科學(xué)論文3000字怎么寫(2)
關(guān)于科學(xué)論文3000字
科學(xué)用能——應(yīng)對(duì)能源挑戰(zhàn)
【摘要】本文為作者2004年12月為積極響應(yīng) 中國(guó) 科學(xué) 院技術(shù)委員會(huì)主任徐建中院士在 總結(jié) 歸納了國(guó)內(nèi)外專家對(duì)如何解決中國(guó)能源 問(wèn)題 有關(guān)建議后，根據(jù)科學(xué) 發(fā)展 觀，提出以“科學(xué)用能”來(lái)應(yīng)對(duì)中國(guó)面臨的能源挑戰(zhàn)的倡議而寫的文章。文章從科學(xué)使用能源，科學(xué)配置能源和科學(xué)管理能源等全面的闡述了自己的認(rèn)識(shí)。中國(guó)的資源甚至全世界的資源都無(wú)力支撐中國(guó)按 目前 的方式實(shí)現(xiàn) 現(xiàn)代 化的目標(biāo)，中國(guó)必須依靠科學(xué)的方式，以發(fā)達(dá)國(guó)家今天的技術(shù)和發(fā)展模式作為未來(lái)前進(jìn)的藍(lán)本，通過(guò)科學(xué)的使用能源，科學(xué)的配置能源和科學(xué)的管理能源來(lái)解決中國(guó)現(xiàn)代化的能源環(huán)境瓶頸。
【關(guān)鍵詞】節(jié)能 科學(xué)用能 熵的世界觀 科學(xué)使用能源 科學(xué)配置能源 科學(xué)管理能源 前言
中國(guó)科學(xué)院技術(shù)委員會(huì)主任徐建中院士在總結(jié)歸納了國(guó)內(nèi)外專家對(duì)如何解決中國(guó)能源問(wèn)題有關(guān)建議后，根據(jù)科學(xué)發(fā)展觀，提出以“科學(xué)用能”來(lái)應(yīng)對(duì)中國(guó)面臨的能源挑戰(zhàn)。這一建議得到兩院院士和能源專家們的普遍支持，認(rèn)為這是對(duì)能源的利用方式的技術(shù)進(jìn)步、資源配置的優(yōu)化和管理體系的創(chuàng)新提出了一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的新目標(biāo)。已故的著名工程熱物 理學(xué) 家、中國(guó)科學(xué)院主席團(tuán)執(zhí)行主席吳仲華院士，早在1980年8月14日中央書記處舉辦的科學(xué)技術(shù)知識(shí)講座報(bào)告中就預(yù)見性地提出了“依靠科學(xué)技術(shù)解決中國(guó)能源問(wèn)題”的 理論 ，徐建中院士將這一觀點(diǎn)根據(jù)24年以來(lái)的科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步的成果和趨勢(shì)進(jìn)行了系統(tǒng)的發(fā)展。
今天的中國(guó)已經(jīng)達(dá)到GDP人均1000美元的小康目標(biāo)，按照我們預(yù)定的 經(jīng)濟(jì) 發(fā)展目標(biāo)，2020年將全面實(shí)現(xiàn)小康，2050年達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，人均GDP達(dá)到10,000美元，若按PPP核算 方法 將達(dá)到25,000美元。如果以其他發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展歷程比較，GDP達(dá)到1萬(wàn)美元時(shí)能源消耗是人均4噸標(biāo)準(zhǔn)油/年，折合5.6噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這樣，到2050年中國(guó)人口達(dá)到15億，將需要60億噸標(biāo)準(zhǔn)油，折合86億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這是世界目前能源生產(chǎn)能力的60%，是一個(gè)無(wú)論如何也不可能達(dá)到的目標(biāo)，不要說(shuō)全球的資源無(wú)力支撐，全球的環(huán)境也根本無(wú)法忍受。怎么辦?唯一的出路就是依靠科學(xué)技術(shù)來(lái)解決中國(guó)發(fā)展面臨的能源和環(huán)境難題。
“科學(xué)用能”，主要包涵三個(gè)層面--科學(xué)使用能源，科學(xué)配置能源和科學(xué)管理能源。這一觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，鼓勵(lì)采用先進(jìn)的技術(shù)提高包括能源在內(nèi)的各種資源的綜合利用效率，通過(guò)“分配得當(dāng)、各得所需、溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”的方式優(yōu)化配置資源，建立“能源需求側(cè)管理(DSM)”、“合同能源管理(EMC)”、“能源服務(wù)公司(ESCO)”、“綜合資源規(guī)劃(IRP)”，以及環(huán)境排放和資源利用的各種“交易機(jī)制”等多種符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)則的管理運(yùn)營(yíng)機(jī)制，來(lái)有效解決中國(guó)發(fā)展中的能源與環(huán)境瓶頸，實(shí)現(xiàn) 社會(huì) 和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
