低碳明星看上去很美

在全球氣候變暖的背景下，以低能耗、低污染為基礎的“低碳經濟”成為全球熱點。全球已悄然打響高能效、低排放為核心的“低碳革命”，著力推進“低碳技術”。

報刊、廣告、企業宣傳冊不厭其煩地向世人證明，可再生能源已經成為可持續發展和自然保護舞臺上最耀眼的低碳明星。一幅幅通版照片讓人們忘情于風力發電機的靚麗身影、典雅的太陽能住宅和迷人的油菜田。但是，就同所有經過藝術加工的圖片一樣，它們并未顯示美麗外表之下的另外一面。

所有可再生能源都會導致CO₂排放!太陽能光電轉換是各種可再生能源中CO₂排放量最高的一種。水力發電每產生1千瓦時電就會釋放8克CO₂，而太陽能光電轉換會產生60克CO₂。那么CO₂到底是從哪里產生的呢?當然不是由可再生能源本身產生的，而是來自于它們的發生設備。

盡管從長遠來看，可再生能源代表了人類的未來。事實上卻是，每座風力發電機都需要水泥廠和鋼鐵廠為其提供水泥和鋼鐵。風力發電機發電100萬千瓦就要消耗360噸水泥，水力發電站需要消耗1240噸，而核電站則是560噸。在鋼鐵消耗量方面，鋼鐵生產過程中釋放出的CO₂比水泥更多，風力發電機發電100萬千瓦需要消耗125噸鋼材，水力發電站需要消耗14噸，核電站則需要消耗60噸鋼材。太陽能電池板生產所需的硅是通過高溫熔煉獲得的，這同樣也需要消耗大量能源。

過高的期望

近25年來，人類在太陽能和風能利用方面，從每年分別增長41％和28％的幅度來看，形勢似乎一片大好，可再生能源無比光明的未來仿佛指日可待，我們的低碳生活即將開始。按照這一發展趨勢，人類應該可以寄希望于“可再生能源”，相信它能夠滿足未來人類絕大部分能源需求，而它的巨大“儲量”進一步加強了這一信心。太陽向地球表面源源不斷輸送而來的能量相當于目前人類全部能源消耗的8000倍!太陽能進而又可以轉化為取之不盡、用之不竭的風力、洋流、河流、植物物質。有一種觀點認為：只要采取節能措施，并對可再生能源行業提供經濟支持，就能夠消除碳氫燃料枯竭和全球氣候變暖所造成的威脅。

可惜，情況并非如此。可再生能源盡管有值得稱道的豐富儲量，但也存在一些不可忽視的缺陷。首先，可再生能源并非百分之百的“綠色能源”。其次，所有可再生能源都存在著先天缺陷，就是能源密度實在太低。換言之，同核能、碳氫燃料相比，相同單位面積內的可再生能源只能提供微不足道的能量。如果占地10公頃的核電站可生產150萬千瓦的能量，那么能夠生產同等能量的風力發電設施需占地18700公頃!盡管從全世界范圍來看，可再生能源的潛力無比驚人，但是在局部范圍內，我們所能獲得的可再生能源相對較低，而且要么需要大壩、要么需要昂貴的太陽能電板。然而地球上早已人滿為患，可再生能源必然會和生態系統、可耕土地和人類居住空間發生沖突。

然而，要使未來氣候變暖穩定在2℃范圍內，這就要求2015年起減少全球CO₂的排放量。2030年之前將CO₂的排放量降低到230億噸以下，即目前CO₂排放量的1/4。但是，由于發展中國家居民生活水平的改善，能源需求仍以每年1.8％的速度快速增長。這也就意味著，到2030年前后，能源生產總量要從今天的114億噸石油當量至少提高到177億噸石油當量。

不可能完成的任務

人類未來能源目標就是在一代人的時間內將能源生產總量提高60％，同時將CO₂排放量減少15％。理論上，可再生能源應該能夠完成這一任務。從現在到2030年，每年都將有相當于5億噸石油當量的能源生產設施建成投產，用來取代使用壽命到期的舊設備或增加新的能源生產能力。只要這些能源生產設施中的約75％，也就是相當于每年大約4億噸石油當量能夠使用可再生能源，就足以保證控制氣候變暖的需要。但是從實際情況來看，這一目標完全不可能實現。

當我們了解了可再生能源的現實狀況后，就不難明白這一點。可再生能源的真實狀況其實同外界的宣傳差別巨大。太陽能和風能作為可再生能源的兩個主要代表，在2004年僅勉強占到全世界能源生產總量的0.1％!相反，倒是分別占世界能源生產總量10.6％和2.2％的生物質能(取暖用木材為主)和水力發電默默地成為可再生能源的主力軍。因此，我們首先應該考慮把重點放在這兩種能量來源上。那么這兩支力量能夠壯大到何種程度呢?

