■ 林天海

每次提到電動車，就會有人質(zhì)疑，電從哪里來？石油是當今全球的第一大能源，消費量、儲量巨大。對任何一種能源而言，若沒有巨大的儲量，想要匹敵石油就無從談起。目前能源行業(yè)內(nèi)流行的太陽能、風能、核能等能源是否有足夠大的儲量，可以匹敵石油？

太陽能

太陽能是當今非化石能源領(lǐng)域的大熱，甚至不少石油公司也搞起了光伏產(chǎn)業(yè)。那太陽能可以取代石油嗎？不妨做這樣一個近似計算：

根據(jù)世界氣象組織公布的數(shù)據(jù)，在地球大氣頂界垂直于太陽光線的單位面積每秒鐘接受的太陽輻射，即太陽常數(shù)，為1368瓦/平方米。

陽光穿過地球大氣層，約有55%的能量會被衰減或反射。我們假設(shè)一年365天中，有70%的時間為晴天，目前典型的太陽能板能夠?qū)?0%的太陽能轉(zhuǎn)化為電能。

地球表面是圓形的，并且在不停自轉(zhuǎn)，所以陽光不能垂直射于地球表面，這里采取一個近似計算：假設(shè)在地球表面某地區(qū)鋪上太陽能發(fā)電板，每天接收到的太陽能，按受陽光垂直照射6小時近似計算。

根據(jù)《BP能源統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，2016年世界原油的消費量是44億噸。人類所消耗的石油中，約有84%用作能源用途（37億噸）。這也就意味著，需要鋪18.5萬平方千米的太陽能板。而這一面積恰好和中國廣東省的面積相當。

光伏產(chǎn)業(yè)的倡導者們正嘗試在不同的地方鋪設(shè)太陽能板，比如馬路。2016年，在法國諾曼底小鎮(zhèn)Tourouvre，就誕生了世界上第一條太陽能公路。

中國的公路總長度目前已經(jīng)達到450萬公里，按照50米的公路均寬計算，中國公路的面積就已經(jīng)達到了22萬平方千米，已超過廣東省的面積！

不過太陽能公路造價不菲，法國那條太陽能公路，長度僅有1公里、寬度僅2.8米，耗資卻高達3600萬元人民幣。按照這個價格算，要用太陽能板鋪滿廣東省那么大面積的公路，需要2300萬億人民幣，是中國年GDP的33倍。所以太陽能的問題不在于儲量不夠多，而在于實在太貴了，難以推廣。

核聚變能

氫彈的威力是眾所周知的，1千克氘核聚變釋放出的能量相當于8400噸石油。地球上海水中蘊藏的氘高達45萬億噸，相當于378000000萬億噸石油，是目前全球探明可采石油儲量的16億倍。遺憾的是目前人類還不能有效控制核聚變。

對于核聚變能控制的研究，中國近年來也有所突破。在2017年的7月，中科院合肥物質(zhì)科學研究院消息，國家大科學裝置——世界上第一個全超導托卡馬克(EAST)東方超環(huán)實現(xiàn)了穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行，創(chuàng)造了新的世界紀錄。盡管創(chuàng)造了世界紀錄，不過這一穩(wěn)態(tài)運行的時間也僅有101.2秒。

轉(zhuǎn)基因食品是將生物的基因轉(zhuǎn)移到某種特定的生物體中并直接或者間接通過原料進一步的加工生產(chǎn)，形成產(chǎn)量高、成本低、市場前景廣闊的生物產(chǎn)品。目前為止，國內(nèi)外出現(xiàn)的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，其中包括抗蟲、抗病毒、抗除草劑等優(yōu)良性的作物[1]。轉(zhuǎn)基因食品帶來巨大效益的同時也存在很大的安全問題，給轉(zhuǎn)基因的發(fā)展和市場拓寬帶來了很大的影響，所以監(jiān)管至關(guān)重要。

利用磁場對等離子進行約束的托卡馬克裝置

中國聚變工程試驗堆（CFETR）已于2011年開始進行設(shè)計研究。目前CFETR裝置已經(jīng)完成設(shè)計研究并開始了工程化設(shè)計，不過目前尚未啟動。

基于中國目前對核聚變的研究現(xiàn)狀，有中科院的專家預(yù)測，核聚變有望在50年到60年之后實現(xiàn)商用化。60年之后商業(yè)化？作為一個石油工人，還好那時候我已經(jīng)退休了。

總體而言，核聚變能想要取代石油，有很漫長的路要走。

地熱能

地球的內(nèi)心是火熱的，其擁有的地熱資源，也有著不可忽視的潛力。地熱資源類型分為水熱型、干熱巖型和地壓型。其中干熱巖型地熱資源占主要，儲量最大。

據(jù)國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局2015年調(diào)查評價結(jié)果，中國陸域3000～10000米的干熱巖資源量相當于600萬億噸石油。

