郭位（香港城市大學(xué)，香港）

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非核非火的世界

郭位
（香港城市大學(xué)，香港）

郭位 中國工程院外籍院士，現(xiàn)任香港城市大學(xué)校長、教授，曾任美國田納西大學(xué)榮譽(yù)講座教授及工學(xué)院院長，為美國橡樹嶺國家實驗室高級管理團(tuán)隊成員；兼任北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)榮譽(yù)教授，清華大學(xué)講座教授，主要從事電子產(chǎn)品、能源及系統(tǒng)的可靠度研究。

當(dāng)此2015年起步之際，國際油價大跌，煤價低迷，北方的霧霾南侵，日本逐步恢復(fù)核電，韓國加強(qiáng)核電計劃，能源環(huán)境相互影響……可以想見，可靠、可持續(xù)的能源選項是個復(fù)雜的問題。

七彩能源

水、火、核、風(fēng)、太陽、生物質(zhì)，以及其他如潮汐、地?zé)岬任宜x的“七彩能源”調(diào)色盤中，哪些能源有利民生、安全可靠？什么樣的能源組成才算合理、可永續(xù)生存？前瞻性的能源政策應(yīng)該考慮些什么條件？

如要達(dá)到非核非火，“七彩能源”的世界里就只剩下不完整的水、風(fēng)、太陽、生物質(zhì)及潮汐、地?zé)岬绕渌两袢詫佘浶缘哪茉?。在環(huán)保新能源尚未被開采研發(fā)之前，若是離開了核能與火力，我們到底會生活在什么樣的世界里？

水力是原始能源之一，也是干凈價廉的能量源頭。“泉眼無聲惜細(xì)流，樹陰照水愛晴柔”。除了望雨思愁落心頭，古人早已學(xué)會引水灌溉、導(dǎo)水流驅(qū)動碾谷，今人則學(xué)會靠水位落差發(fā)電。少數(shù)水力資源豐富的國家，像挪威、瑞典、委內(nèi)瑞拉等，靠水力提供國內(nèi)30%以上的電力。

然而，全球有限的水力資源，除了能夠為農(nóng)業(yè)社會提供局部服務(wù)外，“上窮碧落下黃泉”，即使把所有能用得上的水力都用上，也不能滿足絕大多數(shù)國家10%的能源。此外，受氣候變遷的影響，水位漲落起伏，水流變化無常，水力在許多地方都是一種不穩(wěn)定的電力資源；如今全球暖化，水污染嚴(yán)重，水資源不足本身已是一項資源隱憂，更何談用于發(fā)電。

同屬原始能源的風(fēng)力，算是一種高效、潔凈的能源?！伴L風(fēng)萬里送秋雁，對此可以酣高樓”。古人除了贊美萬里長風(fēng)吹送鴻雁的壯美景色，早已有朱門正役風(fēng)車苦借風(fēng)納涼的例子，近代轉(zhuǎn)而利用風(fēng)力發(fā)電。這些都是大自然對人類的貢獻(xiàn)。

北歐的外海與新疆的沙漠環(huán)境，風(fēng)力強(qiáng)勁、長年不息，是離岸式風(fēng)力發(fā)電和陸域式風(fēng)力發(fā)電的楷模。但在絕大部分地區(qū)，人們未必生活在如此理想的環(huán)境中，如果把成千上萬個大型風(fēng)車架設(shè)在有人居住的地區(qū)，則會不斷發(fā)出擾人的低頻噪音，導(dǎo)致居民憂郁，同時破壞生態(tài)，逼迫水氣改道、氣候變遷、飛鳥迷途，阻礙了大自然的平衡。因此，在風(fēng)力不平均、時有時無的地區(qū)架設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則非但不能成為基載電力，甚至?xí)成吓で匀黄胶獾牧R名。

