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一、 为什么是能源?

1、目前世界能源结构

目前全球一次能源消费中,石油占32.9%,天然气占一次能源消费的23.8%、煤炭占29.2%、核能占4.4%、水电占6.8%、可再生能源(光伏、风能、生物质等)在全球能源消费中的比重为2.8%。

可以看出,目前世界能源产业中,化石类能源占据85%以上的份额,尤其是石油和天然气,可以说在当今世界谁掌握了石油的话语权,谁就可以掌握世界经济的主导权。这就是石油美元的霸权张力所在!

2.中国目前的能源结构

中国一次能源消费中,2016 年我国煤炭消费量占比仍高达 62%,较全球平均水平高出 34 个百分点,石油、天然气、非化石能源占比均不及全球平均水平。考虑到我国资源禀赋状况,我国石油对外依存度约65%以上,天然气对外依存度或在2020年达到46%以上,如此看来我国长期能源安全亟需向非化石能源转型,也是事关国家经济安全战略大事。

3.为什么世界第四次工业革命就是能源革命?

首先我们要弄清第四次工业革命的本质是什么?

这又得先看看工业革命的普适性规律(或标志):即社会生产方式发生深刻的变革暨社会生产力获得质的飞跃、人们的工作方式和生活样式发生结构性的变化暨人类物质文明和精神文明获得明显的提升和进步、国际秩序(政治、经济、军事、外交、文化等领域)重新调整或全球化进程的速度得到显著的提高

由次看来,第三次工业革命实实在在给全世界带来了上述三个方面的标志性变化!但是,我们也要看到第三次工业革命进程中,它又给人类带来了新的问题,比如说环境污染、边际效益降低、工业制造的多样性和复杂性大大提高、未变的传统资源(如能源)的使用方式导致资源枯竭等等!这些问题又阻碍人类社会的发展和进步,这其中的根本问题在于三次工业革命进程中,都是过度依赖某些无法再生的自然资源(如化石资源)、并且其使用方式几乎没有随着工业革命的进步而进步,最为突出的就是能源!

通过上面的分析,第四次工业革命的本质就是为了解决上一次工业革命进程中衍化而来、或前前次工业革命遗留的、制约当前工业发展的重大瓶颈问题,就是能源以及能源产业链!

那么,为什么能源和能源产业链在当前的工商业领域成为了制约其发展和进步的最大瓶颈?——也就是第四次工业革命为什么必须从能源革命开启?

第一, 不管是中国还是世界,三次工业革命进程中以不可再生资源为主导的能源耗费结构基本没有改变,尤其是象中国这样资源禀赋差、消耗又大的国家几乎到了牵一发而动全身的地步!

能源战略就是国家安全战略,而且国际能源格局也就基本上决定了国际地缘政治格局!

第二, 能源以及产业链在国民经济的比重不可替代。

因为经费原因,我们只能以中国这个高度依赖能源耗费和进口的国家为例,对其近十年能源生产在不含全产业链的产值(近似销售额)为例,看看其在国民经济中的比重变化情况。

谁能成为21世纪的第一强国?

此表可以看出,能耗随着经济总量的增加而增加,其产值的比重却在逐步降低;但在国民生产总值中的比重和地位仍然占比约1/5。说明能源工业在国民经济中的地位举足轻重、不可替代!

实际上这里也可以看到一个重要的(国家财货)基本规律,——国民经济总产值与能源(产销)成正相关,他决定了国家的财货体系、边际效益(税赋)、以及财货的基础动能!(另需专论)

第三,正因为能源决定了(任何一个)国家的(国际)安全战略、(国内)财货体系、乃至国民经济的基础动能,因此今天的工业革命的进步,各个国家都将降(能)耗提效提高到国民经济的基本战略层面,也就是能源的来源与使用方式决定当今的经济增长方式、增长效率,乃至一系列社会经济的行为方式、以及地缘国际关系!

所以,能源去化石化不仅仅是第四次工业革命的理论要求,也是地球资源禀赋的必然要求。——据权威部门推算,全球石油资源可开采也就大约剩余200年时间、天然气资源可开采也就剩余130多年时间,可以说对全人类来讲留给我们的时间不多了!!!

