从务必到必然

　　通过纪录片《地球》所讲述的地球变迁故事，我们能够感受到告别化石能源、开展新能源革命的必然性。那么，谁将成为新能源革命的必然选择？不是风能、水能，不是核能、生物质能，也不是潮汐能和页岩气。这些新能源或者不可持续，或者会造成新的环境问题，或者存在技术上的致命难题。唯一可行的方案是太阳能利用。太阳能取之不尽，技术进步和成本下降的速度超过很多人的想象，既可以替代传统化石能源，又不存在其他新能源的局限。因此，光伏革命不是备选项，而是必选项。

　　从美丽的地球说起

　　没有地球就没有人类的一切，这一章我们就从《地球》这部纪录片说起。

　　BBC（英国广播公司）制作了5年，使用了最先进的摄影设备，动用了最顶尖的摄影师和飞行员，完成了这一部美丽的影片。影片以不可思议的角度捕捉地球生命的律动。

　　画面讲述着地球千年不变的故事，你可能会被每个镜头带来的视觉享受震撼，但如今的地球早已面目全非，人类活动极大地破坏了动植物的生存环境。北冰洋的坚冰解冻得一年比一年早，而非洲荒原的旱情则愈加严重。

　　此片导演艾雷斯泰·法瑟吉尔曾悲观地说：“我希望能拍到最美的地球景象，我知道我的孩子再也不能亲眼目睹这么美好的景象了，我的孩子的孩子就更不可能看到了。”

　　艾雷斯泰的悲观源于人类对大自然的过度索取，开发和使用石油、煤炭等化石能源给地球造成了不可逆转的破坏。大量的温室气体使全球开始变暖。当臭氧层被破坏而出现空洞时，紫外线则更加强烈地照射地球……

　　面对全球变暖，有人争论各国碳排放的指标分配问题，有人建议把时间、资金投入到页岩气开发上，还有人主张大力发展相对清洁的核能、沼气等。在我看来，花费太多精力讨论这些问题显得有些不负责任。很明显，寻求既清洁又可持续的替代能源才是正确道路，化石能源已经造成了危机，我们所剩的时间已经不多，所以应该尽快拥抱新能源革命的良好契机，实现人类自身的主动突围。

　　目前我们所处的时代虽然仍是石油时代的延续或石油时代向新能源时代的过渡期，但是化石能源的枯竭和环境问题日益显凸，人类需要一场新能源革命。

　　进入21世纪，石油变得更加昂贵，爆发于2008年、至今还令世界惊魂未定的全球经济危机被认定与高油价密切相关，而这将会加速化石能源时代的终结：一是石油涨价导致所有经济要素基本上同步上涨；二是高油价持续时间长、上涨幅度大，这将直接导致一次全球财富再分配。对中国等高度依赖石油进口的国家而言，这种持续高价的结果相当于使一个国家的整体利润降低，因而成为阻碍经济持续、健康、快速发展的深层次根源。

　　前面我们也说过，人类社会历次最具历史意义的进步都建立在能源革命的基础上，而每一次历史性的衰退也总是与能源危机密不可分。人类社会要想真正地避免倒退、迎接进步，就必须进行新能源革命。

　　引领新能源革命

　　众所周知，能源、粮食和环境问题是21世纪人类面临的三大问题，其中能源问题排在首位。近年来，为迎接后化石能源时代向新能源时代的过渡，各国都积极研发各种新能源技术，同时利用各种补贴政策或优惠政策推动新能源发展。

　　关于新能源，目前国际上还没有形成统一的定义。按照我国的界定，新能源主要包括风能、太阳能、生物质能、海洋能、核能、地热能、非常规天然气（页岩气）等。世界各国基本上都是多种新能源并行发展。近10年来，我国在风能、太阳能、生物质能、核能、地热能等各个领域也都有一定的布局和积累。

　　但需要强调的是，根据多年积累的经验，并非每种新能源的发展都能称为“能源革命”。正如经济发展需要解决主次问题，能源替代路径也应分清主次：选择其中的一种作为战略发展方向，其他作为辅助。

　　那么，我们应该将哪种新能源作为主打呢？我们总结出如下三个选择标准：第一，为了杜绝资源枯竭的问题，这种新能源必须是取之不尽、用之不竭的，最起码是可循环利用的；第二，为了防止环境污染问题，这种新能源必须是无污染的（包括能源自身无污染、装备制造及工程施工过程无污染、消费过程无污染）；第三，利用这种新能源的技术必须是当前人类已经熟练掌握并且有很大改进空间的。

