當蒸汽時代離我們越來越遠,當電器時代開始被我們熟視無睹,當互聯網時代的狂熱漸漸褪去,智能AI是否可以支撐這個世界的經濟增長?在工業4.0時代,似乎我們太過于關注”虛擬“的産物,而正在忽略身邊實實在在的資源。
不可不知的能源常識
能源:人類用適當的轉換手段讓它爲自己提供所需的能量,發現它並且使用它的是人類活動的物質基礎。因此,整個地球的經濟都受它的制約,使得它成爲全人類不得不關注的主題。
一次能源:從自然界取得的未經改變或轉變而直接利用的能源。
二次能源:由一次能源經過加工直接或轉換得到的能源。電能、汽油和柴油就是目前應用最廣的二次能源。
老能源:現階段科技水平條件下,被廣泛使用的、技術上比較成熟的能源。
化石能源:取自古代生物的化石沉積,是目前地球消耗的最主要能源,具有不可再生性。雖然不完全燃燒後,會排放出有毒氣體,威脅全球生態,卻是人類必不可少的燃料。
煤炭:植物化石轉化
石油:動物體轉化
天然氣:有機質腐爛後轉化
水能源:人們目前最易開發和利用的比較成熟的可再生清潔能源。
新能源:周而複始用之不絕、取之不盡的非常規能源。新能源通常指風能、太陽能、生物質能、地熱能等。
新能源革命
縱觀世界,不可再生的能源日益減少,新能源的革命無處不在……
因能源所引發的戰火不斷繼續,富者在花花世界裏窮奢極欲,貧者則顛沛流離。在人類曆史上,每一次能源的發現都將爲人類帶來嶄新的生活方式。19世紀末人們發現了石油,使得交通工具、發電設備相繼出現,一種現代質感的生活方式迅速影響著地球人。曾幾何時,欲罷不能的石油由于自身分布不均和不可再生的致命缺陷,爲能源惡鬥埋下禍根。
James Canton博士是全球知名的未來學家,在超過30年的時間裏,他多次成功地預見了一些重要趨勢的發生。在他2007年出版的《超限未來10大趨勢》裏就指出,能源是未來的第一大問題。倘若沒有發現新而豐沛的能源,各國對能源的需求總和,會在25年內供不應求,其結果無疑是拖垮經濟。
如此看來,人類必將開始另一種未來,開啓探求新能源的革命。
新的生活方式不是不可選擇,回歸本真就是一種。在自然祖先的庇護下,我們還可以從陽光、海洋、風和大地那裏汲取生命的能量。當《阿凡達》中的納威人用一根小辮子獲得世界能量的時候,如今的科技就有可能成爲開啓新能源的密匙。當可持續發展成爲當今人類發展面臨的首要問題時,新能源和替代性能源的開發利用也因此處在最優先的地位。在各個國家,各種新能源的應用研究悄然進行:風能豐富的挪威,設計師們發明了海上風能旅館;印度馬德拉斯大學機械工程系的大學生在老師的幫助下,成功將廢棄塑料轉化成汽車燃料;在英國,憑借生物質能系統的零碳村計劃正在付諸實踐;德國人通過焚燒嬰幼兒使用過的尿不濕産生能量,這種垃圾焚燒後産生的煙霧汙染小于燃油或燃煤的汙染,被視爲一種巨大的能源來源……世界的每一個角落,能源革命正在成爲改變世界城市能源結構的至尊秘籍。
一本黑色封面的書在當今第一大經濟體美國暢銷,它就是JeremyRifkin的《第三次工業革命》。這本倡導“能源民主”的暢銷書認爲,互聯網技術和可再生能源的結合,將成爲第三次工業革命的核心,屆時人們將在家裏、辦公室裏和工廠裏生産出自己的綠色能源。
而說到綠色能源,在中國,低碳城鎮發展已進入全國大規模試點階段。雲南的山有多高,水就有多長,綠色便是雲南的底色,故而素有“動植物王國”的美譽,可見其自然資源有多豐富,新能源更是全中國的“黑馬”。
暢享雲南新能源
百年前,雲南就引領了水能應用的潮流。辛亥革命前夜的1910年,風雨飄搖的清王朝已是日薄西山,然而就在西南邊陲的雲南,卻出現了一個後來在中國電力發展史上值得大書一筆的事件,滇越鐵路的通車使得雲南一夜之間從蠻荒的邊陲之地變成了連通世界的前沿地區,歐式新奇物品大量湧進雲南,火車甚至很快就運來了發電機。中國曆史上第一座水電站——石龍壩水電站在昆明正式開工,曆時一年多,于1912年5月28日建成,通過長達32公裏的23千伏線路向昆明送電。至此,我國大陸的第一座水電站橫空出世。
百年後的今天,雲南電業又在風能和太陽能研究方面成績顯著。而以雲南的“小桐子”爲航空生物燃油原材料的客機也首次于2011年10月28日試飛成功。說起雲南新能源基地的打造,真可謂是“風光”無限!
