[科技关注]以“科学用能”来应对能源挑战（韩晓平）

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1、[科技关注]以“科学用能”来应对能源挑战（韩晓平）　　中国科学院技术委员会主任徐建中院士在总结归纳了国内外专家对如何解决中国能源问题有关建议后，根据科学发展观，提出以“科学用能”来应对中国面临的能源挑战。这一建议得到两院院士和能源专家们的普遍支持，认为这是对能源的利用方式的技术进步、资源配置的优化和管理体系的创新提出了一个与时俱进的新目标。已故的著名工程热物理学家、中国科学院主席团执行主席吴仲华院士，早在1980年8月14日中央书记处举办的科学技术知识讲座报告中就预见性地提出了“依靠科学技术解决中国能源问题”的理论，徐建中院士将这一观点根据24年以来的科学和技术

2、进步的成果和趋势进行了系统的发展。 　　今天的中国已经达到GDP人均1000美元的小康目标，按照我们预定的经济发展目标，2020年将全面实现小康，2050年达到中等发达国家的水平，人均GDP达到10,000美元，若按PPP核算方法将达到25,000美元。如果以其他发达国家的发展历程比较，GDP达到1万美元时能源消耗是人均4吨标准油/年，折合5.6吨标准煤。这样，到2050年中国人口达到15亿，将需要60亿吨标准油，折合86亿吨标准煤。这是世界目前能源生产能力的60％，是一个无论如何也不可能达到的目标，不要说全球的资源无力支撑，全球的环境也根本无法忍受。怎么办？唯

3、一的出路就是依靠科学技术来解决中国发展面临的能源和环境难题。 　　“科学用能”，主要包涵三个层面——科学使用能源，科学配置能源和科学管理能源。这一观点强调“科学技术是第一生产力”，鼓励采用先进的技术提高包括能源在内的各种资源的综合利用效率，通过“分配得当、各得所需、温度对口、梯级利用”的方式优化配置资源，建立“能源需求侧管理”、“合同能源管理(EMC)”、“能源服务公司(ESCO)”、“综合资源规划”，以及环境排放和资源利用的各种“交易机制”等多种符合市场经济规则的管理运营机制，来有效解决中国发展中的能源与环境瓶颈，实现社会和经济的可持续发展目标。 资源短缺的现

4、实需要我们建立新的世界观 　　中国正在面临着改革开发以来最严峻的能源挑战，煤炭、油气、电力，以及水资源、土地资源和环境、运力都已经无法支撑目前这种粗放型的GDP高速增长，资源的快速耗散不仅直接威胁到子孙后代的生存空间，也引起了国际间的恐慌。频繁的拉闸限电，煤炭供应不足，油价的飙升，水环境和大气环境的日益恶化，耕地减少引起的粮食供应问题都直接影响到国家的社会进步、经济发展和政治稳定，中国将如何应对这一挑战，不仅是全国人民关注的问题，也成为全世界担忧中国将如何崛起的焦点。 　　中国已经确立了“和平崛起”的目标，但是世界更加关注我们将如何实现这一目标的过程，我们将采取

5、什么办法来应对我们所面临的挑战。 　　能源科学进步一直影响着人类世界观的形成，人类的文明就是建立在对于能源的认识上。人类与动物的分水岭并非是使用工具和劳动，而是对火的认识，目前已知的能够使用工具和能够从事有组织劳动的动物种类是大量的，但是能够使用火的动物只有人类，人类的进步步伐始终依靠能源技术进步作为动力。 　　我们传统的世界观是构筑在19世纪中叶时对科学的认识上，主要的科学依据是牛顿的三个机械定律和热力学第一定律，以及达尔文的“进化论”。基本的观念是“物质不灭”和“能量守恒”，认为“运动着物质的永远循环是宇宙的最终结论”，世界总的方向是从无序向有序发展。我们的

6、目标是建立一个“物质极大丰富”的人类大同社会，地球上的资源和能量将随着技术的发展“取之不尽，用之不竭”。 　　1850年德国科学家克劳修斯总结并表述了热力学第二定律——即“熵定律”，他认为：热可以自发地从高温传向低温，而不会自发地从低温转向高温。简单的说，一杯热水可以自己变冷，确不会自动变热，除非借助外部更多的能量。能量虽然守恒，但质量却发生了变化，一桶温水可能比一小锅开水所含的热量要多，但它永远煮不熟一个鸡蛋。熵会自发的越来越增加，而不会自动减少。热向何处去了？向更低的温度散去，直到绝对温度－273℃，一旦散去将难以重新聚积，如若宇宙能量散尽，温差将消失，宇宙

7、将会热寂，能量的大趋势是从有序向无序发展。 　　进入20世纪，科学突飞猛进，人们对宇宙的认识也在不断加深，科学家发现热力学第二定律是一个具有普遍意义的真理，而并非曾被批判的“形而上学”。特别是俄罗斯出生的比利时科学家普利高津，对热力学第二定律进行了广泛的延伸，并创立了著名的“耗散结构理论”。不仅能源科学进一步证实了这一定律的正确无误，资源专家也相信尽管物质不灭，但资源的品位将逐渐失去，最终将无法再次利用。例如：我们将高品位的铁矿资源冶炼为钢材，尽管我们在不断回收再利用，但不可避免地有大量铁分子被氧化而散落在土壤中，永远无法再回收利用，铁的原子总量没有减少，铁的有

8、效资源只会越来越少；宇宙