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漫谈能源利用
2003…3…21 9：49：22
主持人：会当凌绝顶，一览众山小，凤凰卫视世纪大讲堂。在我们生活的大多数城市当中，我们使用的能源仍然是化石能源，这种能源在使用过程当中，会造成一定的污染，而且它的资源也有限，于是我们想到了太阳能，想到了地热能，也想到了风能，我们甚至想到把垃圾的这种填充物也都改造成绿色的电能。那今天主持人阿忆，就给大家请来了中国科学院工程热物理所的前任老所长，请他跟我们讲一讲能源，我们看一看这位老所长是何许人也？
主持人：好，欢迎蔡院士，在正式让您讲演之前，我有一些小问题要问，就是刚才看了小片子，
蔡睿贤：请问。
主持人：我也在网上查了一下您的履历，说您从广东实验中学毕业以后，是1951年考上大学。
蔡睿贤：对。
主持人：1956年毕业，中间只有五年时间，但是您的履历当中写了三个学校，有清华、有交通大学，还有哪个？
蔡睿贤：北航。
主持人：还有北航，您怎么在五年当中换了三个学校呢？
蔡睿贤：那让我坦白交代。考上清华，清华当时要念什么专业呢？也是好高骛远吧，那时候想哪个最先进念哪个。刚好我一个表哥，他念完航空，就给我大说航空的高级吧，我就考航空，考了清华航空。后来院系调整。
主持人：哦，1952年院系大调整。
蔡睿贤：清华的航空就并到北京航空学院，现在是北京航空航天大学了，所以就到了北航。那么，到了北航以后呢，又念了一年多一点点，那一阵正好是高饶事件，可能年轻人都不知道。
主持人：“高岗饶漱石”。
蔡睿贤：对，阶级成分什么等等，说的很厉害。有些当然地主、恶霸出身的大概就不行了。我也不是，我唯一是小时候在香港念书的，海外关系特多，因为我是广东台山人，就是说海外关系太多，我估计就是这么回事。当然不会跟我具体说你什么原因啦。因为当时我又是班长、又是团支委，又是学习应该还算最好的吧，还是运动员，还有什么，反正那时候一般是不希望我走的。
主持人：所以就把您调到交通大学去。
蔡睿贤：送到交通大学去了。
主持人：那在这几个学校，频繁从这个学校到那个学校，从那个学校再到这个学校过程当中，你当时想到过要做动力研究的时候，更多地想到了能源吗？
蔡睿贤：应该说我考进清华的时候，是想搞航空的，航空当然也是一种动力啊。后来在清华到了北航，其实北航我当时学的专业根本跟动力没关系，相当于现在的机械制造。后来又调到交大，调到交大去的时候呢，我在清华和北航已经念了三年多了，交大当时认为门槛高，就得压一年。
主持人：一共上了五年。
蔡睿贤：所以换了一个专业。因为这段时间没什么可念了，我全念完，我在那个专业有什么意思呢，就换了一个专业，换到动力方面去了，搞能源了。
主持人：我是个工科外行，我想到动力的时候，我顶多是把动力通过燃料的系统想到跟能源有关系。动力就是要往前冲嘛，没有想到冲的过程当中，用的原料会不会造成污染。当时会想这么多东西吗？
蔡睿贤：那一阵子，可能全世界都没怎么考虑污染问题，那时候考虑污染呢，主要还是对什么核污染，什么化学污染，对能源动力的污染考虑还很少。
主持人：你什么时候开始考虑到能源问题呢？
蔡睿贤：那当学生就得考虑了，因为念动力，动力就是能源利用吧，所以在交大既然也换了一个专业，到了搞能源利用，那么自然就得考虑这个问题了。我记得第一个五年计划，我们那时候好好学习，一看中国的能源动力怎么发展，那挺高兴，还挺有奔头的。
主持人：那是五十年代中期，从五十年代中期到二十一世纪初年，有将近半个世纪的时间。
蔡睿贤：对。
主持人：那我们听一听蔡院士通过半个世纪，将近半个世纪的时间，研究能源的一些经验。我们来听一听。这个主题讲演的名字叫“漫谈能源利用”，我们鼓掌欢迎。