風能:大風起兮雲飛揚
大風起兮,雲南這個西南新能源大省,正低調地“飛揚”爲中國風電新核准項目的冠軍。風,是自然界賜予人類的寶貴禮物。它是兒時記憶裏,手中隨風奔跑飛速旋轉的小風車;是人類曆史上提水、灌溉、磨面、舂米,推動風帆讓船舶前行的動力;是唐吉诃德面前那座讓他永不停歇戰鬥的“怪獸”……
中國是世界上最早利用風能的國家之一。業內人士很難想象,在雲南身處等級最低的四類風資源區,還能引入一股日益高漲的風電南下風潮。
雲南以風能分布廣泛、冬春季極具開發價值、風能地形效應顯著,並具有風向穩定、風力機安全性高等特點,成爲中國除“三北”(華北、東北、西北)和沿海地區外,中國風電開發的最前線。當風車不再只是北方地區的專利時,在以“風花雪月”著稱的雲南大理,終于靠著“下關風”不斷豎起風機。
風能在雲南主要應用于發電,風力發電技術作爲一種高效清潔的能源技術,幾乎不産生汙染物,可替代燃煤電廠,減少廢氣、廢渣的排放。它不僅能提供高輸出、高穩定性的電能,風電工程項目的建成,還能調整當地的電源結構,滿足經濟發展的需要,其社會效益十分顯著。更爲重要的是,風力發電每生産100萬度的電量,便能減少600噸的二氧化碳排放,其清潔程度和環境效益可見一斑。
在雲南大理已建成投産的風電裝機容量已占到全省近六成的比例。大理洱源縣馬鞍山,藍天之下、綠樹之間,白色風電機組一字排開,綿延28公裏,最高海拔3350米,如一條白色的巨龍橫臥其上,這是何等的氣勢?這就是國內海拔最高的山地風電場——雲南馬鞍山風電場。當然不只有大理,在石林、陸良一帶,也有長達40余米的葉片隨風不緊不慢地轉動,清潔的電能便在這無聲無息之間,從那些聳立在山脊上的白色風車陣裏源源不斷地送往各地。
太陽能:日出江花紅勝火
相比地面上煙囪林立、黑煙滾滾的火力發電廠,太陽能資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,且對環境無任何汙染。自地球形成開始,生物就主要以太陽提供的光和熱生存。太陽能是太陽光的輻射能量,在化石能源減少的情況下,人們有意把太陽能進一步發展。時至今日,太陽能發電成爲一種新興的可再生能源,爲人類創造了一種新的生活形態,使社會及人類進入一個節約能源減少汙染的時代。
中國的太陽能實現了從0到300萬千瓦的飛躍,新增裝機量已跻身世界前三,由太陽能産業發展所帶來的太陽能電池組件産量超過21GW(GW是表示功率的單位,代表10億瓦特),達到全球總産量的70%,位居世界第一,所形成較爲完備的太陽能光伏發電制造産業鏈,也將達到傳統火電無法企及的高度。
雲南全省太陽能資源量異常豐富,可以開發的太陽能儲量達到75.75%,相當于555.88億噸標准煤燃燒釋放的能量。太陽能發電裝機可達到1.5億千瓦以上,遠勝過火電。由于地處雲貴高原,空氣清新稀薄,陽光透過率高,日照時間長,太陽能優質資源還分布在麗江、大理、楚雄等地。全省絕大多數地區的年平均太陽總輻射量爲4500-6000兆焦/平方米,年太陽輻射總量大于5000兆焦/平方米的地域占全省面積的90%。而省會昆明全年平均日照也在2400小時以上,太陽能輻射年均5461兆焦/平方米。也就是說,昆明每一平方米土地一年所獲取的太陽能相當于1500度電所産生的能量。正是基于這種陽光優勢,使昆明成爲全國太陽能熱利用普及率最高的省會城市。
太陽能應用目前主要有兩種,被動式利用(光熱轉換)和光電轉換。太陽能既是一次能源,又是可再生能源,我們地球所接受到的太陽能,只占太陽表面發出的全部能量的二十億分之一左右,這些能量相當于全球所需總能量的3-4萬倍,可謂取之不盡,用之不竭。
太陽每秒照射到地球的能量大約爲500億焦,這相當于相當于火電廠燃燒500萬噸煤産生的熱量,相當于中國最大露天煤礦山西省平朔露天煤礦三分之一的年産量。而地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能都是來源于太陽;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能,所以廣義的太陽能所包括的範圍非常大。
生物質能:老樹春深更著花