因此我们不难理解,2018年7月,爱尔兰政府决定从化石能源行业全面撤资,也就成为全球去化石能源运动、即第三次工业革命开启的一个里程碑事件!!!其意义非凡!!!

二、 为什么是“核聚变”

未来能源革命必定是革化石能源的命!所以化石能源必定要退出历史舞台,就不要想了!那

为什么不是水力能源(水电)?

根据国际水电协会最新研究报告,2017年,全球水电装机达到12.46亿千瓦,(年)总发电能力43.4万亿千瓦时,约占全球发电总量255.5万亿千瓦时的17%,而占全球一次能源消费比例约6.8%。可见,水电虽是可再生能源中不可或缺的重要部分,但在整个能源结构中所占比例仍然是非重要平衡力量。

另一方面,水资源开发利用存在严重的不平衡性。就像中国一样这样一个全球第一大水电资源(发电)约占全球发电总量四分之一的大国也存在严重的不均衡性,其作为低碳清洁可再生能源的主力也不可能主导能源市场!

这其中的根本原因不仅仅是严重破坏生态环境的多样性,而是水资源的承载量是有限的,它不可无限放大!因此不可能主导未来的能源革命!

为什么又不是“核裂变”(现今的核电)?

以核裂变给人类提供能源,仍然没有改变传统的能源开发模式,即严重依赖资源供给,不仅如此,潜在的生态环境灾难却是无法预估的。犹如需要800年才能消除核辐射影响的前苏联切尔诺贝利核灾难、日本福岛核事故已经给人类提供了反面教材!

那未来为什么必定是“核聚变”(能源)?

2019年1月9日本公众号曾经发表过专文“第四次工业革命的号角吹响将来自何方?!”,就核聚变进行过简述。这里需要补充三点:

① 不存在潜在的环境污染,就目前的氘氚热核聚变有中子辐射,也可以做到无核废料产生。

② 热核聚变所需的基本原料“氘”,就目前所知仅海水中的含量足以供人类使用1000亿年,原则上是无限的。

③ “热核聚变”所产生的电力成本,基本上可以忽略不计。

——由此看来,如果到这个时候,人类到了可以使用几乎不需要支付成本的清洁电能,而且还取之不尽、用之不竭,你可以想象人类社会的生产方式、和生活样式是一个什么酱紫的!

三、为什么是中国的(核)聚变商业示范堆?

我们先看看近二年来的二则中国科学报导:

一是,2017年12月,来自科技部“中国国际核聚变能源计划执行中心”的报导,国家“十三五”重大科技基础设施“聚变堆主机关键系统综合研究设施”项目“中国聚变工程实验堆”( CFETR)启动集成工程设计。

二是,2018年11月,来自中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的报导,该所承担的国家大科学工程、“人造太阳”实验装置EAST(先进超导托卡马克实验装置)在2017年进行的四个多月的持续物理实验获重大突破:即在纯射频波加热、钨偏滤器等类似国际热核聚变实验堆(ITER)未来运行条件下,获得超过101秒的完全非感应电流驱动(稳态)高约束模等离子体后,实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦;以及:在电子回旋与低杂波协同加热下,等离子体中心电子温度达到1亿度。

这里先看看中国聚变工程实验堆(CFETR的总体计划,计划分三步走,第一阶段到2021年,CFETR开始立项建设;第二阶段到2035年,计划建成聚变工程实验堆,开始大规模科学实验;第三阶段到2050年,聚变工程实验堆实验成功,开始建设聚变商业示范堆。

就目前的进展情况看,有二点是肯定的,①中国科研团队“人造太阳”实验装置所取得的科技成果在世界是领先的;②中国最有可能在世界第一个实现核聚变(商业性)发电!

可以想见,这个中国核聚变能源计划汇聚了中国科学院、中国核工业集团有限公司、中国工程物理研究院、核工业西南物理研究院,中国科学技术大学、北京大学、清华大学、浙江大学、上海交通大学、西安交通大学、国防科技大学等单位的核聚变领域的顶级专家,可谓是中国超级国家大科学工程(计划),这个计划可以远索到1984年,由核工业西南研究院自主设计建成的我国第一个核聚变领域大科学工程装置——中国环流器1号(HL-1)开启至今已有35个年头,或再过30年中国将第一个实现人类追求终极 能 源 的梦想!!!——清洁、廉价、永续!!!

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