21世纪，可否“脱离石油而生活”？

    石油的供应处于越来越脆弱的状态。国际油价高企，短期内可能都不会有下调的空间。尽管人类已经在发现和利用替代能源方面取得了巨大的进步，但石油始终是可利用的少数几种燃料之一。如果没有了石油，我们的社会还可以继续发展下去吗？早前，IEEE美国电气与电子工程师协会专家们提出了若干建议，IEEE高级会员、英国克兰菲尔德大学离岸及能源工程学系教授Patrick Luk先生在接受羊城晚报电邮采访时，指出人类正在学会逐步“脱离石油而生活”，“我真心希望这能在21世纪实现”。

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    [能源利用变迁]

    煤、石油、天然气仍是三大支柱能源

    20世纪以前，人类的能源消费一直以煤为主。20世纪时，发达国家的能源消费才经历了由煤向石油的过渡。从上世纪50年代开始，煤炭、石油、天然气以及水电和核能便占据了世界能源消费的主要部分。根据发现先后、资源多少、采集难易、输送贮供条件、后加工技术进步，以及对环境带来影响等诸多因素来看，煤、石油和天然气至今仍是世界一次能源(指从自然界取得未经改变或转变而直接利用的能源，即天然能源)的三大支柱。

    从专家分析的数据中可以看到，上世纪50年代，煤炭的消费占据了世界能源消费结构的50%以上，这一比例在上世纪60年代迅速下降，上世纪70年代趋于稳定。此时的石油和天然气消费增长很快，两者约占70%。上世纪80年代以后，核能和水电的比重增加。化石燃料仍是目前能源消费的主体，占一次能源消费总量的86%。在世界一次能源消费结构中，石油占33.6%，天然气占23.8%，煤炭占29.6%，核能占5.2%，水电占6.5%，可再生能源占1.3%。石油仍是最主要的能源，但所占比重已连续11年下降。天然气的比重却在显著提高。

    Patrick Luk指出，21世纪时，世界能源消费结构随着石油量下降及天然气量上升、煤炭将持平的状况出现，逐渐达到各占27%-28%的局面。然后将出现一个以天然气为主的短暂时期，其后再转向煤为主。这种趋势已成为大家的共识。为了适应这种变化，能源多元化已被国际社会所关注。“只是在交通运输等某些行业，石油在能源消费中仍占比例超过90%。”

    由于石油、煤炭、天然气等属于不可再生资源，这意味着它们必然有枯竭的一天。有人曾预测再过60年，地球上的石油、天然气就将被开采完，虽然计算出这个数字的方法并不是很具说服力，但可预见的是，如何实现能源的持续发展，已成为当今世界迫在眉睫的主题和难题。

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    [寻找可替代能源]

    可替代石油的新能源仍未被发现

    Patrick Luk认为目前人类技术所开发的新能源，大都“过于昂贵，无法替代相对廉价的石油”。但他乐观地指出：“终有一天会有更好的替代能源面世。正如我们的祖先发现石油及其后续技术时一样，我们需要的不仅是辛勤劳动和开发，还有好运气。”

    他指出，在目前人类对可替代能源的解决方案中，不可再生资源中的油页岩和核能，已成为了21世纪新能源的“希望之星”。

    油页岩属于非常规油气资源，因为资源丰富和开发利用的可行性，被列为“21世纪非常重要的接替能源”。它与石油、天然气、煤一样，都是不可再生的“化石能源”。

    岩油很像石油，除了液态的碳、氢物质外，还含有少量氧、氮和硫的化合物。页岩油经过进一步加工提炼，可以制得汽油、煤油、柴油等液体燃料，具有与石油相同的作用。

    虽然日本核电事故对世界各国的核电政策产生了不同程度上的影响，不少国家暂停了现有核电设施的运行，或延迟了新建设施的计划，导致核能产业遭受沉重打击，但核能则是人类最具希望的未来能源，将在未来的能源组合中扮演重要的角色。目前人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。前者已得到实际性的应用；后者仍在积极研究之中。而且人们发现，海洋中有相当巨大的重元素铀和轻元素氘、氚等，因此深海探索，具有重大意义。

