水玉涵
人类有别于其它动物的特征之一，就是人类能创造和使用工具，还能用特殊的文字符号去解释自然。就是说，人类比其它动物更具有一种科技能力。借助这种能力，人类才能创造出大自然中本不存在的东西――人类文明。 科技在不断演化，人类文明也在不断演化。一万年前，在人口资源的压力下，人类由渔猎采集文明向传统农耕文明转型。传统农耕文明经历过两个阶段，第一个阶段是青铜时代，中国的商朝和西周王朝属青铜时代。第二个阶段是黑铁时代，春秋战国时期属黑铁时代。随着铁冶炼和铸造技术的普及，传统的意识形态和社会制度因适应不了新生产力的要求而开始崩溃。直到秦王朝于公元前221年统一中国，一个“铁农具+小农经济+君主官僚制+儒道法意识形态”的中华文明得以成型。农耕文明一万年以来虽有各种自然灾害和战争，但人类总的来说是稳定和安全的，因为当时的科技主流顺应了自然法则。传统的农耕文明对自然资源的利用能力是有限的，对大自然具有很强的依赖性，他们敬畏自然。中国四千年前的夏朝，规定春天不准砍伐树木，夏天不准捕鱼，不准捕杀幼兽和获取鸟蛋；三千年前的周朝，根据气候节令，严格规定了打猎、捕鸟、捕鱼、砍伐树木、烧荒的时间；二千年前的秦朝，禁止春天采集刚刚发芽的植物，禁止捕捉幼小的野兽，禁止毒杀鱼鳖。中国历朝历代，皆有对环境保护的明确法规与禁令。中国历代农民，都知道“取之于地用之于地”的道理，从土地上生产出来的桔杆，消费食物后的粪便，都作为农家肥再还到土地，保持了土地能量的循环使用，中国耕地经几千年而不退化。农民砍伐山林薪柴，也是控制在有限的范围内，使村庄周围的燃料能永续利用。中国人口的膨胀也带来了周期性战争，而周期性的战争又将人口压缩回到自然资源的边界之内。世上任何科技系统，都应该限定在一定的资源范围内，支撑起特定的人口和文明形态。中国传统农耕文明的科技，从来没超出人力畜力和铁制农具的范围。人们自觉地根据耕地、山林草泽和水的资源总量，来安排自己的生产和生活。由于形成了一整套独特的、自我调节的、可持续利用的生存智慧，中华民族和中华文明因此延绵至今。 西方近代以牛顿力学、纺纱机、蒸气机为代表的科技革命，使人类脱离农耕文明，迅速奔向了传统工业文明。与传统农耕文明相比，传统工业文明通过全新的科技手段开发了更多的矿产资源，集约化地利用了更多的土地和森林，带来了人类财富和人口总量的膨胀，形成了一个以扩大物质消费为根本导向的社会。仅上世纪100年来所消耗的能源总量就远远超过人类几千年消耗量的总和。传统工业文明大量开发、大量生产、大量消费、大量排污的生产和生活方式无限扩散，终于将全球性的生态危机逼了出来。人类终于深切感受到地球资源和环境的有限。所谓的现代化进程，就是将自然资源转化成可用财富的进程，所谓的现代化社会，就是人均资源消耗高、排污量大的社会。由于人口增加，由于物欲横流，由于工商业的发展需要，人均资源消耗量直线上升。以水为例，公元前每人每天耗水12升，中世纪约20至40升，18世纪增加到60升，而现在，发达国家的人均每天耗水量达500-600升。据有关材料统计，工业化国家每创造100美元的收入，约需要300公斤的自然资源，人均每年需要45000-85000公斤自然资源。中国如果要达到工业化国家的人均消耗水平，比如13亿中国人都将自行车换成汽车，那就不是2003年每天消耗546万桶石油的水平，而要变成每天消耗8100万桶，远远超过世界目前石油消耗总量，地球上有这么多资源供我们消耗吗？我们有能力对因此而产生的大量污染物进行无害化处理吗？ 近年来中国经济的高速增长，是因为全面承袭了西方传统工业的发展模式，更是因为中国对本土能源的过度消耗。从1990年到2001年10年间，中国石油消费量增长100%（从18亿吨到35亿吨），天然气增长92%（从114亿立方米到277亿立方米），钢增长143%（从67亿吨到63亿吨），铜增长189%（从 9万吨到211万吨），铝增长380%（从4万吨到5万吨）、锌增长311%（从9万吨到3万吨）、十种有色金属增长276%（从217万吨到816万吨）。人们在为我国经济高速增长而兴奋的同时，往往会忘记这些成绩背后的资源消耗、垃圾成堆、环境污染和生态破坏。世界上的一切成功都是有成本的。有人算过，按目前的科技水平，中国的现代化需要有12个地球的资源来支撑。如果只有一个地球，我们也得把地球全部吃空才能现代化。道理再清楚不过，中国本来就人多地少，资源稀缺，而传统过时的工业科技却又偏偏指向了稀缺性和污染性资源，这种科技具有不可持续性。