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留言内容：新能源真的清洁吗？ - 专题 - 南都周刊
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新能源真的清洁吗？
一些听起来不错的新能源概念，并不一定比传统能源更加环保，甚至有的新能源生产过程消耗的外来能量高于其所产出的能量。所以，一定要搞清利弊。
&文_刘歆颖 @科学松鼠会
日本福岛核电站事故再一次把核电站的安全问题推到了世界公众面前，核能的利用看起来又要遭到一次重大挫折。
其实从安全记录和对环境健康的?影响上来看，核电比目前普遍使用的火电有很多的优势。在温室气体减排方面，煤炭为主的火电每度电排放温室气体相当于约1千克二氧化碳；考虑原料开采、运输等过程的温室气体排放，核电每度平均只相当?于60多克二氧化碳，温室气体减排效果非常明显。
从能源开发和运行过程造成的死亡人数来看，按照世界原子能协会的数据，从1969年到2000年间，每太瓦年的严重事故死亡人数，煤电在经合组织国家(OECD)是157人，在非OECD国家是597人；而核电在非OECD国家是每太瓦年48人，在OECD国家则是零死亡。
?在最令公众担心的辐射方面，煤炭中放射性物质的辐射总量高出核电上百倍，实际上具有更大的健康危害。除此之外，核电更没有火电所涉及的二氧化硫、氮氧化物、颗粒?物排放等环境问题。
核电的危险往往是被夸大了的，对核污染的恐惧只怕比核电实际造成的问题要严重得多。不过，造成的恐惧本身也算是一种社会成本，在决策的时候仍然需要考?虑。
生命周期评价法
核电的发展受挫，而降低温室气体排放的事业仍然需要继续，因此有人预计国际社会对太阳能、风能、地热、小水电、生物质能等新能源形式的投资会进一步加强。
新能源开?发的意义重大。传统的化石能源支撑人类工业化数百年，功劳不小，问题也不少，对环境和健康已经造成了不小影响，人类需要寻找更加清洁的能量来源。
一般认为，新能源有污染少的特点。听起来似乎结论很明显：可再生新能源的能量直接间接来自太阳，在使用形式方面一般以电为主，能源转化过程清洁，常规污染物普遍少，?使用的时候也没有化石能源的各种排放问题。不过，事情并不是这么简单。
新能源的利用是需要使用各种各样设备的，日常维护也需要消耗各种各样的材料，这些材料，设备的制造?、运输、使用过程，就不一定那么干净了。有的会排放出不少常规污染物，有的需要消耗大量能源；有的在转换过程中也会产生污染。这些污染、所消耗的能源都需要分摊到新能?源当中去，才能得出某项技术是否清洁的结论。
前面比较火电与核电温室气体排放的时候，使用了叫做生命周期评价的方法。对于新能源领域来讲，就是考察整个生产过程各个环节所消耗的能量是多少，能量来源是哪些，影响是什么?，污染物是什么等，从而对某个具体的新能源技术进行综合评价。一个新的能源利用形式，只有在其使用周期所贡献的能量大于其生命周期所消耗能量、其所排放的污染?少于所替代的传统能源产品污染的时候，才是有价值的。
举个例子，美国国家可再生能源实验室总结过太阳能光伏电池的生产和应用能耗，结论是：制造电池全过程所消耗的电能大约需要这个电池运行3.7年的时间才可以收回。这个电池估计有30年左右的使用寿命。那么整体上算下来，在能量上就是赚的。
不同技术路线的能量回本期是不同的，如果某种技术落后的太阳能电池技术需要工作差不多十年的时间才能回本，同时使用寿?命却达不到这么长时间，那么从能量角度来看就是亏的。这样的技术，在一些特殊环境下也许仍然有使用价值，但是对于解决能源问题，显然没有多大意义。