資源短缺的現(xiàn)實(shí)需要我們建立新的世界觀
中國(guó)正在面臨著改革開放以來(lái)最嚴(yán)峻的能源挑戰(zhàn)，煤炭、油氣、電力，以及水資源、土地資源和環(huán)境、運(yùn)力都已經(jīng)無(wú)法支撐目前這種粗放型的GDP高速增長(zhǎng)，資源的快速耗散不僅直接威脅到子孫后代的生存空間，也引起了國(guó)際間的恐慌。頻繁的拉閘限電，煤炭供應(yīng)不足，油價(jià)的飆升，水環(huán)境和大氣環(huán)境的日益惡化，耕地減少引起的糧食供應(yīng)問(wèn)題都直接 影響 到國(guó)家的社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和 政治 穩(wěn)定，中國(guó)將如何應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，不僅是全國(guó)人民關(guān)注的問(wèn)題，也成為全世界擔(dān)憂中國(guó)將如何崛起的焦點(diǎn)。
中國(guó)已經(jīng)確立了“和平崛起”的目標(biāo)，但是世界更加關(guān)注我們將如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過(guò)程，我們將采取什么辦法來(lái)應(yīng)對(duì)我們所面臨的挑戰(zhàn)。
能源科學(xué)進(jìn)步一直影響著人類世界觀的形成，人類的文明就是建立在對(duì)于能源的認(rèn)識(shí)上。人類與動(dòng)物的分水嶺并非是使用工具和勞動(dòng)，而是對(duì)火的認(rèn)識(shí)，目前已知的能夠使用工具和能夠從事有組織勞動(dòng)的動(dòng)物種類是大量的，但是能夠使用火的動(dòng)物只有人類，人類的進(jìn)步步伐始終依靠能源技術(shù)進(jìn)步作為動(dòng)力。
我們傳統(tǒng)的世界觀是構(gòu)筑在19世紀(jì)中葉時(shí)對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)上，主要的科學(xué)依據(jù)是牛頓的三個(gè)機(jī)械定律和熱力學(xué)第一定律，以及達(dá)爾文的“進(jìn)化論”。基本的觀念是“物質(zhì)不滅”和“能量守恒”，認(rèn)為“運(yùn)動(dòng)著物質(zhì)的永遠(yuǎn)循環(huán)是宇宙的最終結(jié)論”，世界總的方向是從無(wú)序向有序發(fā)展。我們的目標(biāo)是建立一個(gè)“物質(zhì)極大豐富”的人類大同社會(huì)，地球上的資源和能量將隨著技術(shù)的發(fā)展“取之不盡，用之不竭”。
1850年德國(guó)科學(xué)家克勞修斯總結(jié)并表述了熱力學(xué)第二定律--即“熵定律”(加入的熱量/絕對(duì)溫度=熵)，他認(rèn)為：熱可以自發(fā)地從高溫傳向低溫，而不會(huì)自發(fā)地從低溫轉(zhuǎn)向高溫。簡(jiǎn)單的說(shuō)，一杯熱水可以自己變冷，確不會(huì)自動(dòng)變熱，除非借助外部更多的能量。能量雖然守恒，但質(zhì)量卻發(fā)生了變化，一桶溫水可能比一小鍋開水所含的熱量要多，但它永遠(yuǎn)煮不熟一個(gè)雞蛋。熵會(huì)自發(fā)的越來(lái)越增加，而不會(huì)自動(dòng)減少。熱向何處去了?向更低的溫度散去，直到絕對(duì)溫度-273℃，一旦散去將難以重新聚積，如若宇宙能量散盡，溫差將消失，宇宙將會(huì)熱寂，能量的大趨勢(shì)是從有序向無(wú)序發(fā)展。
進(jìn)入20世紀(jì)，科學(xué)突飛猛進(jìn)，人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)也在不斷加深，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第二定律是一個(gè)具有普遍意義的真理，而并非曾被批判的“形而上學(xué)”。特別是俄羅斯出生的比利時(shí)科學(xué)家普利高津，對(duì)熱力學(xué)第二定律進(jìn)行了廣泛的延伸，并創(chuàng)立了著名的“耗散結(jié)構(gòu)理論”。不僅能源科學(xué)進(jìn)一步證實(shí)了這一定律的正確無(wú)誤，資源專家也相信盡管物質(zhì)不滅，但資源的品位將逐漸失去，最終將無(wú)法再次利用。例如：我們將高品位的鐵礦資源冶煉為鋼材，盡管我們?cè)诓粩嗷厥赵倮?，但不可避免地有大量鐵分子被氧化而散落在土壤中，永遠(yuǎn)無(wú)法再回收利用，鐵的原子總量沒(méi)有減少，鐵的有效資源只會(huì)越來(lái)越少;宇宙天文學(xué)家肯定地認(rèn)為：對(duì)于太陽(yáng)和地球，熵定律是一切 自然 定律中的最高定律，因?yàn)閷?duì)于宇宙和太陽(yáng)的 研究 ，宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)的確立，越來(lái)越證實(shí)這一定律的正確無(wú)誤;物理學(xué)家也發(fā)現(xiàn)時(shí)間是不可逆的，如同熵增加的過(guò)程也不可逆一樣，時(shí)間和能量同起源于一點(diǎn)，時(shí)間最終指向熵的增加;生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)生命的過(guò)程也在熵定律的涵蓋之下，生命就是一個(gè)能量的過(guò)程，生命的能量過(guò)程就是整個(gè)宇宙的能量過(guò)程中的一部分，生命逝去的過(guò)程恰恰就是一個(gè)熵增的過(guò)程。而環(huán)境學(xué)家也認(rèn)為熵增正是地球環(huán)境面臨的 規(guī)律 性問(wèn)題，甚至社會(huì)學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家也在沿用這一定律來(lái) 分析 、認(rèn)識(shí)和解釋問(wèn)題。
