新能源利用模式

对中国能源利用模式的一些思考

在近几十年，中国从一个经济很不发达、工业几乎不存在的国家，迅速成长为世界上一个重要的工业国和经济增长引擎。这些成就确实让世界对中国刮目相看。但是同时，中国与世界都发现了这种快速发展带来的问题——严重的环境污染。工业生产带来的环境恶化，不仅使中国经济的进一步发展受到阻碍，也使国民的生活受到了严重影响。这引发了我的一些思考。

我发现，在目前中国环境污染主要可分为由化学污染物质引起的污染和非化学物质引起的污染。而在化学物质污染中，主要污染物主要有以下几大类：污染较大的能源、污染性较大的中间产品或辅助产品和生活垃圾。在对这些污染物使用或处理过程中，这些污染物，或其中的污染成分，被有意或无意的泄漏到构成环境的空气、土地和水中，使环境不再适宜人类的活动。就此可以看出，为了维护我们的生存环境，我们需要清理这些污染物质，或者杜绝它们的使用。而我认为，在应对污染较大的能源的问题上，我们可以采取逐渐转型的策略，逐步使用可再生的清洁能源代替现有的大污染能源，并建立可靠地可再生能源生产和储存系统，最终使我国的主要消费能源成为清洁的课再生能源，从而尽量消除污染性能源。

现在我国使用化石能源作为国家的主要能源供给。化石能源虽然曾推动了人类的工业革命，但现在其污染性的一面正逐渐地将其功劳掩盖。开采化石能源需要投入大量的人力物力，且开采时会产生对环境有害的废水和废气。而且，稍有不慎还可能导致燃料的泄漏造成严重的环境污染。近些年中国、美国及其它地区海上石油钻井平台泄漏造成生态灾难便是对上一点的直接证明。同时，使用化石能源时，燃料燃烧会产生大量二氧化碳和有毒

气体。有毒气体直接影响环境；而二氧化碳虽不会直接破坏环境，但其在大气层处集聚，使地球陷入温室效应，也将使地球陷入危机。可以说，要保护我们的环境，我们必须要找到新的更环保的能源来代替化石能源。而现在的一些可再生能源，如太阳能、水能和风能，它们无需开采，可无限再生，且这些能量都会转化为电能供人们使用，使用时几乎不会出现副产品。相对化石能源这些可再生能源的污染要少得多。有人会说制造这些可再生能源的收集设备也会出现污染，但这个问题是工厂内部的问题，是可以通过获取新技术和新材料或垃圾回收再利用的方式来解决的。因此可见，使用可再生能源能尽量的保护环境。用可再生能源作为主要能源将是我们未来能源利用模式的重要选择。

上述的选择将改善现在的环境的状况。但是，实现这个选择是一件很困难的事。这种困难主要体现在以下几点：可再生能源分布不集中，存在时间短，难以一次性大量采集；可再生能源大部分没有实体，不便储存；使用可再生能源需要对现有基础设施，尤其是交通设施投入大量人力物力进行改造。我们需要提出解决方案解决这些困难，才能实现将较为环保的可再生能源作为主要能源的选择。

对上面困难的解决我想提出一些看法。这些看法也是我通过阅读其他材料受到启发而生成的。根据我的了解，为了解决前两个问题，我们可以建立一个分散式的能源采集与存储系统。以前开采化石能源都是将所有开采设备集中到同一个地方进行集中开采。而对于可再生能源，我们应该将采集设备分布在所有能接收到这种能源的地方，比如在一座城市中，每座楼的楼顶都可以安装太阳能电池来接受太阳能；在每两个高楼之间的间隙都可以安装风车去捕获风能。而采集能源后，这些能源转换成的电能需要考虑存储的问题。由于电能是没有实体的，因此储存会比较麻烦。有人提出可以通过将电能转化为有实体的能源进行储存，比如用电电解水生成氢气并进行储存。这个方法确实有可行性，虽然其对能量的损失比较大，且现在对氢气的高效储存也正在研究。我认为，还可以把电能转换为动能一类的能量，比如用产生的电产生磁场去驱动一个不受其他力作用的飞轮，或用磁场去驱

动在真空中的带电粒子，对电能进行储存。或者我们还可以制造更大容量的电容来储存这些电能。这些能量存储设备也是分布式的，为能量采集设备的配套。所有分散式的采集存储设备都分别接入到电网中，向电网提供电能，同时还可以接受有电网传来的电能，组成分散式能源采集存储系统。这个系统有点像当今的互联网系统，只是在这里所有终端都是能源采集系统而不是信息终端。如果再把当下“云”的思想包含进去，这套能源采集存储系统还可以设计成可以支持由网络中的一个或几个采集设备直接向一个或几个存储设备供电的模式。甚至这套能源采集存储系统就可以以当下的互联网为依托进行建设。这样就很好地解决了可再生能源分布分散、存在时间短的问题。对于现有设备升级改造的问题，我认为我们可以用循序渐进的方式进行。我们可以现在几个区域进行改造试点，这样花的钱会少一些，用的资源也较少。等一段时间后，当看到试点区有良好效果，并且曾经花费的资源已经补回，我们就可以对其他的区域进行改造，直至全国改造完毕。对于交通系统，我们可以逐步将化石燃料汽车换为电能汽车。这需要对电能汽车和高效充电器进行进一步研究。这样，我们就可以用较小的损失完成能源转换，使我国环境能得到进一步的保护。

我国环境正处在一个严峻的状态，而使用污染较大的化石能源是造成这种状态的主要原因之一。对于这种情况，我们可以选择采用可再生资源来代替化石能源的方法来解决。对于利用可再生能源的采集、存储难题，我们可以用分散式能源采集存储系统来解决；对于现有设备需要改造的问题，我们可以用化石能源工具电能化和循序渐进改造的方法来处理。如果我们能成功将可再生能源作为我们的主要能源，我们就能减少相当一部分的污染，为我国减少环境压力，提高国民的生活水平，也给国家进一步发展创造了机会。