设备制造所消耗的能量只是问题的一个方面，制造使用过程造成的环境危害如何评价就比较复杂了。最近几年中国的太阳能电池产业发展迅速，但是因为技术相对落后、污染控制监管不到位等原因，生产的一些太阳能电池产品存在高能耗、高污染的问题，这也给太阳能产品的生命周期收益带来?了很大影响。
环境健康危害的评价方法比较复杂，因为要把众多影响因素归结到一个单一的指标来衡量，主观性很强，结论也不一致。2009年美国科学院公布了一份名为《能源隐性成?本：能源生产和使用过程中的后果》的报告，分析了以美国为背景的各类能源在生产和使用过程中的环境和健康代价，把各种环境健康危害换算成美元进行比较。这个报告认为，整体来说，使用先进技术、在有严格污染控制?的情况下，以电力为最终产品的各种新能源，在环境、健康、温室气体排放方面相对火电都是有益的。
运输领域的健康环境代价就比较复杂了。这个报告研究了一些轻型汽车的技术和?燃料路线，发现车辆每行驶一英里的环境健康代价在1.2到1.8美分之间。这里面最差的是使用玉米为原料的湿法乙醇路线，这个路线得到的85%乙醇含量的汽油，每行驶一英里代价达到1.8美分，而传统汽油仅有1.3美分。全电车在这个报告里面的表现也不好，环境健康代价接近每英里1.7美分，高于汽油车不少。
造成这个问题的原因是美国的电力供应仍然是以化石燃料为主，这样电动车的清洁程度就受到电力本身清洁性的影响，同时电池和电动机的制造也都是高?耗能的，制造过程以及回收过程都存在污染问题。
当新能源遭遇中国国情
在中国也有类似的生命周期研究。2010年有一篇关于中国的全电车环境影响的文章，得到的结论是：因为目前中国?电力中煤炭比例很高，污染治理也没有跟上，行驶同样里程全电车的生命周期二氧化硫排放是汽油车的3到10倍，氮氧化物排放也要翻一番，同时却不一定能够实现二氧化碳减排，看起来环境好处非常有限。
当然，全电车在使用终端没有污染，对于缓解城市污染仍然有正面意义，如果把全电车作为一个发展方向?，那么就需要在发电的清洁方面和污染治理方面下不少工夫，以免被扣上转移污染的帽子。
清华大学进行过基于中国国情的各种车用燃料替代技术的生命周期分析。这项研究认为，在中国2005年的技术水平下，传统汽车比?大多数替代燃料路线都有更好的能源效率以及更低的温室气体排放。
以已经在国内部分地区开始应用的粮食乙醇为例，在考虑了生命周期各个环节之后，行驶同样的里程，粮食乙醇路线的温室气体排放竟然高出汽油路线30%以上，生产粮食乙醇所消耗的外来能量，也超过了粮食乙醇产品中所含有的能量。
这样的乙?醇，在能源利用效率和温室气体减排两个方面都没有新能源应该有的好处。很显然，在美国合适推广的内容，在中国不一定合适推广。造成这个不同的原因大约有两方面：一是在种植阶段，中国有非常普遍的滥用化肥和农药现象；二是中国相?关加工工艺的技术水平与国际仍有差距，能耗高。这并不等于生物质的液体燃料前途就不光明，只不过在利用生物质作为资源生产各类液体燃料的时候，需要全面考察其清洁性，扶持真正节能减碳的路线。
所以说，一些听起来不错的新能源概念，并不一定比传统能源更加环保，甚至有的新能源生产过程消耗的外来能量高于其所产出的能量。所以，在新能源的推广和应用过程中，一定要切实作?好翔实分析，搞清楚利弊，尽可能降低其环境影响，使新能源真正起到清洁能源的作用。
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即将要把水，变成新的燃料！是真的吗