熵定律正在成為一種新的世界觀，它告訴我們物質(zhì)不滅，但質(zhì)量在遞減;能量守恒，但品位在下降;運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)是具有方向性的，它不可能永遠(yuǎn)在周而復(fù)始;而物質(zhì)的循環(huán)將存在疆界，任何事物都會(huì)有終結(jié)的一日。這一世界觀為人類規(guī)范了一道行為界線，我們無(wú)法逆轉(zhuǎn)熵的方向，就像無(wú)法逆轉(zhuǎn)時(shí)間一樣，但是可以減緩熵增加的速度和過(guò)程，通過(guò)我們對(duì)自身的生活方式和行為模式的調(diào)整和約束，通過(guò)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)觀念的進(jìn)步，來(lái)減緩有效資源和有效能量的耗散速度。20世紀(jì)70年代，先后兩次石油危機(jī)之后使人們更加堅(jiān)信不移，世界的資源不可能無(wú)限制地支持人類的高速發(fā)展和肆無(wú)忌憚的消費(fèi)，“物質(zhì)極大豐富”僅僅是一個(gè)美好夢(mèng)想，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有序性是由更多的無(wú)序來(lái)作為代價(jià)的。因此，“可持續(xù)發(fā)展”和“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”等觀念開始成為人類文明的主題，影響人類的發(fā)展進(jìn)程。其實(shí)，這就是我們所說(shuō)的“科學(xué)發(fā)展觀”。新華社資深研究院楊元華同志認(rèn)為：科學(xué)發(fā)展的核心是什么?是科學(xué);科學(xué)發(fā)展觀的目的是什么?就是可持續(xù)發(fā)展。
科學(xué)用能是節(jié)能的升華
過(guò)去的幾十年里，我們一直在強(qiáng)調(diào)節(jié)約能源，努力推動(dòng)這一工作的落實(shí)，也取得了巨大的成效，在一定程度上減緩了經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于能源以及綜合資源的壓力，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)翻兩番，能耗翻一番的目標(biāo)。盡管如此，我們還是無(wú)法承受能源需求的快速增長(zhǎng)和環(huán)境污染的不斷加劇，社會(huì)為這種難以維計(jì)的發(fā)展模式而陷入焦慮和困惑。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)確實(shí)存在著巨大的差距，丹麥在過(guò)去的20年中，GDP實(shí)現(xiàn)翻一番，人民的生活品質(zhì)進(jìn)一步得到改善，但是整個(gè)社會(huì)的能耗卻沒(méi)有增加，污染排放反而大幅度減少。丹麥靠的是什么?就是先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、先進(jìn)的科學(xué)理念和先進(jìn)的科學(xué)管理方法。
蘇格蘭出生的英國(guó)工程熱物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)現(xiàn)，信息的流入可能使一個(gè)開放系統(tǒng)出現(xiàn)熵的減少，因?yàn)榉肿釉诮邮苄畔⒅蟠嬖谥撤N自組織能力，能夠?qū)崿F(xiàn)局部的、階段性的負(fù)熵，這就是著名的“麥克斯韋妖”。所謂“妖”就是某種具有智能化的因素。這一理論不僅在物理學(xué)中具有價(jià)值，在化學(xué)、生物學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)，甚至政治學(xué)中，對(duì)實(shí)現(xiàn)有序組織問(wèn)題上，具有深遠(yuǎn)的意義。如果我們能夠在能源生產(chǎn)消費(fèi)環(huán)節(jié)加入信息，能夠轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊氖澜缬^，使節(jié)能環(huán)保成為一種自發(fā)自愿的行為，通過(guò)自組織過(guò)程，就可能有效地控制熵的增加速率。