　　除太阳能外，其他能源都难以同时符合以上标准，而且实践也已经证明，其他能源各有缺陷，不能引领能源发展进入“革命性”进程。

　　在第一章我们已经详细论述过，并将新能源中的两种—风能和水能—排除在了“新能源革命”引领者的名单之外。

　　下面我们再来证明，为何生物质能、海洋能、核能和地热能不可能成为新能源革命的引领者。至于页岩气，因为比较复杂，我们留待后面的章节论述。

　　与风能相比，生物质能发展则更早地陷?了困境。

　　在几年前，生物质能曾被很多人认为是中国新能源发展中大有可为的一种，于是，诸多生物乙醇项目纷纷上马，而如今这些项目几乎全部陷入困境。原因在于原料短缺：我国人口多耕地少，根本没有那么多的土地资源可用以生产生物能源。

　　生物质能不仅与民争地，也与民争粮。根据相关研究数据，每生产1吨生物乙醇，需要3.3吨玉米或7吨木薯或10吨红薯或15~16吨甜高粱。

　　联合国曾预言，到21世纪中叶，全球的食物和燃料需求将是现在的两倍，并警告说，大力发展生物质能将导致食品供应减少、价格升高，尤其是在非洲等贫困地区。

　　要种植足够的植物以制造替代汽油的生物燃料，需要的土地数量令人震惊。美国每年需要5 300亿升汽油和1 514亿升柴油。即使把美国所有的大豆都拿来制造生物柴油，也只能满足6%的需求。近几年，美国每年约有40%的玉米被转换成酒精，但仅能替代9%的汽油消耗。而减去玉米耕种、收割、运输，以及把它转换成燃料所消耗的能量，玉米酒精所减少的碳排放根本微不足道。考虑到付出巨大代价制造的生物燃料仅能减少9%和能源有关的排放，经合组织曾呼吁终止对生物燃料行业的所有补贴。

　　地热能也不可能成为新能源革命的引领者。地热能是从地壳抽取的天然热能。这种能量来自地球内部的熔岩，以热力形式存在，是引起火山爆发及地震的能量。最简单、最合乎成本效益的方法就是直接取用这些热源，并抽取其能量，主要应用在地热发电上。在地热利用规模上，中国近年来一直居世界首位。

　　地热能也是一种可再生能源，但很多新能源研究专著并没有将其列入其中，美国甚至连续多年没把地热能研究基金列入政府财政年度预算中，并称地热能是一种“成熟的技术”。显然，相比获得高额补贴的风能、太阳能，地热能并没有受到美国政府的重视。

　　和其他可再生能源的起步阶段一样，地热能的发展也受制于技术和资金困境：地热产业属于资本密集型产业，从投资到收益的过程较为漫长，一般来说较难吸引到商业投资；地热能的技术规范和技术标准尚不健全，亟待完善。

　　除外在因素外，地热能自身的缺陷也非常明显：地热能虽然储量相当大，但不易开发，且受地质条件的限制；地热水直接排放容易造成地表水污染和土壤污染，超采还会造成地面沉降。所以，地热能难以担当新能源革命引领者的重任。

　　就核能而言，一般的新能源概念并没有将其列入其中，只有广义的新能源概念才将核能与风能、太阳能等并列。

　　自2011年3月11日东日本大地震引发福岛核电站事故后，世界核电再次陷入衰退期：包括德国在内的不少国家宣布将有计划地关闭所有核电站；中国也宣布，在新的核电安全标准出台前，暂停新的核电项目开发。虽然迄今为止，核电站只发生过包括切尔诺贝利在内的少数事故，但事故的代价太过高昂。目前，国内对上马新核电项目，特别是内陆核电项目一直存在很大争议，邻避效应正在核电领域蔓延。

　　核能之所以也能被列为新能源，主要与其不会排放污染物质和温室气体有关，但是它并不属于可再生能源，它所需的燃料也总有枯竭的一天，而且枯竭速度甚至比化石能源还快。核能是以放射性物质铀作为燃料，但铀的储量有限。有报道显示，以现在世界铀需求量与开采量计算，铀开采仅可持续70年左右。如果我们全部用核能替换化石燃料，那么铀将在4年内耗尽。

　　除此之外，核电站技术复杂，建设周期长，而且拆除费用比建造费用还高。停止运行并拆除一座大型核电站需要2亿~5亿美元，而且核电站的放射性废料会伴随人类成千上万年，至今都没有令人满意的处置办法。因此，核电也无法引领新能源革命。

　　目前讨论得较多的还有一种可再生能源，即海洋能。海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式大量存在于海洋中。然而，经过几十年的发展，很多海洋能至今没能被利用，主要原因包括经济效益差、成本高以及一些技术难题还没有攻克。另外，大型项目可能会破坏自然水流、潮汐和生态系统，所以其发展一直比较缓慢。

　　以利用较广泛的潮汐能为例，尽管世界海岸线足够长，但它仍深受地理因素制约。第一，潮汐的幅度必须大，至少需要几米；第二，海岸的地形必须能储蓄大量海水，并可开展土建工程。