植物——地球上最古老的“居民”,新世紀人類的科學技術已將它激活,這股曾被時光封存的強大力量,已經迎來了重新煥發活力的春天。同樣,雲南這個蜚聲中外的“植物王國”,也正在期待著生物質能的春天……
從距今35至33億年前,藍藻(或藍菌)在地球上出現,成爲這個星球的第一位居民開始,植物這一龐大家族便已經開始了它們在這顆行星上漫長而古老的生命曆程。它們從地球吸收養分,從天空獲取能量,然後生長、繁衍,它們用自己的身體,不斷積累著這種古老的能量,一直延續至今。
雲南,作爲享譽世界的“植物王國”,熱帶、亞熱帶、溫帶、寒溫帶和寒帶植物類型都有分布,植物種類豐富,植被類型複雜多樣。據不完全統計,雲南有著12個植物類型,34個植被亞型,169個植物群系,209個群叢,就連遠古時期留下的植物活化石桫椤,也能在雲南找到它的蹤迹。得天獨厚的自然優勢,賦予了這片古老而富饒的土地一把開啓新能源之門的鑰匙,這就是生物質能。
生物質能蘊藏在植物、動物和微生物等可以生長的有機物中,是唯一可再生的碳源;它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉化爲常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭。相對于風能、太陽能來說,生物質能發展比較穩定。地球上每年經光合作用産生的物質有1730億噸,其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10至20倍,但目前的利用率卻不到3%,發展空間十分巨大。
地熱能:湯泉吐豔鏡光開
雲南省地熱資源非常豐富。從地質構造上看,滇西地區具有溫熱泉數量多、單泉流量小、溫度高、天然熱流量大等特征。自西向東分布有騰沖—高黎貢山高溫地熱帶、保山—孟連中低溫地熱帶、臨滄—景洪高溫帶、蘭坪—普洱低溫帶及劍川—下關—金平高溫帶。有高于25℃的水熱活動區559處,其中溫度高于95℃的沸泉群有17處。但雲南的地熱資源主要還是集中在騰沖、大理。在距離大理古城不遠的洱源縣,是著名的“地熱國”,而當地最聲名顯赫的溫泉便是以此命名的“地熱國溫泉”,位于國家級風景區茈碧湖畔。而騰沖就更不用多說了,一座建在火山上的城,地熱更是無處不在。
目前雲南地熱資源開發潛力巨大,但總體研究、利用程度不高。旅遊開發是雲南地熱能源的主要應用渠道。滇西地區的地熱資源主要用于洗浴、醫療、旅遊、養魚、紡織、孵化、制取化工原料、農灌、飲用等,其規模大小不一。滇東地區地下熱水開采量大,被利用泉水占總數的60%以上,以鑽孔開采爲主,僅昆明地熱田就有200多眼,集中于地熱田及地熱異常區域中,多用于沐浴、旅遊、灌溉和水産養殖。
唯新不破的新能源手記
可持續發展已經成爲當今人類發展面臨的首要問題,能源已成爲社會經濟可持續發展最爲重要的一個主題,。當今世界上對于新能源和替代性能源的開發利用也因此處在最優先的地位。近年來,隨著技術的進步和可持續發展觀念的樹立,過去一直被視作垃圾的工業與生活有機廢棄物被重新認識,作爲一種能源資源化利用的物質而受到深入的研究和開發利用,因此,廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術的一種形式。在不同的曆史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內容。
長篇累牍一番,不論是常規能源,抑或新能源,都乃大自然賜予人類的最寶貴的財富。若運用人類智慧,將其最大限度地開發出來,自然是大好事,總算也不負大自然之恩澤。
領略了氣勢恢弘的風電基地,探訪了方興未艾的光伏産業,也走進了綠意盎然的生物質能原料種植基地……新能源的強大力量令人震撼,新能源的美好願景令人鼓舞。然而,讓人無時無刻不敢忘記的,卻是當下傳統能源匮乏的緊迫感、危機感,以及新能源發展道路上亟待打破的瓶頸。如今,我們又一次站在新的起點上,什麽才是爲新能源這把利器注入生生不息動力的源泉?人類要想真正成爲自己的主人,必須首先尊重大自然。
你好,這裏是@玖維生涯研究所,陪你洞見生涯,遇見幸福!
關注我,關注行職咨詢和普通人的生涯故事。