我国的能源现状与战略对策
From: 科技日报 Update: 2007-01-25
用于替代柴油的二甲醚(DME)有很高的十六烷值,燃烧完全,排放满足欧Ⅲ,经优化它可满足欧Ⅳ标准。NOx排放比常规柴油机可降低50%以上,运行噪声低,无黑烟排放。但二甲醚在常温是气态,所以车的燃油系统必需加压,此外,二甲醚黏度只有柴油的三十分之一,且杨氏模量小,燃油喷射系统的零件的磨损以及喷射时间的严格控制都有新的问题需要解决。
总的来说,一种新的燃料在汽车中应用不会一帆风顺,肯定会伴随这样或那样的问题,但是,正因为如此,需要我们科技工作者加倍努力,从理论—实践—再理论—再实践中走出我们具有中国特色的道路来。醇醚燃料的应用也是我国自主创新、形成自己有特色的汽车工业的一个契机,因为在这方面国外由于其国情方面的原因,应用得不多,或是刚起步不久(如瑞典Volvo,日本三菱),这样,如果我们从国情出发,加强研究和实践,就可以有跨越式的前进,走出自己的道路来。
非粮食乙醇肯定也是一个可行的方向,关键是这种能源作物不能与粮食和其他人民生计农作物争地、争水,且单位面积有高产出率。生物柴油从技术来看基本上是成熟的,关键在于含油植物的资源。各种能源作物如何大规模种植,通过基因调控和分子生物学,培植耐旱、耐碱、高产的品种,这将是农业能源专家们的重大课题。
说到车用燃料替代,就要提到燃料电池汽车,以及前几年由美国带头炒得很热的“氢能经济”。氢气只不过是一种像电一样的载能体,是要用其他一次能源转换得到的。一种十分迷惑人的说法是氢能可以从“水到水(fromwatertowater)”,用电解水制氢,通过燃料电池发电,又变成水。其实电解水要耗费大量的电,1公斤氢要耗9公斤高纯度水,45—50度电,而电本身又绝大部分来自化石能源。关于燃料电池汽车,目前有很多关键技术有待突破,如氢的制备、压缩、储运、车载、加氢的基础设施建设、要用价格昂贵的铂作催化剂……对燃料电池汽车,积极开展基础性研究是必需的,但离真正商业化还有很长的路,少说也得15—20年。从现代汽车产业的发展趋势来说,各种混合动力方兴未艾,有强大的生命力,尤其是最近发展起来的“插电(plug-in)”汽车,在50—60公里范围内可以通过蓄电池来驱动,而蓄电池可以十分方便的用市电充电。一般的在城市内上、下班或办事,行驶距离不大,就可以不用液体燃料,只是在一天之内要长距离行驶时,才会起动发动机,从而使车用燃料耗量大大减少。所以,应该从多种混合模式,从汽车给用户提供服务的方式,从充分发挥电作为载能体的角度来进行研究。近来纯电动车(锂离子电池)一次充电可行驶300公里,城市公共交通用超级电容、锌-空气电池都有示范,以电为载能体的交通工具正在迅速发展。若在蓄电池方向有突破的话,将来在汽车动力上是否还有燃料电池的“位置”是一个大问号。把氢能燃料电池看作是汽车动力的“最高目标”是不妥的。多种技术的多元发展将会提出新的问题,有新的结论。可以设想一下,如果研制出200或以上瓦时/公斤的高能蓄装置,且充电方便,对汽车动力和其他可再生能源的应用将会产生革命性的影响。百年技术发展的历程证明,电是最最好的载能体,多种化石能源、可再生能源,核能都可以转化为电,而且对电能已经建立了基本覆盖全球、也覆盖我国国土的网络,再去建立氢的网络是绝对不可能,也没有必要的。
4.加速发展核能
核能在运行过程中基本没有排放(核废料除外),能提供清洁的电能。人们对核电主要的顾虑有两点:一是单位装机容量基本投资较大,是常规火电的1.5—2.0倍;二是运行安全性,包括最终核废料的处理。其实,由于环保要求越来越高,常规火电站要加FGD、SCR、脱汞、脱微颗粒、最后脱CO2等装置,它们的造价一定会不断攀升,对核电站的价格上差别会逐渐消失。再考虑到核电站每年运行时间长,设备寿命也大于常规火电站,因此,从总体上来看,基本投资应不是一个问题。随着技术发展,反应堆技术、自动控制技术,故障诊断和预报技术日臻完善,核电站应是十分安全的。我国应该加速发展自主设计、建造的百万千瓦级的先进压水堆核电站,使之形成统一类型和规模化,不要使堆型“五花八门”和“八国联军”,这对我国核电产业是不利的。此外,要加速发展快中子堆和快中子燃烧器,主要用于处理压水堆的乏燃料,使其增值,以形成合理的核燃料循环,大大缓解我国核燃料不足的困难。
5.因地制宜,因应用制宜,充分利用可再生能源
近年来,由于化石能源(煤、石油、天然气)的价格不断攀升,其资源逐步枯竭的“前景”也略显端倪,由化石能源使用的环境污染、生态退化、全球变暖亦日益严重,因而人们都把眼光投向可再生能源。可再生能源的根本特点是能量密度低、随机性大、不可控因素多,和一个国家、一个地区的经济、资源分布、人口分布、人均占有量、用能形式、技术水平、社会发展阶段等有十分紧密的联系,适用的技术和所起的作用必然是各不相同。所以,可再生能源的应用一定要从国情,从各地区的具体情况出发,千万不能套用国外的模式。对我国来说,虽然都在谈论可再生能源的重点发展,但从各种能源(煤、水、油、气、核)的配合,可再生能源应该有的地位并不清楚,没有一个和其他能源取长补短、相互配合、发挥各自优势的战略布局,而是各提指标,“各打各的仗”,“各吹各的号”。一个国家的能源系统是一个整体,是一个各种不同能源的转换,各种不同能源的输送,以各种不同形式(交流电、直流电、高温热、低温热、机械能等)服务于不同的终端用户的庞大复杂系统。若把可再生能源当做一种有份额的一次能源“插入”到整个能源系统中,必须对整个能源系统作相应的调整,使之各得其所,发挥各自的长处。这是需要我们深入研究的。不然的话,费了很大人力、物力、财力去发展可再生能源,表面上看起来轰轰烈烈,但从国家能源系统的整体来看,却收益不大。所以说,因地制宜,因不同的需求制宜是一个原则,或者说,从国家高度一定要把“合适的能源放在合适的地方”。
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