傳統(tǒng)的節(jié)能觀念是無(wú)法推動(dòng)中國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的，為什么?首先，節(jié)能工作在傳統(tǒng)體系下，僅僅是一種“社會(huì)分工”，而沒(méi)有貫串于社會(huì)的每一個(gè)部門的每一環(huán)節(jié)的每一個(gè)時(shí)刻，它不是一種來(lái)自世界觀的自發(fā)自愿的動(dòng)力，而是一種為解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的權(quán)宜之計(jì)。傳統(tǒng)節(jié)能工作依靠宣傳 教育 ，靠提高人的自覺(jué)性或者犧牲生活品質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，解決的目標(biāo)往往是一些現(xiàn)實(shí)的短期問(wèn)題，缺乏可持續(xù)的動(dòng)能和機(jī)制，而且只能停留在問(wèn)題表面和淺層。今天“拉閘限電”了，我們就多宣傳節(jié)能，搞搞“需求側(cè)管理”;明天電力過(guò)剩了，我們又去宣傳“電是商品”來(lái)“鼓勵(lì)用電”。需要節(jié)能了就“優(yōu)先”，壓力減輕了就向后排，治表不治本，臨時(shí)抱佛腳。
最近，為解決當(dāng)前能源供應(yīng)緊張問(wèn)題，提出了“節(jié)能優(yōu)先”的口號(hào)，徐建中院士等一大批科學(xué)家認(rèn)為這種提法并不妥當(dāng)，節(jié)能問(wèn)題不是一個(gè)“排第一，排第二”，“誰(shuí)優(yōu)先，誰(shuí)其次”的問(wèn)題，而是一個(gè)根本性的問(wèn)題。我們現(xiàn)在消耗的能源是地球幾十億年中積存下來(lái)的太陽(yáng)能，它具有很大的能源流密度和很高的能量品位，這些能量的積蓄，不僅為人類的文明提供了動(dòng)力儲(chǔ)備，而且能量積蓄過(guò)程中也固化了大量可能變?yōu)闇厥覛怏w的炭物質(zhì)，使地球的環(huán)境可以適合人類和其他生物的出現(xiàn)、進(jìn)化和繁衍。一旦將這些寶貴的資源耗盡，不僅人類的文明將失去動(dòng)力，地球環(huán)境也將會(huì)發(fā)生重大變遷，人類和大多數(shù)生物可能再也無(wú)法延續(xù)繁衍。所以，科學(xué)家們提出“節(jié)能為本”的新觀點(diǎn)，并將這一觀點(diǎn)列入了中國(guó)科學(xué)發(fā)展的中長(zhǎng)期規(guī)劃。最近，有關(guān)機(jī)構(gòu)已經(jīng)接受了這一意見，進(jìn)一步將提法改為“節(jié)能優(yōu)先，效率為本”，更加精確地表述它的內(nèi)涵。
科學(xué)用能是依靠科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來(lái)解決問(wèn)題，與其說(shuō)一千次“隨手關(guān)燈”，不如安裝一個(gè)聲控開關(guān)，如果再更換一個(gè)節(jié)能燈泡，節(jié)能效果將出現(xiàn)一次質(zhì)的飛躍。如果中國(guó)普及混合動(dòng)力汽車，油耗水平可以降低到目前的1/3，汽車保有量就可以實(shí)現(xiàn)增加3倍而燃油總量不增加的目標(biāo)，排放強(qiáng)度還會(huì)得到改善。當(dāng)今的世界，由于信息化使各種技術(shù)得到了快速的發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，推動(dòng)了節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和 應(yīng)用 ，以及社會(huì)觀念的全面更新。使更多的人，更加積極地，自發(fā)自愿地參與到節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)，節(jié)能資源的發(fā)掘和經(jīng)營(yíng)，節(jié)能機(jī)制的建立和執(zhí)行。并以科學(xué)技術(shù)這一第一生產(chǎn)力的發(fā)展，來(lái)推進(jìn)一個(gè)相適應(yīng)的生產(chǎn)關(guān)系的建立。
科學(xué) 用能--實(shí)現(xiàn)“節(jié)能優(yōu)先，效率為本”的基礎(chǔ)
人類的文明進(jìn)步最終是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步的結(jié)果，所以說(shuō)科學(xué)技術(shù)是“第一生產(chǎn)力”。盡管熵增的方向無(wú)法逆轉(zhuǎn)，但是我們可以通過(guò)科學(xué)技術(shù)的 應(yīng)用 和普及，以及人的素質(zhì)的提高來(lái)有效減緩這一過(guò)程，控制它的速度，而這就需要我們建立一個(gè)新的世界觀，采取一系列有效的步驟，通過(guò)科學(xué)的使用能源，科學(xué)的配置能源和科學(xué)的管理能源來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
1、科學(xué)的使用能源：
我們需要積極的采用各種先進(jìn)的技術(shù)和理念，來(lái)有效使用我們現(xiàn)有的能源，發(fā)掘一切可能利用的能源，盡可能提高能源的終端使用效率。