谁继续走传统工业文明之路，谁就走上了不可持续的发展之路。因此，我们必须探索新的、可持续的生态科技之路。 二、走向新的生态科技 在全球资源环境压力下，发达国家早已全力发展新能源和循环经济。我曾在《可持续发展与文明转型》一文中说，发达国家新能源的开发（氢能、太阳能、风能等清洁丰裕能源）和循环经济的发展（资源的循环可再生利用，零垃圾与零排放）正将人类文明推向一个新的转型阶段。谁最早转型成功，谁就是未来的主人。转型的关键在于探索“生态科技之路”。新能源和循环经济即是生态科技之路的核心。 从现有能源结构看，工业经济目前的化石燃料如石油、煤、天然气等都不能回收，燃烧后就消失了。更何况石油、天然气的储量仅够人类再使用40―50年。世界各国对此高度重视。美国一边在伊拉克打仗以保障石油的安全，一边全力发展新能源。今年初，美国总统布什在《国情咨文》中说：“我提议拨款12亿美元作为研究资金，使美国在制造无污染的氢燃料汽车方面领先全世界……我们的科学家和工程师们正在努力克服障碍，以便使这种汽车能早日从实验室走进商品展览室，而今天诞生的婴儿将会成为未来驾驶第一辆氢动力无污染汽车的人。请大家和我一起加入这个重要的创新行动，把我们的空气变得更加清洁，让我们的国家减少对其他国家能源的依赖。”布什要求在2040年用新能源替代石油进口。为什么偏偏要求到2040年呢？因为全球石油剩余可采储量仅为1400多亿吨，按目前产量，静态保障年限正好只有40年。如果没有发现新的大油田，到2040年时世界已没有石油供应美国。众所周知，美国人口只占世界5%，却消耗着世界能源总量的30%，但美国仍对自己的能源未来充满担扰而大张旗鼓地开发新能源，确令人深思。1980年，美国第一架太阳能飞机上天。1995年，美国政府颁发“绿色化学挑战奖”以鼓励绿色科技发明者。2002年，美国10辆太阳能驱动的汽车无声开动。过去的四年中，太阳能和风能连续以40%的速度增长。风力是世界上发展最快的能源，从1995年到2002年增长了6倍，从4800兆瓦特到31100兆瓦特。世界上现在的风力机组发电总量，已可满足4000万欧洲人的家庭需要。 从循环经济看，工业经济中的有些资源在使用过程中本身并不会消失，如铁、铜、铝等等。这样的资源只能通过发展循环经济来解决，使它们永远处于循环利用之中。几百年来，大量生产、大量消费、大量丢弃的传统工业发展模式，曾是实现经济增长最简单有效的方式。上世纪八九十年代以来，随着世界环境的恶化和环境运动的发展，随着资源成本的逐步攀升，逼使一些企业开始追求一种建立在清洁生产和废弃物综合利用基础上的经济发展模式，生产和生活中产生的各种废弃物都可经过处理后再以资源的形式重新进入生产流程。这便是循环经济。丹麦取缔了燃煤能源工厂和一次性饮料生产线，首都哥本哈根32%的交通使用自行车。日本的《家电循环法》，使上百万台旧家电变废为宝；《汽车循环法案》使几百万吨旧汽车变废为宝；《建设循环法》使几千万吨建设工地废弃物变废为宝。日本还计划到2010年把垃圾掩埋量将从现在的7400万吨／年减少到3700万吨／年，到2050年计划减少到370万吨／年，最终达到“零垃圾”目标。 我们同时也注意到，在欧美等发达国家，新能源和循环经济的技术皆有突破性进展，为什么迄今仍没有全面普及开来呢？这是由于传统能源与工业集团的阻挠，西方各政党受到强力制约。新能源和循环经济技术一旦普及，将对原有利益格局带来巨大冲击。具有讽刺意味的是，控制全球石油贸易的几大石油公司，尽管研制氢能与太阳能最有积极性，但他们为了现有的利益，将这些科研成果封锁在自己的试验室中，以知识产权的名义限制转让，特别是限制向发展中国家转让。他们既要占尽现有石油利益格局下的好处，又要为石油枯竭时代的到来而“未雨绸缪”。在最后一滴石油没有被用干以前，新能源技术就难以真正普及。当然，由于规模限制，新能源和循环经济技术产品的成本也很高，也是普及受阻的另一原因。因此说，新能源和循环经济的普及，已不是技术问题，而是制度和利益问题。但反过来说，别的国家发展新能源和循环经济早一天晚一天问题不大，惟独中国不成。因为中国的人口、资源、环境容量已到支撑的极限，可持续发展理念与新能源使用成为惟一可行之路。代价再高，成本再大，我们都得走。 集中资源干大事，正是社会主义制度的优越性。什么是中华民族长远的根本利益，我们要认清楚。