蔡睿贤：那么，讲能源利用。第一个，当然能源重要不重要，我想这个事情就不用给大家讲了，我想都懂得，没有能源就没有我们世界。对不对？那么能源要不利用的话，能源一点用都没有。所以，讲能源就得讲利用。今天我准备讲三个方面的问题，第一个是能源，第二个是利用，第三个就是刚才主持人已经说了，现在能源利用污染的问题也比较严重。所以，假如有时间的话，我将说一说能源利用中的污染。
先此声明，我今天讲的都是个人看法，就是说未必跟一些标准的（讲法）一样。第二个是按忧患意识来讲的。这忧患意识也是按照十六大里面特别提到，我们要有忧患意识，要居安思危。这我觉得很对，不能像二、三十年前，我听大报告，每次都是我们的形势大好，越来越好。其实讲的时候，正好是1961年饭都没得吃，我那时候不理解什么是形势大好。现在我觉得形势好多了，我们还讲居安思危，还讲忧患意识，我觉得很对。所以我这里面讲的有些也是忧患意识，不是一片大好。第三个，我可能还是主要讲中国的情况吧，全世界太多了，当然我还得横向比较，比较比较中国跟外国的主要区别、差距。
下面，就说首先讲能源。刚才主持人说到化石燃料。化石燃料，主要指的是煤、油、气。我不懂地质，据说都是多年，万年、亿年以前，地球上的动植物变成化石了，后来就变成了煤跟油了，跟天然气了。那么，说实在的，化石燃料是近代的最主要的燃料，我下面一点一点说。
第一个是煤，煤应该是近代社会的主要能源。我这近代说的是两百年到上个世纪初，是最主要能源。在国际上就是那样，譬如说变成现代工业社会，那是从瓦特蒸汽机，一般算起来。瓦特蒸汽机当然烧的可能是从木头到煤。在1900年左右，全世界用煤是最多的时候，那一阵，主要的能源就是煤。包括那一阵的发电的能源，包括那时候军舰，那时候主要讲什么主力舰，都烧的是煤。我们中国也是以煤为主，这是中国一个很大的特点。全世界的大国，除了中国以外，没一两个是以煤为主的，我们中国是以煤为主。那么，中国的煤的储量有多少呢？中国现在可采储量基本上是在十的十一次方吨左右。探明储量高一个数量级，大概是那样。要讲绝对数量，我们中国是世界第二到第三左右吧，因为大家对数字也别太认真，就像大家知道，煤还是藏在地底下的。究竟能准到多少位呢，我的估计准到两位就了不得了。跟你说我们有什么十的十一次方是多少，是千亿吨。说我们有一千二百三十四亿吨，再准到五六七八，那全骗人的，我估计有两位也差不多了，哪有那么准。
虽然我们中国的绝对储量是世界领先的，反正前三名总没有问题的。但是要人均，我们只有世界平均的二分之一。我们这个能源，我们煤算最多的，但一人均就完了。另外一个，我们中国的煤炭，应该说是血汗煤炭，汗不用说了，我们中国很多还不是先进的现代化的煤矿，很多小煤窑，大家也知道，那真是凭汗干出来的，汗不算，是血的代价得出来的，我们中国很多煤是血汗的代价出来的。
下面第二种化石燃料，或者第二、第三种，油跟气，油就是石油，气是天然气。这两种在国际上，大概在上个世纪三十年代左右，已经超越了煤，变成世界的主要能源，一直到现在为止，油跟气加在一块儿是全世界的占量最大，按发热量来说，占最主要的能源。我们中国，当年大庆干的也不错，我们在九几年以前，1997年、1996年左右以前，我们油是出口国，甚至在八十年代初的时候，我们中国出口钱最多的，拿的钱最多的是靠出口石油的。但是现在我们的油已经是大量进口，估计没多少时间，我们的一半的油气是靠进口的，现在还不是，没多久了。