在能源利用技術(shù)的進(jìn)步中，由于信息技術(shù)的推動(dòng)，分布式的趨勢(shì)將是一個(gè)不可阻擋的潮流。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，信息技術(shù)的進(jìn)步，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的 發(fā)展 對(duì)于能源 工業(yè) 產(chǎn)生了巨大的啟迪，那些分布在千家萬(wàn)戶的微型 計(jì)算 機(jī)在與 網(wǎng)絡(luò) 連接之后創(chuàng)造了一個(gè)嶄新的 時(shí)代 --信息時(shí)代，它不僅代替了超級(jí)電腦，而且通過(guò)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)將全世界的人腦連接起來(lái)，掀起了一場(chǎng)知識(shí)進(jìn)步的“人民戰(zhàn)爭(zhēng)”。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，一場(chǎng)“分布式”的革命正在悄然而致，直接挑戰(zhàn)后工業(yè)時(shí)代--重化工業(yè)時(shí)代的“規(guī)模效益”的 經(jīng)濟(jì) 理念。
在人類信息整合能力不足時(shí)，只有通過(guò)規(guī)模經(jīng)濟(jì)來(lái)降低成本，增加效率。實(shí)施 “大工廠、大生產(chǎn)、大消費(fèi)、大耗散”的大工業(yè)戰(zhàn)略或稱重化工業(yè)戰(zhàn)略。當(dāng)信息技術(shù)發(fā)展之后，我們可以越發(fā)清楚地了解生產(chǎn)銷售和最終使用的全部過(guò)程，監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)--消費(fèi)鏈，從原料的開發(fā)，到產(chǎn)品的制造，從消費(fèi)者的使用，到使用后的資源再利用。人們發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)情況下，規(guī)模未必能夠帶來(lái)真正的效益，反而增加更多的資源耗散和環(huán)境、資金代價(jià)，加速了熵的增加。電力工業(yè)就是最好的一個(gè)例子，傳統(tǒng)上我們認(rèn)為“大電廠、大電網(wǎng)、超高壓”是效率最高的方式，但是這是在轉(zhuǎn)換端來(lái)判斷 問(wèn)題 ，而且在“電”這一單一行業(yè)條件下 分析 的結(jié)果，如果在需求一側(cè)進(jìn)行綜合資源對(duì)比分析，可能結(jié)論未必如此。大電廠與小電廠比較當(dāng)然發(fā)電效率是高的，但是由于燃料運(yùn)輸、排放限制、土地資源的制約，大電廠只能遠(yuǎn)離城市，首先發(fā)電之后的余熱無(wú)法加以利用，其次輸變電和配電又要增加電網(wǎng)和線路的損失，到了終端用戶的實(shí)際資源利用效率必然大打折扣。此外，建設(shè)輸電走廊和變電站需要消耗大量土地資源，發(fā)電之后的灰渣因?yàn)檫h(yuǎn)離城市無(wú)法制成建筑材料再加以利用。此外，城市不僅需要電力，同時(shí)還會(huì)需要熱力，為解決需求不得不再建設(shè)熱力廠，將寶貴的資源轉(zhuǎn)換成為低品位的能量進(jìn)行利用，增加了各種資源的耗散和浪費(fèi)。因此，在需求側(cè)建立能源梯級(jí)利用設(shè)施被認(rèn)為是解決問(wèn)題的更有效的 方法 。1978年，美國(guó)為此修改的《公共事業(yè)法》允許這一類能夠達(dá)到更高能效的用戶熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施并網(wǎng)發(fā)電。隨之，歐洲、日本都相繼不斷修改 法律 ，使他們的法律體系和政府的管理機(jī)制能夠順應(yīng)這一時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)。
此后，由于天然氣的開發(fā)利用，使人們更加認(rèn)識(shí)到應(yīng)對(duì)天然氣的能源設(shè)施并非越大越有效，首先因?yàn)樘烊粴獗让焊影嘿F，中間環(huán)節(jié)的浪費(fèi)變的不可忍受，同時(shí)它被利用之后的環(huán)境代價(jià)更小，完全可以在需求現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行利用。此外，天然氣的利用技術(shù)非常靈活，人們可以根據(jù)用戶對(duì)于熱電冷多種能源的綜合需求，按照綜合效益最大化來(lái)選擇技術(shù)方式，配置設(shè)備，確定規(guī)模，實(shí)現(xiàn)了以效益定規(guī)模的理想化的飛躍。
信息技術(shù)還帶來(lái)了另一次深遠(yuǎn)的轉(zhuǎn)變，由工業(yè)時(shí)代劃分的產(chǎn)業(yè)分工將被打破，第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，甚至第一產(chǎn)業(yè)也在相互進(jìn)行整合，服務(wù)化的趨勢(shì)淹沒(méi)了傳統(tǒng)的 社會(huì) 分工， 企業(yè) 需要到客戶的面前，尊重客戶的主權(quán)，根據(jù)客戶的意愿，來(lái)滿足客戶的需求。能源工業(yè)也不例外，需要適應(yīng)時(shí)代的變遷，需要參加整合優(yōu)化，需要從行業(yè)壁壘中脫穎而出。因?yàn)?，只有向服?wù)化轉(zhuǎn)行，企業(yè)的效率才能真正提高，成本才能真正降低，用戶才能真正認(rèn)可。信息時(shí)代的關(guān)鍵是每一個(gè)人可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和PC機(jī)直接參與其中，而分布式能源也是可以調(diào)動(dòng)每一人的積極性，直接參與到資源高效利用和污染減排行動(dòng)之中，分布式能源是一場(chǎng)人類可持續(xù)發(fā)展的“人民戰(zhàn)爭(zhēng)”，是通過(guò)加入信息有效控制熵增加速度的方式。