客觀地說，生物質能產量到2030年時最多只能增加1倍。我們這里所說的是可再生生物質能，也就是來自于能夠自我更新的森林的生物質能。通過砍伐森林獲得的生物質能不屬于可再生能源，而且其CO₂排放量甚至比煤炭還要高!如果貧困國家想要獲得穩定而且可以接受的環境質量，勢必減少燃燒用木材的使用量。目前，木材在部分非洲國家占到能源消耗量的80％。所以，完成這一目標的第一步驟，就是向貧困國家居民提供化石燃料，以滿足其日常生活所需，然后才能逐漸引入含碳量低的能源。也就是說，只有首先在能源系統中增加碳氫燃料的比重，才能使目前所使用的薪材真正成為可再生能源。

實際上，更有可能實現生物質能產量增加的是發達國家。但是在這一方面又出現了新的問題。首先，英國、荷蘭等國并沒有像法國等其他國家那么大的森林面積。另外，能源用木材的大規模生產會導致土地資源緊缺的問題，甚至會同建材類木材爭奪土地資源。木材密度極大，運輸過程中需要消耗相當多的能量。因此只有在木材生產基地同使用地點距離不太遠的情況下，燃燒用木材才能發揮最佳能效。這是我們必須加以重視的因素，因為到2025年，全世界2/3的人口將生活在城市中，其中的大部分會生活在大都市里。

那么作為生物質能的一種特殊使用方式，生物燃料的情況又如何呢?目前以糧食作物為基礎的生物燃料不僅能源轉換效率低，而且會對糧食供應造成影響。生物燃料不再僅僅是從種子和塊莖中提取出來，而是來自于整個植株。但是植物中所包含的木質素、半纖維素、纖維素等大分子卻是難以克服的障礙，要把這些含碳長分子鏈分解為基本糖類，還需要找到一些能耗較低的方法，例如研發新型酶。在2015年甚或2020年之前，第二代生物燃料還無法大量生產。借助生物質能和生物燃料，到2030年前后每年最多增加9500萬噸召由當量。

現在讓我們來關注一下可再生能源的第二大支柱——水力發電。到2030年前后，其能源產量翻一番的目標似乎根本無法實現。原因在于發達國家幾乎所有適合的地點都已經建設了水電站，而可用于水電建設的主要資金都掌握在發達國家手中。所以，我們也不應該對可再生能源的作用進行夸大和神化。即使可再生能源對環境的影響要比化石燃料小得多，我們仍要客觀地加以評價。

還有節能這一途徑

當然，隨著科學知識和技術的發展，未來可再生能源在能源結構當中所占比重將會越來越大。可惜的是時不我待。我們不可能再等上1個世紀去解決氣候變暖的問題。那么在剩下的短短數10年之內，如何才能解決另外2/3的能量來源問題呢?在能源供給方面，當然還有核能，但是核能的增長也不是無限制的，況且還存在核廢料的問題。我們同樣可以通過CO₂的捕集和地下埋存來繼續使用煤炭和天然氣，然而這種方法即使能夠成功的話，也至少需要經過20多年才能得到廣泛應用。

剩下的就只有減少能源需求，也就是節約能源這條路了。包括國際能源總署、綠色和平組織、全球機遇組織在內的廣泛意見認為，這是可能實現最大發展、且成本最低的一個解決途徑。就今天而言，節約能源所需的費用要比生產能源低得多，而且對環境的影響也小得多。況且，碳氫燃料最后的大限現在還沒人說得準，枯竭卻是不爭的事實，這同樣促使我們要努力節約能源。不管怎樣，可以肯定的是，沒有任何能源奇跡可以讓我們在不引爆氣候變暖“炸彈”的前提之下，在短時間之內變出所需的60％能源。即使我們能夠對可再生能源充分利用，這也是我們所必須做到的，能源需求每年1.8％的增長也讓能源結構調整變成了一項不可能完成的任務。