我们煤炭我刚刚忘了说了，煤炭我们还不少，有十的十一次方吨。意思是按现在的水平，我们就拼命挖，至少一百多年以后还没挖完。就是说我估计在座能活一百岁的话，你们也别担心，煤还是有的。但是油、气只能说前景未明，究竟还能有多少？按照国外的数字，不说我们中国的数字，按国外的数字，也就是十几、二十年吧。还有一个叫天然气水合物，有人叫什么可燃冰，这个前景更不明朗。第一，究竟有多少，海底有多少，这个还未明。第二，就算有了，怎么把它拿出来，现在也没落实。所以，按照全世界所有搞能源软科学研究的，不管哪个国家，绝大多数的结论都是，在2050年以前，全世界，（不是哪个国家，当然有些国家可能不是，有些国家很特殊），全世界或者全世界的主要国家，还是靠化石燃料为主，这个好像没一个重要的能源软科学研究，说不是的。我们就了解，我们还得去利用化石燃料倒煤，把煤从地底下倒上来，不过用煤是比较倒霉的。这是第一。
第二呢，中国和全世界除了化石燃料以外，还有两种能源是用量比较多的，一个是水利，一个是核。那么，水利资源，中国是全世界第一，绝对第一，这是没有问题的。不过，都在哪儿呢？基本都在西边，这不说大家也知道，东边地比较平，平的地方哪有水利，水利最厉害就是在西藏，因为西藏，大家说山也高，流下来也弯弯曲曲的，那么水利资源比较多，譬如说现在雅鲁藏布江大峡谷处，它这儿理论储量就有一亿千瓦，但是理论储量实际上不能开发那么多的。
大家可以想象，建一个水电站，像三峡就得按百万吨计的水泥或者是差不多的钢。在西藏，哪有这么多钢跟水泥，工厂也没有。所以一个远。另外一个呢，是远水救不了近火，是时间上的远，因为建水电站啊，时间都要比较长的，譬如三峡，十年以上。所以水利是这么一个情况。但是水利是很好的，没有污染的。我们水利虽然是国际第一，但是其实可采的量，就是能够真正利用的量也是有限的，有很多是经济上，或者是技术上不能用的。可采的也就最多三亿千瓦，也就是说我们现在全国的发电装机容量也是三亿多千瓦，所以虽然是世界第一，水利量也是有限的。
下面是核，核现在主要说的是裂变，在座可能也有搞物理的，你们可能比我还懂。裂变发电，但现在全世界用的不少，反对的也挺厉害。当然最多的法国了，法国百分之七十是核电，但有的国家反对挺厉害，不许用。但是裂变供电，它利用的就把它里面的裂变能，其实利用的1％都不到。所以，中国的核裂变储量是不多了，我们中国要大量发展核能，现在的堆型是不行的，要有待于快堆或者快中子堆。但是这快堆在全世界除了中国，据说还有俄罗斯都停了，最有名的法国有个凤凰堆，跟这个凤凰一样的名字，法国有个凤凰堆，日本有个文殊堆，都出了小事情，后来都停止运行了，还没发电。就是实验堆。核能是这样。当然，核能有很多人说不安全，其实按我个人看，我不搞核能，所以我还可以给大家说，核能在纪录上面，除了切尔诺贝利以外，应该说它的安全度比火电还高，但切尔诺贝利（犯了几个严重错误）一下就全完了。
那么，核还有聚变。聚变当然很理想，也没有什么放射性，但是我记得五十年前，没到五十年，严格说是四十六年前，那时候氢弹出来了，那一阵子搞核的专家说，你们看着吧，你们搞化石燃料没戏了，过五十年，全是我们核聚变的世界了。我们取之不尽，用之不竭。当然这个话也是不对的。大家知道，算百万年，就算取之不尽。五十年以后看着办，现在已经过了四十六年了，我敢跟大家说，四年以后绝对不会有核聚变发电。核聚变专家也说没问题，2050年就行了，我希望如此。当然，我也真希望如此，因为核聚变要有的话，那至少给人类解决了很远很远的能源问题了，不过我也估计最低也得五十年以后。