一项最新研究显示，用高通量实验法就可以更快的验出制造太阳能燃料的新材料。这项研究也发现12个新材料，可用来制造太阳能燃料。这些东西可使太阳能更有效用、更便宜。水代替燃料几十年来，化石燃料已变成全球各工业的支柱。它们也是人为气候变迁的最大原因。幸运的是，事情开始改变了，因为化石燃料正在衰退，这都多亏了可再生能源的兴起。如今加州理工John Gregoire、伯克利国家实验室Jeffrey Neaton带领的研究人员，开发了一种更快的新技术来验出做光电阳极的新材料，Neaton是伯克利国家实验室的分子铸造所 (Molecular Foundry)所长，他说这项研究能带动这个领域的研究，因为它使研究者能深入了解新的光电阳极。Neaton在加州理工的新闻稿中写：「这项研究结合了实验和理论，它最重要的地方在于，除了能验出太阳能燃料的几种化合物，我们还能了解材料内在的电子结构。」科学家用美国国家能源研究科学计算中心 (NERSC)的计算资源、分子铸造所的软体和专业技术，做了几百次理论计算。一旦验出光电阳极作用的最佳材料，就该在实验室测试这些材料了。Gregoire说，这是第一次这样使用此实验法。他们找到含有钒、氧的化合物，还发现第三种元素有高可调性的电子结构，这使它们有利于水氧化。这项研究为我们提供更多方法来利用水(世上最充足的资源)作为能源的材料。当研究进展能使我们以低成本、高效率的方法发展可再生能源，政府、投资者、类似上述的团体将会有更充分的理由放弃化石燃料。
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新能源是否真清洁 绿色有时是美丽谎言
来源：金羊网&&
更新时间： 08:45:00
德国1900万瓦电场
　　与传统能源区别在哪？
　　传统能源究竟可使用多少年？、和生物能等果真环保没有污染吗？中国应该选择什么样的能源战略？近些年来，在能源问题上，人们一直围绕这些问题争论不休。
　　是相对传统能源而言的。传统能源，通常指人们过去一贯使用的能源，如木材、植物秸秆、煤炭、石油、天然气和水力等。石油、天然气和煤炭都是由远古动植物化石演变而成的，所以也叫化石燃料。新能源指最近一些年来被广泛开发使用的能源，如植物乙醇、、、、潮汐能等。
　　关于传统能源和新能源的定义，世界一直不统一，在一国认为的传统能源，在另一国则被认为是新能源。例如，在西方国家已经有半个世纪的历史，已被划入传统能源，但在许多发展中国家，则刚刚起步，因此属于新能源。
　　现在人们惯于炒作概念，能源也是如此。其实，现在我们经常听到的、和生物能等所谓的&新能源&并不新，它们有的比某些传统能源要早得多。
　　现在比较主流的认识是，新能源可再生，比传统能源污染少，为此，许多国家将开发利用新能源作为能源战略的重要组成部分，并提出了新能源发展目标。例如，欧盟到2020年新能源的份额要达到20%；美国到2030年风力发电要占全部电力的20%，用生物液体燃料(乙醇)替代30%的石油产品；日本到2050年新能源等替代能源将占能源供应的50%以上。
　　但是，从最近各国新能源政策调整看，似乎实现这些目标有很多悬念，理由是人们过去对新能源的弊端认识不足，放大了优点，忽视了缺点。随之新能源诸多缺陷的显露，人们对新能源的认识回归理性，重新调整新能源的发展战略。
美国玉米乙醇生产厂
　　石油煤炭等传统能源究竟可用多少年？
　　化石能源究竟可以开采多少年？恐怕没有一个公认的答案，因为世界在不断发现新的油气田和煤田。拿中国来说，上个世纪80年代就有专家提出，中国储藏的煤炭仅可供开采80年，30年过去了，中国领土上不断发现新煤田，煤炭开采年限自然也不断延长。2009年中国新疆东部吐鲁番地区发现一个储量达640亿吨的世界级特大煤田，2012年新疆和什托洛盖又探测出储量达810亿吨的更大煤田，仅这两个煤田就够全国开采40年。可见，化石能源的储量并非一些专家忽悠的那样危言耸听，因为我们在不断发现新的煤田、油田和天然气田。