面对眼前的能源和环境压力，我们少搞一些劳民伤财的形象工程，少修一些对生态不利的大坝，少建一些怨声载道的豪华办公楼，少投资些高耗能高污染的工业项目（如石油汽车），就可以积攒下办大事的钱。我们应充分发挥政府绿色引导和绿色控制的能力，打破一些权力部门和企业的垄断私利，将政府财政大规模投向新能源开发和循环经济，将政府的系列优惠政策去鼓励新能源开发与循环经济。在美国，每购买一辆使用新能源的汽车可减免联邦税2000美元；在丹麦，强有力的税收政策鼓励人们以风力发电。这便是我国未来绿色税收与绿色贷款的参照样本。新能源技术的使用，虽短期成本巨大，长期将占尽优势。政府应当积极支持那些走在生态科技前列的企业，使它们逐渐成为中国企业的主流，因为生态科技的主体是企业。政府还应当针对那些迫在眉捷的生态科技难题迅速推进，如绿色国民经济核算技术系统，如保障人体健康的污染防治技术，如大面积生态退化的修复技术，如区域污染治理的综合技术，如生态监测预警的科技系统等等。政府在抓好经济建设的同时，要更多地抓好公共事务管理；在抓好公共事务管理的同时，要抓一些关系国家民族未来成败的大事。这些大事，暂时无利可图但关系国计民生，是政府真正的义务。 中国本来就是在传统工业文明的迟到者。迟到就要挨打。1840年到1949年之间，中国受尽列强欺凌，内部也混乱不已。如今，我们不能在生态工业文明的路上再次落后，否则那心酸的大刀对火炮的历史仍会重演。试想，如果别人用的是太阳能飞机与氢能汽车，我们的飞机与汽车仍是用日趋枯竭而污染环境的石油，这样的国力如何与人家竞争？发达国家如果在能源结构和循环经济科技上取得根本性突破，从而决定放弃旧的工业经济科技转向全新的生态经济科技，那我们多年以极高环境成本所取得的经济成就统统将成为笑话。有人将传统工业文明称之为“从摇篮到坟墓的文明”，因为传统工业文明把自然这个生命摇篮变成了生命的坟墓。又有人将新出现的生态工业文明称之为“从坟墓到摇篮的文明”，因为它抛弃了与自然对抗的科技形式，采取了与自然和谐的科技形式，从而打开了更丰裕更和谐的时代。一定的科技系统，指向一定的资源范围。传统工业文明科技指向了稀缺、污染、不可持续的资源范围，而生态工业文明科技则指向丰裕、清洁、可永续利用的资源范围。围绕循环经济与新能源开发，构建中国的新伦理、新制度、新文化，使中国的生产方式、生活方式和社会管理方式日趋生态化，这才是我们中国未来真正可持续的现代化。为了对中华民族负责，为了对人类负责，为了环境保护与可持续发展，人类科技必须超越传统工业文明的科技模式，人类科技必须发展生态工业文明的科技模式。这是一项共同的事业，这是一项艰难的事业，我们这代人不得不承担起来。 
中国风力发电潜力巨大 中科院专家提出：风能、太阳能、潮汐能的开发可以有效缓解中国的能源供应困局，其中产业化条件最为成熟的首推风力发电。 中国风力发电已经历20年漫长的“试验期”，而风力发电的产业化举步维艰，大大小小的风电场遍布全国，几乎各省都有，却并不成气候。 据统计，到去年年底，全国共有43个风电场，分布在14个省（区、市），总装机容量4万千瓦。刘应宽说，按照目前的发展势头，到今年年底，全国风电装机容量将肯定超过100万千瓦。 而早在1995年，原国家电力部就提出，到2000年中国风机规模要达到100万千瓦，这一时间表整整推迟了5年。 随着近年煤炭、石油等常规能源的全面紧张，清洁环保的可再生能源驶入发展的快车道。《京都议定书》的签订和《可再生能源法》的出台，为风电迅速成长注入蓬勃动力。 在各种可再生能源中，风能因资源丰富、成本相对较低而最具商业化、产业化前景。政策的驱动，以及利益的诱惑，吸引着嗅觉敏锐的企业纷纷投资风电。据不完全统计，包括五大发电集团在内的全国30多家企业已争相涉足这一领域，总投资超过100亿元。 按照国内目前的行业平均水平，每千瓦风电装机容量的成本为8000－10000元，与造价约4000元／千瓦的煤炭、石油等常规能源电厂相比，风电场的造价大约高出1倍。目前，每度风电的成本约为4－5元。 研究表明，风力发电能力每增加一倍，成本就会下降15%。由于近年世界风电增长一直保持在30%以上，风电成本快速下降，国外已日趋接近燃煤发电成本。此外，风电外部成本几乎为零，甚至低于核电成本，因此经济效益凸现。随着中国风电设备国产化和发电的规模化，风电可望比燃煤发电更具成本和价格优势。 在风电场急速增长的带动下，风电设备制造正呈现出巨大的市场空间。