一曝十寒的太陽能，在條件許可、日照充足的環(huán)境下，人類可以順利將光能轉(zhuǎn)化為電能，繼而惠及民生。但在山坡地背陽處，因地形關(guān)系發(fā)電效能則可能減半；南北縱走的山坡，因日照不足更可能再打折扣。此外，人無終年福，天無終日光；月有陰晴圓缺，日有白晝黑夜；以今天的條件，除非在月球上裝些鏡子，把陽光24小時導(dǎo)入指定的地表，不穩(wěn)定的太陽能固然可以當(dāng)做輔助能源，卻萬萬無法作為基載電力。

如今，國際油、煤價格大跌，無形中鼓勵火力發(fā)電，直接沖擊了美國的太陽能產(chǎn)業(yè)。尺有所短，寸有所長。因此，即使是日照充足的沙特阿拉伯，經(jīng)過深思熟慮研究之后，也放棄了太陽能，改取核電為能源發(fā)展的方向。

創(chuàng)新再創(chuàng)新，仿植物的光合作用，或者海洋生物的發(fā)光發(fā)聲，或者水中氫的融合，甚至草木再生能源的循環(huán)使用，促使生物質(zhì)能源另辟蹊徑。這些就是包括生物質(zhì)柴油在內(nèi)的種種新能源。與潮汐、地?zé)帷⒄託?、黑潮、海洋溫差等一樣，生物質(zhì)能源雖然深具潛力，可惜因為需要投入龐大的資金，至今為止依然是隔空畫餅，大話說得多，實際做到的少，仍有待研發(fā)探討。

水、風(fēng)、太陽、生物質(zhì)，以及潮汐、地?zé)岬然?、核以外的軟性能源，質(zhì)不保、量有限，目前既不可持續(xù)，也不是每一個國家皆能充分獨享的資源。如果天時地利適合某一國家發(fā)展水、風(fēng)、太陽、生物質(zhì)及潮汐、地?zé)岬绕渌偕茉?，固然?yīng)當(dāng)順勢而為，充分利用自然資源。否則，不宜揠苗助長，破壞自然生態(tài)，以免未得其利，先受其害。

核電、霧霾、你

以下是幾個典型國家電能分布的例子：

德國：59%火力，11%風(fēng)力及太陽能，18%核能，4%水力。2050年，60%~70%風(fēng)能、太陽能及生物質(zhì)能源，20%火力，10%水力；美國：68%火力，20%核能，7%水力；瑞典：49%水力，39%核能，8%生物質(zhì)；挪威：95%水力，3%火力；意大利：71%火力，15%水力，9%風(fēng)力、生物質(zhì)、太陽能；法國：78%核能，8%火力，9%水力。

理想的能源組合是一個可靠度優(yōu)化的問題。從以上所舉的電能分布例子可以明顯看出，不同發(fā)達(dá)國家身處不同的環(huán)境、面對不同的限制，即使像電網(wǎng)先進(jìn)的歐陸各國，也采用不相同的能源政策。無須贅言，社會要依賴一定程度的可靠基載電力來支撐電能的消耗。非核非火的世界，就算在智慧電網(wǎng)的調(diào)配下，想必仍是一個能源供應(yīng)不足又不穩(wěn)定的社會；因為至今為止，只有火力與核電可以提供相對較可持續(xù)的電力。即使水力資源超級充沛的挪威，還要搭配少許火力發(fā)電。

全球人口過半、平均壽命短少的許多第三世界國家居民，雖然過著無電或電力極其有限的生活，仍然避不開他國霧霾的侵襲，并須概括承受全球暖化的后果。無論是否依賴鄰國的大電網(wǎng)，彼此互補(bǔ)支援供輸電力，或是厲行全面的節(jié)能，包括德國在內(nèi)的整體大環(huán)境之下，永續(xù)發(fā)展的社會至今尚不可能缺核或無火，更難找出其他解決能源問題的良策。

你想春光爛漫，綠袖紅香，若解不開核電的心結(jié)，又受不了霧霾的毒害，除了倒轉(zhuǎn)時空、返璞歸真，究竟還能到哪里去尋找立足的空間呢？

——摘自《科技導(dǎo)報》2015年 第7期 第1頁

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