　　就我国的地形地质而言，沿海主要为平原型和港湾型两类：以杭州湾为界，杭州湾以北，大部分为平原海岸，海岸线平直，地形平坦，由沙或淤泥组成，潮差较小，且缺乏较优越的发电坝址；杭州湾以南，港湾海岸较多，地势险峻，岸线曲折，坡陡水深，海湾、海岸潮差较大，且有较优越的发电坝址。但浙江、福建两省沿岸均为淤泥质港湾，虽有丰富的潮汐能资源，但开发难度颇大，必须解决水库的泥沙淤积问题。基于这些因素，海洋能注定难以在能源替代革命中发挥主要作用。

　　总而言之，风能、水能、生物质能、核能、潮汐能等都不具备引领新能源革命的资质。

　　光伏才是必然之选

　　综合分析比较风能、生物质能、地热能、核能、海洋能的特征及发展态势后，我们可以得?一个结论：上述各种新能源对现有能源结构仅能起到补充作用，而无法起到替代作用。替代作用并不是说现在占比很小，就不能在将来起到替代作用，而是在客观分析其利弊及发展空间后，看不到大规模应用及替代的可能性；同样，也不能用目前其在能源消费结构中的排名来看待新能源未来发展的排名，比如风能、核能目前在新能源的占比排名中较为靠前，但仍不能由此得出“新能源的未来在于风能、核能”的结论。

　　经过比较，太阳能显然能够在新能源革命中成为后起之秀，光伏革命将会主导新能源革命。

　　当然，这并不是说太阳能就没有缺点，而是这些缺点或多或少可以通过采取相应的技术和适当的措施加以避免或减轻其不良影响。比如，光伏对环境的影响主要是占地面积大，1座10万千瓦的太阳能光伏电站或太阳能热电站的占地面积达1~3平方公里。但目前世界光伏发电的主流趋势是光伏建筑一体化，将太阳能组件与建筑完美结合，即使在城市土地资源宝贵的情况下也可以发电，而大中型电站则可以安装在沙漠中，不占用耕地。

　　另外，太阳能虽然初始成本较高，但是它适应性强、基本不用维护，无任何污染排放。

　　太阳能是万能之本，我们现在使用的火电、核电、石油等所有传统能源都是对太阳能的间接利用，效率非常低，比如，100W的太阳能传送到地球，通过传统能源间接取得的能量，我们人类只能利用其中的1%~2%，而且还必须通过燃烧才能取得，剩余的98%~99%都散发到空气中并带来污染。而太阳能发电是对太阳能的直接利用，从根本上改变了人类的能源利用方式。

　　现在，薄膜电池光电转化率已经达到10%~20%，是传统能源的十几倍，未来可以达到几十倍，太阳能大规模替代传统能源的时代已经来临。也许有一天，人类能源不但不会短缺，反而会过剩。

　　太阳能也是目前增长最快的能源。尽管目前只提供了全球能源中很小的一部分，但如果地球上1%的陆地区域安装光电装置，就能满足全球当前所有的能源需求。在大约20年里，全球地表1%的面积上所产生的太阳能将等于所有已知的化石燃料储备的总能量。

　　美国总统奥巴马说，到2025年，可再生能源将占美国电力需求的25%；联合国秘书长潘基文也曾预测，到2030年，将有30%的传统能源被新能源替代。他们之所以如此乐观，是因为比起水电或其他能源利用方式，太阳能的建设速度可以很快。比如，金沙江的金安桥水电站300万千瓦的装机，花了整整8年才建成投产，而要实现300万千瓦太阳能发电装机规模，大概一年就能完工。其建设速度之快超出了很多人的想象，所以说太阳能是大趋势。

　　目前，美国、日本、中东等国家和地区在太阳能的研发上投入巨大。可以说，太阳能发电是人类能源史上的重大变革，并将改变全球的能源格局。而在这些变革当中，最根本的是技术。谁拥有了核心技术，谁就能立于不败之地，因为太阳能是共享而无法垄断的。

　　在太阳能技术方面，中国和欧美在同一起跑线上，而且各有千秋：在硅基薄膜技术方面，中国目前处于领先地位；但在铜铟镓硒薄膜技术方面，美国和欧盟更胜一筹。中国相关企业可以通过收购欧美企业来获得核心技术，包括知识产权。

本文摘自《中国领先一把》

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　　这是一本探索中国如何通过光伏革命，破解能源瓶颈、实现可持续发展、最终和平崛起的书。
　　2012年,中国原油对外依存度超过50%,能源安全与能源独立堪忧：中国与世界的联系更加紧密，关系更加复杂，不稳定性因素和风险也将增加，爆发冲突的可能性加大。2013年初，中国遭遇雾霾袭击，北京及华北地区多处城市PM2.5浓度“爆表”，中国面临空前的环境压力：这不仅事关民生，更关乎中国的大国责任及国际地位,因为气候谈判不仅仅是简单的减少碳排放的问题，而是涉及到各国经济战略和发展利益。
　　中国正面临着前所未有的能源和环境挑战。然而，挑战与机遇往往并存。