　　在美国，虽然政府大力支持新能源的开发与使用，但对传统能源的探测和开发一直没有停止过。美国采取传统能源与新能源并举的政策，努力提高能源自主份额，奥巴马总统第一任期结束时，把石油产量增加到16年以来的最高水平，这使美国的石油进口量降至16年以来的最低水平。根据国际能源署不久前发布的报告，美国将在2017年之前超越沙特阿拉伯和俄罗斯成为全球第一大石油生产国，并有望于2030年左右成为石油净出口国。美国的天然气产量在2012年也创下了几十年以来的最高纪录，煤炭产量和该行业雇工人数也在不断增加。
　　美国也提出了提高传统能源使用效率的能源策略，现在正开发节能汽车技术，让发动机的效率提高一倍，也就是说，现在跑100公里的油，将来可以跑200公里，这样，就可以减少燃油消费，让油价保持较低水平，让广大消费者受益。
　　风能发电：好看不好用
　　不少国家建有风电场，看上去很壮观，和荷兰风车一样，俨然成了一道观光风景。
　　利用风发电，其实就是用风力作为动能。但现在人们看到的风车，是古希腊数学家亚历山大希罗于公元一世纪就发明的，就是把风动能通过机械装置转换成机械能，用于磨面、泵水、织布、锯木等工农业生产。
　　欧洲的风车普及率很高，1850年荷兰有9000座风车；1820年，英国和法国各有大约10000座风车；1895年德国有18242座风车；1900年芬兰有20000座风车。到20世纪30年代风车达到鼎盛时期，欧洲大约有20万座风车(当时还有水轮机50万部)。
　　随着汽轮机的不断改善，风车逐步被汽轮机替代。因为风车的最大缺点就是不能提供恒定输出功率，微风或静风时，输出功率为零，工厂只有停工等风。而汽轮机则可提供连续的恒定的输出功率，体积小，使用很方便，促进了生产力的提高。
　　第二次世界大战后，各国都不再建风车，蒸汽机也逐步被内燃机和电机替代。所以，现在看到的风车，大多已被废弃，仍用于生产的是极少数。
　　现在的风电生产流程是：把风动能转换成机械能，机械能转换成电能，电能转换成化学能储存在蓄电池里；然后再翻转过来，化学能转换成电能上网，电能根据需要转化成机械能、热能等。对使用机械能的工业来说，风动能经过5次转换才能成为机械能，而能量在每次转换过程中都会有损失，从而导致一些行业对风动能的利用效率很低，远不及过去风车直接把风动能转换为机械能。所以，现在又有人对传统的风车感兴趣，在用机械能的工厂，让风车提供动力。
　　其实过去的帆船也是利用风动能航行，后来被烧煤的蒸汽机取代，再后来又发展到内燃机。能源的选择，也是优胜劣汰，要考虑成本、效率和便利程度，这也是市场的选择。风虽然是可再生能源，但像用于帆船航运，由于航速慢等原因，其成本要比内燃机驱动的远洋货轮高很多，所以，现在的帆船一般只用于体育比赛了，很少有人再把它用作商业航运。
　　很多人认为风电是零污染，其实，这只看到了风电的发电过程，没有看到风电设备制造和系统的污染。风电所需要的在生产、使用及报废后的处理都会严重污染环境，风机叶片材料玻璃纤维的生产也会产生高污染，可见，风电在发电前已经排放了污染。
　　太阳能发电：清洁绿色只是美丽的谎言
　　太阳能也说不上是新能源，上个世纪70年代，我在农村老家就用太阳能。那时的太阳能就是用混凝土做个抛物面，也就是&大锅盖&，就像现在的卫星电视天线，上面用小块镜片镶嵌起来，好把太阳光线反射到焦点上。在焦点位置安装个支架，上面就可以烧水做饭了。做饭时人也要被强烈的太阳光炙烤着，必须戴着墨镜做饭。可戴着墨镜做饭又掌握不好饭菜的火候，不是烧焦就是不熟。所以，这种抛物面太阳能灶理论上是成立的，但根本就不具备实用性，很快就被废弃了。