為了利用一切可以利用的能源來(lái)有效降低資源的耗散速度，人們開始積極利用各種可再生能源和廢棄資源，并對(duì)各種資源實(shí)現(xiàn)綜合利用，由于資源量，能流密度和需求量的限制，社會(huì)需要一種更加便捷合理的系統(tǒng)來(lái)構(gòu)筑我們的能源體系。例如，垃圾填埋場(chǎng)和污水處理廠的沼氣，采油、煉油中的伴生氣，礦井瓦斯和煤層氣，化工廠和鋼廠廢氣，以及工廠廢熱、多余的壓差等等;還有太陽(yáng)能，地?zé)崮?，小型水能，風(fēng)能，生物質(zhì)能等可再生能源等。社會(huì)要求政府必須建立一種既能鼓勵(lì)大家積極使用這些資源，又能保障使用者的利益的能源運(yùn)行管理機(jī)制。這樣一個(gè)機(jī)制首先在歐洲得到完善，北歐國(guó)家通過(guò)政府的強(qiáng)制干預(yù)和建立環(huán)境能源稅收機(jī)制等，有效遏制了來(lái)自既得利益集團(tuán)的阻力，使這種先進(jìn)的能源利用方式——分布式能源成為一種 時(shí)尚 和榮耀。此后，日本和美國(guó)也在積極地進(jìn)行社會(huì)觀念上的轉(zhuǎn)變。
分布式能源是在需求現(xiàn)場(chǎng)利用能源的設(shè)施，它涵蓋的 內(nèi)容 不僅僅是發(fā)電，同時(shí)也包涵其他的能源配套和能源優(yōu)化設(shè)施。
發(fā)電系統(tǒng)：主要是可以利用各種燃料的小型發(fā)電設(shè)備，例如：天然氣、沼氣、煤層氣、地下氣化氣等燃料的小型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、壓差發(fā)電機(jī)、斯特林發(fā)電機(jī)、燃料電池，以及小型水利發(fā)電機(jī)、小型蒸汽發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能光伏電池、太陽(yáng)熱發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等，即包涵一些傳統(tǒng)技術(shù)，也包括一些新興技術(shù)，這些機(jī)組規(guī)模不大，用途各異;
換熱制冷：將發(fā)電機(jī)廢熱交換成為熱能或冷能的專業(yè)設(shè)備也很多，煙氣吸收制冷機(jī)組、蒸汽和熱水制冷機(jī)組、余熱鍋爐和煙氣板式換熱器、吸附式制冷、各種高效的汽-水和水-水換熱器等。此外，地源和水源熱泵，空氣熱泵的技術(shù)也包括在其中;
蓄能系統(tǒng)：在美國(guó)能源部對(duì)于分布式能源的分類中，蓄能是被劃入其中的，包括：小型水壓蓄電、氣壓蓄能、飛輪蓄電、電池蓄電、相變蓄熱、水蓄熱、冰蓄冷、水蓄冷、以及其他蓄能技術(shù)。 目前 德國(guó)已經(jīng)開始使用利用地下巖層蓄熱的技術(shù)，柏林議會(huì)大廈就使用了這一技術(shù)，將春秋季和夏季的多余熱量蓄在地下，冬季使用。日本也使用了冬季蓄雪蓄冰用于夏季制冷的技術(shù);
2、科學(xué)的配置能源：
1980年，世界著名的能源科學(xué)家已故的吳仲華院士，在為中共中央書記處講課時(shí)曾經(jīng)精辟地為合理配置能源 總結(jié) 了16個(gè)字：“分配得當(dāng)、各得所需、溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”，過(guò)去我們對(duì)這位偉大的科學(xué)家所提出的問(wèn)題認(rèn)識(shí)不夠全面，盡管在《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》以及國(guó)家四委部局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》中都引據(jù)了吳先生的方針，但是主要是“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”后八個(gè)字，而沒(méi)有能夠理解“分配得當(dāng)、各得所需”前八個(gè)字的深遠(yuǎn)含義。
其實(shí)，吳先生是從兩個(gè)層面，精煉解釋了應(yīng)該如何優(yōu)化配置能源。第一，在資源分配上應(yīng)該實(shí)現(xiàn)“分配得當(dāng)、各得所需”，根據(jù)不同用戶，在不同時(shí)段，對(duì)于不同能源的不同需求，進(jìn)行合理妥當(dāng)?shù)馁Y源配置，可以實(shí)現(xiàn)能源利用效率和能源設(shè)備利用效能的最優(yōu)化;第二，在能源利用上，根據(jù)能源的品位，依照熱力學(xué)第二定律的原則實(shí)現(xiàn)“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”，盡力擴(kuò)大對(duì)于溫度的利用范圍，將高品位的能源滿足高端的需求，將低品位的能源滿足低端的需求。只有如此，才能確實(shí)有效利用資源，控制熵增的速率。