按照中国远期规划（2020年风电装机2000万千瓦）和每千瓦8000－10000元的造价，每年风电设备市场容量约为97亿－122亿元。即使考虑国产化程度提高而导致的价格下降，平均每年的市场容量也应保持在70亿元以上。在可预期的巨大市场空间面前，中国风电设备制造企业将迎来难得的发展机遇。 同样看到这个巨大市场的，还有来自欧洲的跨国风电设备制造企业。由于起步早，技术先进，欧洲企业占据着全球风电设备市场的绝大部分市场份额，中国市场也不例外。 由于看到中国市场的巨大需求，欧洲各大风电设备制造企业纷纷提高产品售价，并严格控制技术转让。有资料显示，过去3年间，进口风电设备的价格上涨了20%以上。 面对风电的商机与困惑，有关专家提出，已具产业化条件的中国风力发电迟迟不能迈出关键一步，最重要的原因在于：由于电价、关税、贷款、税收等优惠政策与扶持措施不到位，风电产业化从市场这个“源头”被束缚住了。中国的风力发电产业化，只能从做大风电市场破题。应该促进可再生能源立法，打破电力市场的地区分割，解决风电在全国摊销的关键难题，同时辅以信贷、税收、消费等方面的鼓励政策，从而引导更多的投资进入风电产业，进而借鉴彩电、汽车等行业的国产化方式，以市场来推进风力发电设备制造、研发的国产化。
风能 (wind energy) 地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦。风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家，中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。中国东南沿海及附近岛屿的风能密度可达300瓦／米2（W／m2）以上，3~20米／秒风速年累计超过6000小时 。内陆风能资源最好的区域 ，沿内蒙古至 新疆一带，风能密度也在200~300W／m2，3 ~20米／秒风速年累计5000~6000小时。这些地区适于发展风力发电和风力提水。新疆达坂城风力发电站1992年已装机5500千瓦，是中国最大的风力电站 在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。 风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主， 以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是：投资少、工效高、经济耐用。目前，世界上约有一白多万台风力提水机在运转。澳大利亚的许多牧场，都设有这种风力提水机。在很多风力资源丰富的国家，科学家们还利用风力发动机铡草、磨面和加工饲料等。 利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。丹麦虽只有500多万人口，却是世界风能发电大国和发电风轮生产大国，世界10大风轮生产厂家有5家在丹麦，世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术，是名副其实的“风车大国”。 截止到2006年底，世界风力发电总量居前3位的分别是德国、西班牙和美国，三国的风力发电总量占全球风力发电总量的60%。 此外，风力发电还逐渐走进居民住宅。在英国，迎风缓缓转动叶片的微型风能电机正在成为一种新景观。家庭安装微型风能发电设备，不但可以为生活提供电力，节约开支，还有利于环境保护。堪称世界“最环保住宅”就是由英国著名环保组织“地球之友”的发起人马蒂·威廉历时5年建造成的，其住宅的迎风院墙前就矗立着一个扇状涡轮发电机，随着叶片的转动，不时将风能转化为电能。 我国风力资源丰富，可开发利用的风能储量为10亿千瓦。对风能的利用，特别是对我国沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，具有十分重要的意义。 现在，无论是在广阔的草原，还是在杲杲的山岭，我们都会看到一座座能抗风暴袭击而稳定运行的风力发电站。每当大风来临，收集机就会自动调转方向，迎接风的犀利，任凭风力有多大，来势有多猛，它一概取之，转成电能储存起来，为人们提供电力。这样，即使在远离城市的乡村和牧场都可以用上电，过上幸福的生活。 风能利用存在一些限制及弊端
