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能源与环保的真相

作者:芬兰赌场 发布日期:2020-07-26 23:37



  马克.吐温有一句名言“大多数老百姓的麻烦不在于他们的无知,而在于他们知道太多不是那么回事的事情”,当今资讯发达,能源与环保的话题几乎每天都在吸引着我们的眼球,甚至刺激着我们的神经,每个人对此都能说上几句话,拿出政治很正确的态度。但真的就是这么回事吗?恐怕很多未必是那么回事。

  科学松鼠推荐的科普书籍我全都购买了,可以说本本都很棒,其中《未来总统的物理课》更是经典,作者是美国伯克利加州大学物理学教授穆勒博士,他曾荣获麦克阿瑟奖(俗称“天才奖”),是美国政府首席顾问。我文中引述观点和数据主要都来自于这本书,只是把数据换算成了我们所习惯的量纲。

  原因很简单,在相同重量的能源比较中,汽油释放的能量最大,它是煤的2倍,甲醇的2倍,乙醇的1.4倍,丁醇(可能的未来燃料)的1.1倍,TNT的15倍,最好电池(笔记本电脑电池)的100倍,手电筒电池的1000倍。而且,与风能、太阳能相比,汽油太便宜了。

  而煤则是最便宜的能源,一吨煤的能量约等于900升汽油,一吨煤的成本不过几百元,而900升汽油却要5000元,煤比汽油更加便宜多了。我根据美国的数据,换算成人民币,做了下面的对比图,数值不够精确,更主要是表现其比例关系。

  中国用不起风能、太阳能,只能用得起煤和石油,而且中国有大量的煤,几世纪都用不完。当然,煤比所有的其它能源对环境的破坏都大,相同能量下比石油和天然气产生更多的二氧化碳,但对中国来说,用煤发电是当前没办法的事。

  风能与太阳能是清洁能源,之所以没有被大规模地使用,主要源于风能的高价格及太阳能的低效率,不考虑收集风能的设备成本,单单运营成本就远比石油和煤高得多,现在不是不想用,而是用不起,各地为了政治目的而建立的风能发电厂基本都是亏本赚吆喝,没政府补贴就会垮掉,为了转嫁成本,我国有些地方政府强制企业使用一定比例的风能,并为之支付更高的成本。

  地面上太阳能的功率约为每平方米1千瓦特,这看起来并不小,但太阳能电池板的转换效率只有15%,实验室里41%转换效率的电池,每平米的价格高达10万美元。利用太阳能烧点洗澡水还可以,但驱动轿车就远远不够了,覆盖在车顶上的太阳能电池,即使传换效率为100%(当然这是不可能的),那也只能提供1马力的功率。所以说,即使是将来,也不可能有太阳能车。太阳能飞机是存在的,例如“探路者”号,其太阳能电池最大功率17马力,载荷45公斤,翼展75米,以每小时30公里的速度慢悠悠地飞。

  还有一种利用太阳能的方式,就是用反射镜或透镜聚焦阳光,烧出水蒸汽来驱动蒸汽机,西班牙就搞了这么一个太阳能电厂,但成本是煤电的3倍,主要靠皇家扶持,起码在当前并没有推广价值。

  电动汽车最致命的问题是电池存储的能量与汽油比起来小得太多,即使使用当前最好的笔记本电脑电池,相同重量下电池的能量也不过汽油的1%,汽油轿车加满油能跑500公里的,即使把电池轿车造得更轻巧和低矮圆滑,跑不过50公里也就歇菜了,而且再次充电的时间比加油的时间多得多,而且电池充个几百次后就废了,换个油箱那么大的新电池贵得要死。

  有报道称某国内汽车老总夸下海口,说要在全球卖出1000万辆电动车,基于现在及未来可预测的技术,这个说法基本是在吹牛。国内市场已经开始炒作电动汽车了,其噱头是经济和环保,这两个说法都是骗局,其一,在当前的技术条件下,它比汽油车成本更高,如果政府补贴足够高的话倒是可以考虑,但这种消费品的高补帖对纳税人是不公平的;其二,电池并不是一种能源,而只是一种能源的储存载体,充到里面的电还是来自传统的煤电等,考虑到转换效率不可能达到100%,其排放的温室气体会更高,只不过不是排在公路上罢了。

  核能反应堆不可能像那样爆炸,这是全球物理科学家的共识,核能可能的危险在于容器被打破后,释放出放射性气体和碘之类的挥发元素。切尔诺贝利核反应堆的爆炸不是爆炸,只是类似于普通炸药的爆炸,由于设计失误,连一个包围容器的建筑都没有,假如有一个,事故很可能一个人都不会死。在球床反应堆设计中,铀置于耐高温的石墨中,即使反应堆出故障达到最高温度,这种容器材料也是坚实可靠的。

  核能的未来是受控核聚变,也就是为太阳提供能源的反应,这是当前研究的热点,是人类彻底解决能源问题的希望,但科学家们估计在近一二十年里恐怕还成为不了现实。

  太阳照射江海湖泊,水蒸气上升形成云,下雨雪到山上,然后往下流,我们建个水坝把水拦住,利用势能差发电,这就是水电。水电不产生任何温室气体和其它污染,甚至不像风电和太阳能发电那样使用很多重金属和可能产生污染的化学物质,可以称之为最绿色、最清洁、最环保的能量,而且其发电量还相当的大。水电的造价大约为8000元/千瓦,水电是最便宜的电力,全世界都是水电比重越高的国家,电价越便宜。

  但是,令人纠结的是,它却成为一些环保主义者(我们称之为伪环保主义者)最痛恨的能源。前段时间,资深水利科技工作者张博庭研究员(网名水博)批驳了一位伪环保记者的说法。按那位记者所理解的水电开发程度计算,我国水电的开发度仅为百分之二十多,四川、云南等地的水电开发程度仅为百分之十,但同时又说“但目前我国大部分河流的水资源开发程度高达80%以上,四川、云南等西南地区一些河流的水资源开发程度甚至高达100%”。因为众多编造的数据和混乱的逻辑,张研究员称其无知无耻,结果被这位记者以侵犯名誉权为由告上法庭。

  建水坝的确会影响一部分生态环境,建设之前都会对此进行综合评估,并给出翔实的环评分析报告,以怒江水坝为例,设计方聘请了中科院各个所,清华大学等单位对水坝对泥石流、沙子、植物、鱼类、景观的影响进行了论证。而一些伪环保主义者却编织了很多谎言,在社会上误导了很多老百姓,把水电当作了破坏环境的罪魁祸首,这非常值得我们警惕。

  环保无疑是重要的,但其本质是个科学问题,要有科学研究结论作为环保行为的基础,不能靠信仰和狂热去做事。基于现有的技术状态和我国的国情,国家大力发展水电,并逐步扩大水电比例的政策是合理的。而且,碳排放量最大的煤电还会持续相当长的一段时间,没必要跟伪环保主义者的风而胡乱指责。

  节能减排和新型能源的研发是我国十二五规划的重点内容,我国作为负责任的大国,与其它国家一道,正在为此而努力。(科学松鼠会)

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