　　同风能发电一样，利用电池发电，污染甚至比煤炭发电还大。一些人或集团出于自身利益考虑，过度宣传太阳能是绿色能源无污染，误导了很多人。2007年前后，我国有一百多个城市都在建产业园，都在创千亿元的光伏行业。即使是在光伏行业已经显露风险的2009年，产能继续大举扩张。
　　最近&落架&的无锡尚德太阳能老板施正荣，他在2009年还给美国总统奥巴马写了一封公开信，为发展太阳能造势。他在信中有一段写道：&阳光是人类最原始的能源，即使我们能通过现代科技将它捕捉、利用，它也没有改变最初的特质：清洁、纯净、公平地洒满全球，超越国界、种族的藩篱。相信在共同努力下，它能成为我们与未来沟通的另一种语言。&
　　但这是应予质疑的。阳光没有污染，但生产光能转换成电能的硅太阳能电池耗能和污染都很大。有人计算过，生产一块晶硅太阳能电池板所消耗的能源比这块电池板在使用寿命期内转换的电能还要多。这一结论虽然还存有争议，但晶硅太阳能电池属于高耗产业，这已是不争的事实。
　　太阳能电池所需要的晶体硅的提炼要排放大量三氯氢硅、四氯化硅等有毒物质，很多企业为降低成本没有有效地对这些有毒物质回收和处理，对环境污染极为严重。
　　国家发改委产业经济与技术经济研究所所长胡春力指出：&在光伏产业中，我国的硅产量占全世界产量的40％多，而我国生产的硅95%用于出口。硅在生产过程中是高耗能、高污染的，但使用时却是清洁能源。因此，我国为世界低碳做出了贡献，但自身却并没有实现低碳发展。&
　　：效率几乎等于零
　　世界生物能主要是。其实，并不是什么新能源，它甚至是比石油还古老的能源。1826年，内燃机先驱、美国发明家塞缪尔&莫里改进的内燃机就用乙醇做燃料，发现并精炼石油那是很久以后的事情了。
　　1896年，美国汽车大王亨利&福特设计的&四轮车&牌汽车也是用乙醇作燃料的。1908年，福特又推出了&图特&T形汽车，可使用汽油、乙醇或汽油与乙醇的混合燃料。但随着石油的大规模开采和石油精炼技术的提高，汽油、柴油很快就取代了乙醇，成为内燃机的主要燃料。
　　1973年，阿拉伯国家对美国石油禁运导致美国能源危机，美国不得不重新把乙醇用作燃料，在汽油里添加不超过10%的乙醇。由于人们不愿添加含有乙醇的汽油，认为这会导致动力不足，乙醇燃烧后的酸性物质会腐蚀引擎和燃油系统中的密封部件。政府为了鼓励人们添加含乙醇的汽油，便给消费者补贴，根据1978年出台的《能源税法案》，每加仑乙醇补贴0.4美元。其实，这个补贴就相当于免除燃油税，因为汽油的燃油税大致是每加仑0.4美元。
　　日，美国国会通过一项修正案，取消了这项延续了30多年的燃料乙醇补贴，这项补贴每年高达60亿美元。取消燃料乙醇补贴间接证明，燃料乙醇并非过去想象的那么好，人们对燃料乙醇的看法恢复了理性。
　　过去，人们宣传燃料乙醇，认为它有&环保、便宜、可再生&三个汽油不可比拟的优势，称玉米田是&取之不尽，用之不竭的大油田&，过分夸张了燃料乙醇的优点。日，中国某著名生物学家在接受记者采访时还说：&怎么让老百姓更多地使用燃料乙醇？我认为，一是要加大宣传，告诉大家生物质燃料不污染环境。&但越来越多的研究证明，这种宣传很片面，具有极大的误导性。
　　美国斯坦福大学空气研究专家马克&雅各布森负责的一项研究发现，燃料乙醇燃烧造成的空气污染对人体的危害超过汽油，与燃料乙醇污染有关的呼吸系统疾病发病率和死亡率比汽油更高。