要说能源，比较时髦的说是新能源，或者可再生能源。那么，最多用的当然是太阳能跟风能，可能用到还有波，波浪能、潮汐能、秸秆能、地热能，刚才都说了，秸秆还有什么木材等等。再解放思想的话，也可以把火山能、地震能、闪电能等等，你别说那要真能用上的话，闪一次电，够用很久的，但现在还不知道怎么用，火山也是。地震来了以后我们把地震能全用上，地震也没有了，多好，但现在还没有这个招，狂想而已。这个现在都在发展当中，不过我刚才说了一句话，其实相当于说新能源、可再生能源，在五十年内还不会起最主要的作用，因为既然化石能源起最主要的作用，它就是只能发展，为什么？我下面再说。
那么这些能源哪个就好呢？一般可能讲能源，不太讲怎么评价，其实评价这个东西是最最关键。怎么评价呢？能源，第一个要考虑能量密度，就说你比较少的东西，就能出很多能源。你要很大很大的东西才能出一点能源的话，这个用起来，经济上肯定不合适，有很多也不方便。譬如能源密度，化石燃料是比较密集的，核能当然更密集了，水能差点儿，因为很多水，当然也还凑合，新能源、可再生能源一般都是能量密度比较低的，要太阳能密度很高的话，那我们都不能在外面晒太阳了，一晒就化了，所以肯定密度是不高的。风也是，一吹就倒了，那不行。
第二个，能源，我们说既然是能源，它的总量不能太少，总量太少的话，那也不值得用了。当然可再生能源的总量，既然永远有嘛，当然总量不少，但是有可能密度太低。那么我举个总量对中国来说太少的就是地热。地热，中国，全世界其实也没多少，但是对冰岛来说，可能它对国家人均一下还可以，对全世界来说，一般的所谓地热不包括火山、地震，是没多少的。所以它的总量很少，不会成为主要能源的。除非也是狂想什么的，挖到几千米以下的之类的，那种不算，现在能用的也不多。
第三个更重要的，我们生活这个社会，按照马列主义说的，经济是基础，我们搞能源利用的，其经济问题是影响很重要的。你假如一样东西说挺好，这能源挺好，价钱比金子还贵，谁还能用，所以价钱一般首先考虑能源本身的价钱，譬如说油比煤好，为什么我们不用油呢，假定都随便用的话，那问题是油比煤贵啊，是吧。所以，能源本身的价钱，单位热值的价钱要考虑。另外一个，我们要利用能源，还得有设备，那个设备的价钱也得考虑，新能源为什么用不好，现在为什么不能发展，就是因为它的设备价钱太贵。下面再说啊。
另外，当然应该最好是可持续发展的，就是说我们从古代变到现在，变了多少万年，多少百万年，才出来这点油、煤、气，我们现在几年之内还想变这油、煤、气，我们的树给它砍下去，埋下去，不可能的。所以，可持续，煤、油、气化石燃料是不行的。当然希望这种能源是没有污染的，没毒的。另外，它还得供应是可控的、稳定的、可以储存的最好。那化学燃料这都没问题，你存多少煤，存在这儿就好了。可再生能源，可就是不可控的，我说今天晚上我想要太阳能，哪儿来啊？不可能，将来也许可能。将来可能放个大镜子远远地在这个镜子，一个镜子挡在这儿，反射过来，这个狂想是可以的，现在不行。所以，很多新能源是不可控的、不稳定的，而且是不可储存的。水是可以储存的，太阳，太阳的光大概很难储存了。风，那也很难储存，所以这也是能源要考虑的本身。
另外能源利用，这个能源利用是技术上可行的。譬如说聚变，当然是不能说它将来不可行，现在还不可行的，譬如说我刚才说了火山、地震、闪电，这能量都不少，但是技术上现在是不可行的。还有一条运输要方便的，有样东西其实也挺好，我们也了解它，为什么用的不好呢？就是秸秆，用的不好，因为秸秆本身的能量密度也不高，所以它都运到一块儿去，那个运输本身就够呛，那个能源利用价值不大了。大概在五年前，到西柏坡，看见满地都是烟尘，那么我就问问当时的河北省的书记，省长，说你们怎么搞的，你别说能源浪费，还污染呢。他说是啊，每到秋天，我们就派人到处去管不让烧秸秆。现在老百姓也富了，也懒得对付了，把它运到哪儿去，运的价钱、运的劳动力就不值了。所以，秸秆为什