在能源配置上，還有一個(gè)重要的原則就是：“能夠使用一次能源解決的，盡量不要使用二次能源;能夠利用廢棄能源的，就不要使用優(yōu)質(zhì)能源”。這一原則也是根據(jù)熱力學(xué)第二定律確定的，不要使用高品位的能源，干低品位的事情。
上述原則，是我們有效利用資源，提高能源利用效率，減少環(huán)境代價(jià)的根本途徑和原則。此外，根據(jù)國(guó)際上最新的觀念，對(duì)于能源需求，應(yīng)該進(jìn)行“綜合資源規(guī)劃(IRP)”，樹立大能源觀念，將需求與全部生產(chǎn)流程和資源環(huán)境綜合代價(jià)統(tǒng)一進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合考慮經(jīng)濟(jì)因素，優(yōu)化制定最合理、最經(jīng)濟(jì)的能源環(huán)境綜合解決方案。將能源的配置向整個(gè)生產(chǎn)鏈延長(zhǎng)，向環(huán)境、資源、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)外延，在更高的層面來(lái)看待問(wèn)題，從更周全的位置來(lái)解決問(wèn)題。在信息技術(shù)落后的昨天，這一想法似乎是一個(gè)天方夜譚，然而，隨著信息社會(huì)的到來(lái)，我們已經(jīng)有足夠的能力來(lái)掌握各種相關(guān)的數(shù)據(jù)，并綜合分析這些數(shù)據(jù)，最終建立一個(gè)模型來(lái)取到一個(gè)最優(yōu)化的結(jié)果，并根據(jù)這個(gè)結(jié)果來(lái)建立一個(gè)效率和效益最為理想的系統(tǒng)。這就是“科學(xué)配置能源”，它可以使能源的利用模式更加合理，環(huán)境和資源代價(jià)更加低廉。
其實(shí)，目前正在積極推廣的能源“需求側(cè)管理”，也是一種資源優(yōu)化配置的方式，通過(guò)合理配置達(dá)到節(jié)約和優(yōu)化能源的利用，從中實(shí)現(xiàn)盈利。但是“科學(xué)配置”需要我們改變目前在單一行業(yè)中配置資源的方式，打破行業(yè)壁壘，以博大的胸懷實(shí)現(xiàn)跨越行業(yè)分工的整合優(yōu)化，這就對(duì)我們的管理體系提出了一個(gè)直接的挑戰(zhàn)。
3、科學(xué)的管理能源：
中國(guó) 科學(xué)院蔡睿賢院士曾經(jīng)精辟地說(shuō)，科學(xué)技術(shù)這一“第一生產(chǎn)力”，需要相應(yīng)建立“第一生產(chǎn)關(guān)系”來(lái)保障。生產(chǎn)力決定生產(chǎn)關(guān)系，生產(chǎn)關(guān)系會(huì)反作用于生產(chǎn)力的進(jìn)一步發(fā)展。科學(xué)管理第一個(gè)要解決的就是建立一個(gè)能夠支持科學(xué)用能的法律政策環(huán)境;其次是建立一個(gè)符合于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)作機(jī)制的科學(xué)營(yíng)銷體制;再有就是以信息技術(shù)手段，建立一個(gè)信息化的能源環(huán)境綜合管理模式。
當(dāng)前最重要的是對(duì)現(xiàn)有法律、法規(guī)、政策，以及行業(yè)規(guī)章和行業(yè)規(guī)范，與時(shí)俱進(jìn)地進(jìn)行修正，讓我們的法律環(huán)境能夠有效地推動(dòng)先進(jìn)生產(chǎn)力，有利于先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和推廣。今天中國(guó)在節(jié)能方面只有一部《節(jié)能法》具有一定的權(quán)威，但是由于該法缺乏執(zhí)行機(jī)構(gòu)，顯得有些蒼白無(wú)力。在其他法律中，例如《電力法》、《煤炭法》等，雖然也提級(jí)節(jié)能，但沒(méi)有強(qiáng)制性要求，缺乏硬性指標(biāo)。建議在今后立法中，可持續(xù)發(fā)展應(yīng)該成為一個(gè)基礎(chǔ)性的原則，節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本觀念應(yīng)該溶入每一個(gè)法律與法規(guī)之中，對(duì)于那些浪費(fèi)資源和污染環(huán)境的行為不能僅僅是道義上的譴責(zé)，不能只期待他們良心發(fā)現(xiàn)，必須有強(qiáng)制性措施。
我們的行業(yè)規(guī)章和行業(yè)規(guī)范也存在著與時(shí)俱進(jìn)的問(wèn)題，目前電力規(guī)范、建筑規(guī)范、消防規(guī)范和燃?xì)庖?guī)范等等，與國(guó)際水平嚴(yán)重脫節(jié)，對(duì)于新型技術(shù)的應(yīng)用非常不利，阻礙了生產(chǎn)力的發(fā)展，急待進(jìn)行更新。最近，屬于奧運(yùn)會(huì)配套的北京大鐘寺商城項(xiàng)目，就是因?yàn)橄酪?guī)范的制約，不得不放棄采用先進(jìn)的分布式熱電冷三聯(lián)供技術(shù)，而因?yàn)殡娏Α靶幸?guī)”限制受阻的項(xiàng)目就更多了。
