，中国能源网副总裁、信息总监韩晓平就温室气体排放和官员、公众能源知识之间的关系接受了《科学时报》记者的采访。
熵定律：能量虽守恒 质量将递减
“今天在中国能源问题迫切需要解决之时，有多少人能够准确回答什么是‘能’？什么是‘能量’？什么是‘能源’？”韩晓平反问记者。
韩晓平讲述了欧盟中国商会能源工作组主席陈新华曾经讲述过的一个故事：1973年，世界第一次陷入能源危机，法国能源部长在电视上滔滔不绝地阐述法国如何应对能源危机的大政方略，但当记者问及什么是能源时，这位部长竟然尴尬地环顾左右，无言以对。
34年过去了，还有多少公众和法国能源部长一样，张口闭口“节能”，却不知道什么是“能源”？
“能源科学进步一直影响着人类世界观的形成，人类的进步始终以能源技术进步为动力。”韩晓平介绍了能量科学与世界观的发展阶段。
传统的世界观构筑在19世纪中叶对科学的认识上，主要的科学依据是牛顿的3个机械定律、热力学第一定律和达尔文的进化论：基本观念是物质不灭和能量守恒，运动着的物质的永远循环是宇宙的最终结论，世界总的方向是从无序向有序发展，目标是建立一个物质极大丰富的人类大同社会，地球上的资源和能量将随着技术的发展取之不尽、用之不竭。
1850年，德国科学家克劳修斯总结并表述了热力学第二定律――熵定律（加入的热量／绝对温度＝熵）：热可以自发地从高温传向低温，而不会自发地从低温转向高温。简而言之，一杯热水可以自己变冷，却不会自动变热，除非借助外部更多的能量。能量虽然守恒，但质量却发生了变化，一桶温水可能比一小锅开水所含的热量要多，但它永远煮不熟一个鸡蛋。熵会自发地越来越增加，而不会自动减少。热向何处去了？向更低的温度散去，直到绝对温度（零下273℃），而热一旦散去将难以重新聚积。如果宇宙能量散尽，温差将消失，宇宙将会热寂，能量的大趋势是从有序向无序发展。
进入20世纪，科学家发现热力学第二定律具有普遍意义，而并非被批判的“形而上学”。在俄罗斯出生的比利时科学家普利高津对热力学第二定律进行延伸并创立了“耗散结构理论”。
实际上，不仅能源科学进一步证实了熵定律的正确，资源专家也相信尽管物质不灭，但资源的品位将逐渐失去，最终无法再次利用。如将高品位的铁矿资源冶炼为钢材，尽管不断回收再利用，但不可避免地有大量铁分子被氧化而散落在土壤中，永远无法再回收利用，铁的原子总量没有减少，但铁的有效资源只会越来越少。宇宙天文学家也肯定：对于太阳和地球，熵定律是一切自然定律中的最高定律，宇宙大爆炸学说的确立，越来越证实熵定律的正确。物理学家、生物学家、环境学家甚至社会学家和经济学家，也在沿用这一定律来分析、认识和解释问题。
重新规范人类行为界限
认识熵定律的重要意义是什么？
“熵定律正在成为一种新的世界观，它告诉我们物质不灭，但质量在递减；能量守恒，但品位在下降；运动着的物质是具有方向性的，它不可能永远周而复始；而物质的循环将存在疆界，任何事物都会有终结的一日。这一世界观为人类重新规范了一道行为界限，我们无法逆转熵的方向，就像无法逆转时间一样，但是可以减缓熵增加的速度和过程，通过我们对自身生活方式和行为模式的调整和约束，通过科学技术与社会观念的进步，来减缓有效资源和有效能量的耗散速度。”韩晓平说。
今天的能源紧缺现状反映人类的世界观存在一定的问题，而能源危机将促使人类对已有世界观进行反思。20世纪70年代，先后两次石油危机之后使人们更加坚信不移，世界的资源不可能无限制地支持人类的高速发展和肆无忌惮的消费，“物质极大丰富”仅仅是一个美好梦想，社会、经济发展的有序性是由更多的无序作为代价的。因此，“可持续发展”和“循环经济”等“科学发展观”开始成为人类文明的主题，影响人类的发展进程。
缺乏正确能源观 中国能耗难下降
“国家为了鼓励节能，制定了很多法规和措施，但实际效果好像并不理想。缺乏正确认识是目前中国能耗难以下降的主要原因。”韩晓平说。
传统的能源生产利用形态，导致企业不断扩大能源转换装置的规模，加大能源输送系统的规模，也不断大量消耗和浪费高能流密度的资源，同时造成污染物的集中排放。电力方面的主要表现是“大电网、大电厂、特高压”；在热力行业是追求大型热力厂、大型管网系统等等。
“传统能源生产利用形态带来一系列问题：首先是终端能源利用效率无法提高，转换系统加大，输送能源的电网、热网、铁路、管网等都要加大，中间损失自然会增加。其次是必须大规模利用资源，一方面造成小规模资源被忽略或浪费，另一方面被资源的规模所局限，造成可利用资源的供应出现瓶颈。其三是由于效率无法提高，导致环境污染加剧，特别是集中排放二氧化硫造成酸雨问题和大量排放温室气体导致全球变暖，从而使整个能源系统和生态系统同时陷入恶性循环。其四是安全问题，大电网和超高压输电为供电安全带来了极大的隐患，造成大面积停电事故频发等问题。最后，这种规模化的能源大生产格局，无法调动社会和民众的积极性来参与节约和优化系统能源，使能源的经营者成为孤家寡人和众矢之的。”
