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第二代能源系統(tǒng)解讀信息時代
人類文明的階段是以工具為標(biāo)志的。石器時代--當(dāng)石器的出現(xiàn),提高了原始人類狩獵的效率,正是由于狩獵效率的提高,改變了原始人類的飲食結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)懾入量的增加,才使我們的大腦容量不斷的擴大;
農(nóng)耕時代--鐵器的出現(xiàn),提高了農(nóng)業(yè)耕種效率,農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)的增加帶來了人類的農(nóng)耕文明,為人口的不斷增加,社會的進(jìn)一步分工,城市的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ);
工業(yè)時代--動力機的出現(xiàn),將人類帶入的工業(yè)文明,使各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率都得到了大幅度地提高;
信息時代--今天,以因特網(wǎng)為標(biāo)志的信息時代的到來,它將如何提高我們生產(chǎn)率的效率?如何改變我們未來的生活?
其實,人類的各個文明階段盡管是以工具為標(biāo)志,但深層的原因卻與能源有著極其深刻的因果關(guān)系。如果原始人類沒有發(fā)現(xiàn)經(jīng)火燒烤過的肉更加合口和易于消化,人類為什么要去狩獵?如果沒有狩獵的需求,就很難說會有石器時代的出現(xiàn);如果沒有發(fā)現(xiàn)木炭可以達(dá)到更高的燃燒溫度,以至能夠進(jìn)行金屬的冶煉,就不可能有大量廉價的鐵器為我們創(chuàng)造農(nóng)耕文明;蒸汽機本身就是一個能源轉(zhuǎn)換工具,它是基于人類對化石能源的利用,同時它的發(fā)明也是人類對能源利用認(rèn)識的不斷深入。那么信息時代與能源將有何種關(guān)聯(lián)?將為我們的能源行業(yè)帶來什么樣的變化?
那斯達(dá)克網(wǎng)絡(luò)股的全軍敗北,所謂"新經(jīng)濟泡沫"的破滅并非說明信息時代是一個泡沫,它正是人類進(jìn)入信息時代在認(rèn)識上的一次升級。那些由計算機和網(wǎng)絡(luò)通訊專家們創(chuàng)造的所謂"信息文明"的"新經(jīng)濟",似乎要建立一個全新的時代,甚至提出"一切歸零"的幼稚理念,正由于這種對傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)和模式的認(rèn)識匱乏,使他們只能停留在"虛擬"現(xiàn)實之中,他們創(chuàng)造的泡沫的破滅也就成為必然,但這并不意味著信息文明本身將會向他們的泡沫一樣破滅。盡管人類的文明是以工具為標(biāo)志的,但每個偉大的發(fā)明的出現(xiàn),首先是提高原先生產(chǎn)方式和生產(chǎn)形態(tài)的效率,隨后才能在原有基礎(chǔ)上創(chuàng)造新的生產(chǎn)工具、方式和形態(tài)。如果它是憑空創(chuàng)造出來的,就必然成為泡沫。在石器時代之前,人類并非沒有狩獵行為,僅僅是效率低下而已。鐵器出現(xiàn)之前,人類也在耕種,在我國不是發(fā)現(xiàn)過石鏟之類的農(nóng)業(yè)耕種工具嗎?美洲的瑪雅人也曾創(chuàng)造過一個沒有鐵器的"玉米文明"。蒸汽機代替的是馬車、牛犁、水利磨房和帆船等,也僅僅是提高了傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的效率,隨后才出現(xiàn)飛機、潛水艇、電力、原子能、信息技術(shù)等新的生產(chǎn)工具、方式和形態(tài)。那么,在信息時代也應(yīng)毫無例外,在其出現(xiàn)之初所有核心技術(shù)的作用將是提高傳統(tǒng)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等生產(chǎn)方式的效率,何況信息本身就是一種輔助性的生產(chǎn)工具。從能源的角度看,信息時代將如何提高其效率?