根據(jù)國際標準，以其2%作為可采資源，全國陸域干熱巖可采資源量達12萬億噸石油當量，而這一當量相當于目前全球已探明可采石油儲量的50倍。

不過目前全球?qū)Φ責崮荛_發(fā)的速度也僅處于初級階段。中國計劃在2050年地熱發(fā)電裝機容量達到1900萬千瓦，每年發(fā)電量相當于1400萬噸石油，同中國克拉瑪依油田當前的油氣年產(chǎn)量相當。

可燃冰

可燃冰在2017年著實火了一把?？扇急鶅α窟h超煤炭和石油，那可燃冰應(yīng)該可以取代石油了吧？

據(jù)悉，全球可燃冰的資源量為2100萬億方，相當于274萬億噸石油。這一資源量相當于目前全球探明剩余可采石油儲量的7486倍。

按照目前石油的消費速度，可燃冰哪怕只有2%的采出量，也可以夠人類使用1000年以上。論資源量，可燃冰的確也有著替代石油的潛力。

在開采進展方面，中國已經(jīng)走在了前面。中石油目前已經(jīng)提出，計劃在2030年實現(xiàn)可燃冰商業(yè)化開采，建成天然氣年生產(chǎn)能力10億立方米以上的資源勘查開發(fā)示范基地。

10億方天然氣，僅相當于80萬噸石油，占中國石油年消費量的0.14%?？陀^來講，可燃冰開采按照這種發(fā)展速度并不快。

風能

風的力量是絕對不可以小瞧的！據(jù)悉，全球的風能約為2740萬億瓦，若全部利用，每年可產(chǎn)生的能量相當于2萬億噸石油。

按照地球上風能0.73%的可利用率計算，每年可利用的風能相當于150億噸石油，是目前世界石油年消費量的4倍。而風能的潛力還在于該能源可以年復(fù)一年不斷生產(chǎn)。

風能目前是全球發(fā)展最快的可再生能源之一，但風能利用的規(guī)模仍舊非常小。在2016年，包括風能、太陽能在內(nèi)的可再生能源，在世界一次能源消費中的占比僅有3.1%。

核裂變能

核裂變能具有超高的能源密度，原子彈想一想都覺得厲害，感覺應(yīng)該可以替代石油？但實際情況是這樣的。目前用于核能發(fā)電的燃料為金屬元素鈾。在自然界中，鈾有三種同位素，（鈾234、鈾235和鈾238），目前能夠用于發(fā)電的主要是鈾235裂變。

1千克鈾235全部裂變放出的能量相當于1900噸石油。但鈾235在天然鈾中的含量僅為0.7%，非常非常低。

據(jù)國際原子能機構(gòu)發(fā)布的《鈾資源、生產(chǎn)和需求2016》稱，全球可識別的、采礦成本低于260美元/kgU的鈾資源量為1019萬噸，其中可采資源量為764萬噸。

U235可采資源量僅有5.348萬噸，相當于1020億噸石油。按照目前全球每年37億噸的石油消費量計算，就算鈾235得到100%的利用，也僅夠替代石油27年。這意味著按照目前的核電技術(shù)，核裂變能不足以替代石油，其資源甚至可能比石油更早枯竭。

但國際原子能機構(gòu)也預(yù)測，地球陸地非常規(guī)鈾資源量可達到3000萬噸（存在于磷礦、頁巖中），海水中的鈾資源量更是高達40億噸。不過非常規(guī)鈾資源利用成本太高，離商業(yè)化使用十分遙遠。

地球上的鈾元素，有99.275%都以鈾238存在。如果有技術(shù)能夠高效利用鈾238，那核裂變能則有替代石油的潛力。

通過快中子反應(yīng)堆，可實現(xiàn)鈾238的裂變。盡管美國、俄羅斯、日本等國曾修建過快堆核電站，不過人類目前還沒有全面掌握對鈾238利用的技術(shù)。很多國家目前都不太看好鈾238的商業(yè)化前景。

水電

水電目前是非化石能源發(fā)電的主力，那水電能夠取代石油嗎？

中國最大的水電站三峽電站，每年發(fā)電量接近900億度，相當于770萬噸石油當量。這一石油當量略高于中國青海油田的油氣年產(chǎn)量，而這僅占中國年消費石油量的1.3%。

據(jù)悉，全世界江河理論水能資源量為48.2萬億度/年，相當于41.4億噸石油，高于目前全球石油的年消費量。但考慮到環(huán)保因素，水能不可能100%利用。

在技術(shù)上，可開發(fā)的水能資源為19.3萬億度/年，年發(fā)電量相當于16.6億噸石油，遠低于目前全球每年用作能源消耗的石油消費量。所以水能是不能夠替代石油的。

可以看出來，從能源儲量而言，以上大部分能源都有匹敵石油的能力。不過需要注意的是，新能源的最大問題在于經(jīng)濟效益。從當前現(xiàn)狀看，在經(jīng)濟效益上新能源要匹敵石油，要經(jīng)歷漫長過程，并非一朝一夕可以實現(xiàn)。