韩晓平指出，人类需要在能源问题上寻找一条新的出路，需要有多种新的能源转换和利用形态，建立多元化的新型的能源供应体系，创造多维的能源交易机制来解决人类文明的动力问题，减少污染排放。
“中国的可再生能源正在面临类似的尴尬。由于世人能源知识的局限性和解决能源问题的盲目性，精心播下龙种，却收获了成群令人心烦意乱的跳蚤。”为降低能源资源压力、控制环境污染，国家颁布了《可再生能源法》，行政主管部门制定了一系列行政规章，结果反而使许多可再生能源项目和企业陷入了进退维谷的境地。“在一些地方，行政主管部门为鼓励生物质发电项目将对上网电价给予补贴，但根据相关规定，只有每年燃烧80%生物质燃料的电厂才可以有补贴，否则就视同常规火电。而生物质能源利用比较好的北欧国家，基本上是有什么烧什么，不管烧多少，政府都会给予补贴，鼓励所有的企业因地制宜地利用一切可以利用的资源。”
“中国风电的情况更加微妙：行政主管部门对于风电项目的电价实行招标，一些企业为获取项目，争相压低竞标电价，最后竟然有企业出价不到0.4元每千瓦时。而根据风电专家核算，真正能够达到商业要求的风电价格至少应该超过0.7元每千瓦时。出价过低自然难以兑现建设承诺，结果就是没有多少企业想认认真真地建设经营这些风电场，大家都是先拿下项目，然后再静观其变。”
还有，为了发展生物柴油和乙醇燃料，消耗了很多水资源和土地资源。“最近国际油价居高不下，一些地方政府和企业不考虑环境和资源的条件状况，认为发展生物柴油和乙醇燃料有利可图，热情高涨。用生物柴油和乙醇燃料替代石油，实际上是用两种稀缺资源去拼一种资源。一位安徽农民算了一笔账：一亩地收获1000斤油菜籽，需要50斤尿素、200~300斤化肥、100斤磷肥。3斤油菜籽榨１斤油，一亩地可大约生产333斤能够作为生物柴油的菜籽油。但是，这些化肥和尿素也来自石化能源，有的甚至直接来自石油或天然气，实际上一亩地能够真正有效对社会增加供应的生物柴油不到100公斤，而生物柴油的热值不到普通柴油的90%。为了这有限的替代能源，我们要消耗大量的水资源和占用大量土地资源，还要一个农村劳动力辛辛苦苦干半年。”
韩晓平说，大家忽略了一个关键的问题，就是我们说过的熵定律，获得任何能量都需要付出代价，无论广义还是狭义的永动机都不存在，在能源问题上绝对没有“免费的午餐”！
节能是“第5能源”
中国最需要解决的能源问题是什么？韩晓平认为是让官员和公众都补能源知识课。
“目前最大的问题是中国的官员和百姓普遍没有正确认识能源问题，大家应该在能源知识上好好补补课。比如‘十一五’十大节能工程的第二项是发展热电联产，最近中部地区有一个省，经济主管部门竟然发文件将热电厂、资源综合利用电厂和小火电相提并论，要求今年所有1.2万以下的机组一并关闭。其实，建一个热电厂可以砍掉几十个、甚至几百个小锅炉；相反，热电厂都关了，小锅炉就会泛滥，GDP的能耗就会大幅度增加。表面上看热电厂的发电煤耗好像高于大型火电厂，但是热电联产的综合能源利用效率远远高于大火电。对于能源问题缺乏正确认识，是造成我们能耗难以下降的主要原因。我们要认真地学习、研究一些能源基本问题，不要匆忙决策。”
根据刚刚公布的《中国公众环保民生指数(2006)》，公众的环保意识和环保行为得分都不及格，这个被誉为中国公众环保意识与行为 “晴雨表”的指数，从某种程度上印证了韩晓平的“补课”观点。
其次，要降低GDP能耗，关键是坚持市场化的改革。“浙江最主要的经验是坚持市场化，浙江的热电厂除极个别的情况外，几乎所有的热电厂都是民营的。私人投资者会非常关注能效指标，因为能效就是利润，就是金钱。不仅热电厂是民营的，热用户大部分也是民营企业，大家都会在能源利用效率上精打细算，不关心能源成本，产品就没有竞争力。所以，解决中国能源问题的根本途径是市场化，最近中央再次提出要坚定不移地坚持市场化改革，已经为我们指明了解决问题的方向。”
再次，普通公众要认识到，能源问题永远没有一劳永逸的解决办法，而只能通过改变自己的行为模式来控制熵增。“要节能，节能也是一种新能源。国际上称节能为煤炭、石油、可再生能源、核能之后的第五能源。虽然节能也有代价，但相比之下更能承受一些。各国利用市场化机制，将节能作为增加能源供应的新手段，将节约的能源变为商品进行交易，并为节约者赢利。也有人将节能称为‘负瓦特革命’，即减少瓦特的革命。”
韩晓平认为最重要的是，节能可以使更多的企业和公众转变认识，自觉自愿地参加解决经济社会发展与能源资源和环境成本的问题，从而提高整个民族的责任心和素质。
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