現(xiàn)行能源系統(tǒng)的問題
要搞清信息時代將如何提高能源系統(tǒng)的生產(chǎn)效率,能源將如何解釋信息時代,就必須首先研究我們目前的能源系統(tǒng)的問題。
能源如果能夠被稱之為一個"系統(tǒng)",應(yīng)該說還是從工業(yè)時代來臨之后逐步建立起的。能源作為一個系統(tǒng),它包含的范圍極為廣泛,但系統(tǒng)的核心主要是一次能源與二次能源與市場需求之間的結(jié)合部的關(guān)系,例如;煤炭--電力--用電設(shè)備和油氣資源--動力燃料--動力設(shè)備等。
現(xiàn)有的能源系統(tǒng)主要是以化石燃料構(gòu)成的,核心是煤、石油和少量的天然氣、以及核能。
煤炭:目前,人類是將最好的煤炭資源作為能源的燃料,不僅需要質(zhì)量好,還需要儲量必須上規(guī)模。這種既有規(guī)模,又有質(zhì)量的煤,對于中國而言,僅僅還能維持90余年,而那些"沒有開采價值"的薄煤層資源,小煤礦資源,以及開采后廢棄礦井中的煤炭、煤泥、煤矸石資源在中國卻是一個巨大的有待利用的資源。煤炭生產(chǎn)的污染是巨大的,開采和加工煤炭還會浪費大量水資源,礦區(qū)地址塌陷和洗煤、選煤后的廢棄物,造成土地的浪費和環(huán)境生態(tài)的惡化。
石油:我國的人均石油資源非常匱乏,不到世界平均水平的一半,僅夠維持20 余年。我國不得不從中東和北非大量進(jìn)口原油,國家最基本的能源安全都難以保障,所以美國軍方資助的蘭德公司稱:中國的能源安全是由美國保衛(wèi)的。這嚴(yán)重制肘了中國的持續(xù)發(fā)展,也增加了與發(fā)達(dá)國家和其它發(fā)展中國家的利益摩擦。
水電:大型水電設(shè)施的建設(shè),對生態(tài)環(huán)境的干擾和破壞是巨大的,同時還帶來了一系列的安全隱患。
燃?xì)猓号c中國的煤炭資源情況十分相似,成規(guī)模的大型工業(yè)化天然氣田資源極為有限,那些小型的、分散的,被認(rèn)為是"不具備工業(yè)開采價值"的資源卻很多。此外,煤層氣資源、礦井瓦斯資源卻極為豐富,不僅沒有得到利用,而且基本放空,成為溫室氣體。同時在采煤生產(chǎn)中,不斷造成瓦斯爆炸,平均每年造千余名礦工喪命井下。
運輸:為了使大型工業(yè)化的煤礦能夠得以利用,不得不投入巨額資金建設(shè)相應(yīng)的鐵路、公路、港口、運輸船隊、車隊和運河等設(shè)施。它占用了大量土地資源、浪費了許多寶貴的液體燃料。
電源:由于工業(yè)時代“規(guī)模效益”的規(guī)則,電力系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率就必須建設(shè)大型火力發(fā)電廠,采用300MW、600MW或者更大的機組。這些電源點不僅因為過于集中排放,導(dǎo)致嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境,同時浪費了大量土地、淡水等資源。
輸變電:大型火電廠由于排放污染和資源配置的限制,必須遠(yuǎn)離城市和用電負(fù)荷中心,面臨的直接問題就是如何將這樣大量的電能加以利用。輸變電需要建設(shè)大型升壓站,遠(yuǎn)程超高壓輸電線路,再從500kVA、220kVA、110kVA、35kVA、10kVA、1kVA、380V直到220V層層降壓進(jìn)入用戶。占用了大量土地建設(shè)輸電走廊和變電站,同時造成電磁污染,還存在著嚴(yán)重的安全問題和大量電能損耗。
調(diào)峰問題:為解決電力的大型工業(yè)化生產(chǎn)與用戶實際需求的不協(xié)調(diào),必須建設(shè)大型抽水蓄能電站和燃?xì)廨啓C調(diào)峰電廠,由于這些設(shè)備利用周期極短,導(dǎo)致電價成本的攀升。燃?xì)庖彩峭瑯,為調(diào)節(jié)燃?xì)獾募竟?jié)性不均衡,需要建設(shè)大型地下儲氣庫,需要用戶承擔(dān)地下的浪費和脫硫、脫水、脫塵等再處理的成本,使用氣成本不斷攀升。
熱力:作為城市的功能設(shè)施或工業(yè)生產(chǎn)的工藝需要,為減少環(huán)境污染和資源代價,需要建設(shè)大型集中鍋爐房或熱電廠。同時需要建設(shè)大型蒸汽或高溫?zé)崴敓峁艿,多級蒸?-熱水或熱水--熱水交換站。投資大、熱損失也大。
制冷:隨著城市化進(jìn)程和人民生活品質(zhì)
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