建立符合于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)作機(jī)制的科學(xué)營(yíng)銷體制也是實(shí)現(xiàn)科學(xué)用能的主要組成，世界銀行GEF中國(guó)節(jié)能促進(jìn)項(xiàng)目執(zhí)行機(jī)構(gòu)EMCA主任沈龍海先生指出，實(shí)際上，“能源需求側(cè)管理(DSM)”、“合同能源管理(EMC)”、“綜合資源規(guī)劃(IRP)”、“資源環(huán)境交易機(jī)制”、“能源服務(wù)公司(ESCo)體系”等等新的節(jié)能管理經(jīng)營(yíng)理念和運(yùn)作機(jī)制都應(yīng)該被“科學(xué)用能”所涵蓋。這些新事務(wù)互相關(guān)聯(lián)，互相支持，互相融合，互相促進(jìn)。他們是放松管制的結(jié)果，是能源市場(chǎng)化的直接產(chǎn)物。
在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施中，需要?jiǎng)?chuàng)建一種機(jī)制，能夠自發(fā)的，自覺(jué)自愿地實(shí)現(xiàn)自組織，在政府搭建的政策平臺(tái)下，將節(jié)能環(huán)保作為市場(chǎng)，以盈利為目的，以新技術(shù)為手段，以服務(wù)為方式，以能源服務(wù)公司為組織形式，通過(guò)能源需求側(cè)管理和合同能源管理等各種“交易”方法實(shí)現(xiàn)有效控制能源浪費(fèi)，提高資源利用效率的社會(huì)進(jìn)步。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息化已經(jīng)不僅僅是一種工具了，他已經(jīng)融入到我們生產(chǎn)、消費(fèi)和管理的每一個(gè)環(huán)節(jié)?？茖W(xué)管理能源不僅僅是一個(gè)概念，而是一種實(shí)實(shí)在在需要建立的信息系統(tǒng)。分布式能源系統(tǒng)需要在電力、燃?xì)狻崃?、制冷、排放的多個(gè)惟度，在需求和生產(chǎn)雙側(cè)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，而這種優(yōu)化已經(jīng)是非人力所能為，需要建立信息化管理系統(tǒng)，這一系統(tǒng)將具備數(shù)據(jù)采集與分析、實(shí)時(shí)監(jiān)視、現(xiàn)場(chǎng)的智能化控制、遠(yuǎn)程遙控、決策支持、資源整合等多種能力，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)區(qū)域內(nèi)的分布式能源設(shè)備進(jìn)行管理。而運(yùn)行、檢修和服務(wù)系統(tǒng)，也需要依靠這一系統(tǒng)的支持。它將通過(guò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，構(gòu)成未來(lái)能源科學(xué)管理的核心。
結(jié)論
“科學(xué)用能”是一次根據(jù)信息時(shí)代發(fā)展進(jìn)程，是節(jié)能工作的一次升華，在“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的觀點(diǎn)的指引下，以“科學(xué)發(fā)展觀”，與時(shí)俱進(jìn)地為中國(guó)解決可持續(xù)發(fā)展的能源瓶頸制約問(wèn)題，尋找了一個(gè)新的出路，建立了一個(gè)新的理念。
2004年11月26日，著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家厲以寧教授在中國(guó)能源網(wǎng)和中國(guó)企業(yè)投資協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦的《中國(guó)能源投資論壇》上表示中國(guó)不能走重化工業(yè)道路，因?yàn)橹袊?guó)沒(méi)有資源支撐。一天以前，中國(guó)的另一個(gè)著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家吳敬璉教授也表示，中國(guó)不能走重化工業(yè)道路，兩位意見常常不太一致的經(jīng)濟(jì)學(xué)家在此問(wèn)題產(chǎn)生了一致的看法，這不是一個(gè)偶然。
中國(guó)的發(fā)展必須是跨越式的，必須跳過(guò)其他發(fā)達(dá)國(guó)家曾經(jīng)走過(guò)的老路，尋求一條切線，尋找一條捷徑。隨著技術(shù)的進(jìn)步這不是不可能實(shí)現(xiàn)的。今天的世界已經(jīng)是一個(gè)整體，每一個(gè)國(guó)家都不是一個(gè)封閉的環(huán)境中發(fā)展系統(tǒng)，可以借助外部社會(huì)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和 科技 成果。中國(guó)必須以發(fā)達(dá)國(guó)家今天的技術(shù)和發(fā)展模式作為未來(lái)前進(jìn)的藍(lán)本，而不能將他們昨天的代價(jià)作為我們必經(jīng)的路標(biāo)，因?yàn)橹袊?guó)無(wú)法承受這一代價(jià)，世界也無(wú)法承受這一代價(jià)，那是一個(gè)將指向前功盡棄的路標(biāo)。
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