　　美国等国家的乙醇生产原料主要是玉米，种植玉米需要化肥、农药和水，化肥和农药的生产都是重污染化工行业，灌溉用水需要电，而电能主要来自煤炭。可见，燃料乙醇的生产过程的污染被一些人给忽视了。
　　另外，生产玉米用的化肥、农机等也要消耗能源，再加上蒸馏法提取乙醇需要天然气或煤炭供热，这就导致燃料乙醇的生产过程就是耗能、污染过程。美国康奈尔大学教授戴维&皮门特尔的一项研究表明，每生产一加仑乙醇需用21磅（约9.5公斤）玉米．而种植2l磅玉米则需耗费半加仑化石燃料。如果再加上由玉米生产乙醇的工业过程，制造一加仑乙醇所耗费的能量，超过了它燃烧时产生的能量。美国生物科学学会的一份研究报告也显示，用玉米生产的乙醇所能产生的能量，仅比生产玉米乙醇所需的能量多出10%。可见，燃料乙醇虽然被当作可再生能源推广，但它本质上还是一种化石燃料，而且效率极低，几乎等于零。换句话说，生产可驱动汽车行驶100公里的燃料乙醇，所消耗的化石能源就可以驱动汽车行驶100公里。
　　这些年来，燃料乙醇生产过热导致玉米需求大增，拉动了玉米价格上涨。农民见玉米涨价，自然要扩大玉米种植面积，减少其他农作物的种植面积，这又导致其他农作物供给减少，价格上涨。可见，这几年全球粮食价格暴涨，与鼓励使用燃料乙醇有一定的关联性。可以这样认为，使用燃料乙醇打乱了世界农产品市场的供需平衡，加大了居民的食品支出费用，对不富裕的居民来说，这会导致他们生活质量下降。现在世界上还有很多人挨饿，用食粮生产燃料，这似乎在道德上也说不过去。
　　还有一个不可忽视的问题是，大面积种植玉米要使用大量地下水，导致土壤中的含水量下降，这会引发生态灾难。日，联合国粮农组织专家警告，世界急于开发和使用生物燃料，造成玉米和其他粮食作物价格上涨，可能造成水源短缺的状况进一步恶化，并可导致贫困人群失去他们赖以生存的土地。
　　解决我国能源问题目前最有效手段是什么？
　　从目前国际上一些研究机构发布的研究报告看，风能、太阳能和生物能并非是理想的替代能源，解决能源问题，最有效的手段就是提高能源使用效率，清洁使用能源，减少能源消费。
　　由于雾霾等污染主要是汽车尾气造成的，所以，政府应大力发展免费公共交通，减少私家轿车的使用，因为私家轿车是效率最低、能耗最大的一种交通工具，一辆私家轿车通常只运载一个人，其使用的燃油如果用在公共交通工具上则可运载十几人甚至几十人。所以，在没有找到理想的替代能源之前，发展公共交通、减少私家轿车的使用应该是能源政策的首要选项。
　　目前我国政府对新能源的补贴政策，有不少值得反思的地方，其负面的影响不可低估。
　　首先，政府补贴会吸引一些企业鱼目混珠般地涌入新能源领域，造成产能过剩，产品质量难以提高，浪费了大量资源，冲乱了产业结构的合理布局。近年太阳能企业涌现倒闭潮，就是对不按市场规律办事的惩罚。
　　日，无锡尚德太阳能公司进入破产程序，这个被吹嘘得神乎其神的新能源&旗舰&就像100年前的&泰坦尼克号&一样沉没了。尚德太阳能的倒闭再次证明，政府不能干预企业经营，资本的流动应由市场选择。此外，尚德太阳能被法院裁定破产重组，无锡国联的周卫平入驻尚德董事会，被任命为尚德执行董事兼总裁，标志着国资重组尚德大幕的开启。政府补贴倒闭企业，受损的是百姓，因为政府补贴给企业的每分钱，都是百姓的税。
　　其次，补贴出口新能源产品的做法，容易遭到外国的制裁。其三，政府补贴会让&看不见的手&失灵，向市场发出虚假的供需信号，造成新能源市场的大起大落。至于政府补贴的其他一些弊端，这里就不详讲了。刘植荣
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