    Patrick Luk总结说：“我认为不太可能出现一种单一的主要能源，能替代目前的三大能源支柱。更可能出现的，是一种融合不同能源技术的带有地区差异的能源组合。同时，人们对能源替代品的选择也会呈现地区差异。水能和风能会是丹麦等国的主要能源，在其他水能和风能资源不发达的国家，情况又会不一样。”而欧盟正在积极地将撒哈拉沙漠的太阳能转换为电能并运输至欧洲，太阳能也很可能成为欧洲和北非最有发展前景的新能源。

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    [脱离石油的生活]

    电力系统的发明将成为关键

    Patrick Luk在采访中提出了“完全脱离石油”的生活方式。他格外自信地说：“我们正逐步学会怎样过一种较少依赖石油的生活，最终过渡到完全脱离石油的生活。我真心希望这能在21世纪实现。”

    当现在的石油依赖型经济逐渐转向时，我们对生活质量的定义，更大程度上将是围绕“对我们的生活方式自由地掌控”，而不是像过去那样与能源的消耗密切相关。在新能源时代，也许我们终将尝试让生活质量与能源消耗“脱钩”。

    比如电动车和混合动力车是人类目前所开发出的新自由生活方式中不错的选择。

    电动车简而言之就是以电力为驱动，以电力为能源的车。在实现真正“零排放”的同时，它的确可以脱离对汽油的依赖。许多知名的汽车制造厂都在研发并生产电动车，例如丰田推出的RAV4 EV电动车、smart for two以及宝马的Megacity Vehicle等。

    混合动力汽车亦称复合动力汽车，是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组等。当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。这是目前最为环保和节省能源的汽车类型，并且在私人轿车、公共交通等方面都已广泛运用。

    但以上两种汽车都存在一个共同的问题———电力供应。因此Patrick Luk指出，电力将会成为衡量新能源时代能源发展的主要矢量。

    那些可以帮助电力系统实现稳定运行的发明，将被认为是“最前沿的发现”。值得注意的是，涉及电能转换效率和利用率的相关电力电子技术，将在推动这个领域的发展中起到关键作用。“如果电动车的取电会造成供电网的崩溃，那电动车注定要失败。因此，配备了双向能量流动(指电网、充电设备和电动车三者之间的双向流动)管理系统和智能电网接入装置的混合动力车，将实现双赢局面。届时电动车行业和公共事业将共同建立一个可持续发展的低碳经济链。”

    目前，一些主要的欧盟财团联合大型汽车制造商和公共事业公司，正共同开发从电网端到电动车电池端的“V2G系统”和其他一些必要的基础设施。V2G是Vehicle-to-grid的简称，它描述了这样的一个系统：当混合电动车不运行的时候，通过链接到电网的电动马达将能量卖给电网，反过来，当电动车的电池需要充满时，电流又可以从电网中提取出来补充给电池。V2G技术使电动车不仅作为一个电力消费体，同时可在闲置时为家庭或电网提供电力，甚至使电动车电池可作为再生能源的储能单元，实现了电网与电动车可双向互动的概念，为未来智慧电网技术重要发展方向之一。据预测，V2G系统的变体将在大概10年后就能被实现并广泛使用。

    链接

    我们还能用到

    这些可再生资源

    ●地热能：是指来自地球内部的热能资源。它是在地球演化进程中储存下来的，是独立于太阳能的又一自然能源，它不受天气状况等条件因素的影响，未来的发展潜力相当大。

    ●水能：是通过运用水的势能和动能转换成机械能或电能等形式从而被人们利用的能源资源。水力发电的优点是成本低、可连续再生、无污染；缺点是受分布、气候、地貌等自然条件的限制较大。中国的水能资源理论蕴藏量近7亿千瓦，是世界上水能资源总量最多的国家。

    ●风能：它存在于地球的任何地方，是由于空气受到太阳能等能源的加热而产生流动形成的能源，通常是利用专门的装置(风力机)将风力转化为机械能、电能、热能等各种形式的能量，用于采水、助航、发电、制冷和致热等。

    ●生物质能：主要是指植物通过叶绿素的光合作用，将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，目前它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源。据估计，地球上每年通过光合作用生成的生物质能，总量就达1440-1800亿吨。

    ●潮汐能：是指海水在潮涨和潮落时形成的水能。它包括潮汐和潮流两种运动方式所包含的能量，其来源是源于月球和太阳对海水的引力作用所致。潮水在涨落中蕴藏着巨大能量，这种能量是永恒的、无污染的能量。全世界潮汐能的理论蕴藏量约为30亿千瓦。
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