经济发展速度

大多数对于未来能源需求的估算都把世界经济的年增长率定为百分之三。在这个基础上,1980到2000年间基本能源需求的增长幅度,看来将为百分之三十到五十,或者会更大一些。另一个重要因素是取决于石油价格的能源价格。有一项具有代表性的估算指出:从剔除了通货膨胀这一财政因素后看,从1977 ~ 2000年,能源的价格大体上要增加一倍。

对于电的需求全世界都普遍增加了。这一现象部分地说明了,人们为什么希望大量利用核电站。在下个世纪的最初二十五年间,核电站可能是电能的主要供应者。1982年生产的电能,在全世界耗费的源自基本资源的能量中大约只占了百分之十。到2020年时,这个数字将提高为百分之二十。然而从矿物燃料到电能的转换率只有百分之三十三左右。所以,这里增加一倍的话,那里就需要放入多而又多的初级燃料。这就说明了现存的资源需要加以发展。

石油生产水平

到2000年,全部能量需求中有多少可依靠石油解决,有多少可由别的能源承担,若要作这一类的预测,那纯粹是在猜测罢了。如果不发生重大动乱的话,今天让石油输出国组织(OPEC)感到十分为难的石油过剩,到1990年前后即将消失。此后,由于需求再次超过供应,石油价格将上升,从而使寻找石油取代物的投资增加。石油的来之不难和它目前的支配地位,极易使人相信好景将会一直保持下去。然而值得一问的是:那些用以确定2020年前后石油生产水平的全球性估算究竟有多大的精确性?

泰恩河纽卡斯尔大学(the University of Newcastle-upon-Tyne)的地球和行星物理系,在将地质科学更加紧密地综合起来,特别在对板块构造理论开展研究的团体里很具代表性。尽管对这些研究没有大肆渲染过,但诸如由D. H. Tarling博士(牛津:1981年

Blackwell Scientific)编辑的《经济地质和地质构造学》之类的出版物,还是把人们的注意力吸引到那些肯定会让勘探者们兴奋不已的前景上去了。用一个撰稿人,伦敦帝国学院(Imperial College)地质系的R. Stoneley教授的话来说:“(欧洲)大陆的斜坡至今……几乎尚未钻探……在这儿可能最有希望在将来找到有意义的发现。”

从板块构造理论引出了与寻找石油的第二阶段,深海油气探测有关的观点。今天,英国是世界上第五号石油生产大国。要保持九十年代和九十年代以后的供应,工业界必须采取行动,开发苏格兰以西的大西洋海底,从北海300米的工作深度走向1000米或更深的工作深度(参见Spectrum 171)。属于联合王国的那部分大陆架内的石油贮量,据信是北海迄今所生产的石油的三倍多。可是把它开采出来的代价将很高。目下英国正在制订的计划认为:在市场尚未在新的基础上加以调整之前,英国需要寻找其它能源来代替石油和天然气。

七十年代期间,人们普遍认为煤将成为未来的燃料,到2000年,其需求量估计会翻一番或两番。英国是世界上煤炭工业最发达的国家之一。按照目前的开采速度,它的煤可以用上大约三百年。为了从煤炭中获取气体和液体燃料,英国已制订了一个投资三亿镑的二十年计划。

在苏格兰的法伊夫(Fife)办有一家气化试点工厂。联合王国煤炭研究所发明了两种将煤变成液体燃料和化学原料的方法,在较小规模上,已取得成功。

由氢气技术的改进而带来的煤处理方面的进步,也为50到75年后的氢气经济铺平了道路。到那时,各交通部门里,便于贮藏而又可召之即来的电能可能会被部分取代。尽管在石油过剩的1984年,大规模地将煤液化或气化显然是不经济的,可是,对于煤炭的前途,即使是最不乐观的预言者也看到,在2000年以后,气化将盛行起来。其时轮船也可能从烧油改为烧煤。

英国的地位使它能够随心所欲地利用煤炭和核能。贝壳国际石油公司(Shell International Pet-role-um)最近的一份报告预言:煤的需求量将上升,但欧洲的煤产量却终将下跌。

二氧化碳

最近的调查把森林遭到破坏主要归因于车辆排出的废气,而不是煤。尽管如此,烧煤的发电厂必须加以改进,以适应新时代的标准。在这个时代里,对炉子里排放的氧化硫、氧化氮和微粒施加的控制会紧得多,在跟核能竞争的过程中,煤有个短处就是要放出二氧化碳,但是这一点当真事关重大吗?

预报变化无常的将来的模型常常会落空,人们争论不已的“温室效应”便是一个很好的例子。在民主的社会里,公众舆论对政策的制订起重要作用。而针对可能发生的公害的最新科学评价、则是影响舆论的主要因素。虽然对于大气中的CO2,有人多次发出警告:地球有变暖的危险,甚至连冰帽也会融化,但是又没有确凿的证据来证明这场危险。仔细观察了冰帽后仍旧没能找到在杂七杂八,反反复复的气候变化中有什么明显的信号,尽管近100年来的工业活动使CO2可能增加了百分之十五。这个比例到2000年可能会达到百分之三十。

公开调查

英国的计划对挑选核能的做法非常重视,这一做法可能被当成限制燃烧的手段。核电站的众所周知的危险对公众的舆论有着巨大的影响。官方的对策则是进行一系列公开调查。

一个皇家环境污染委员会(A Royal Commission on Environmental Pollution)建议:任何大型的核电站计划,在实施之前必须先得找到一个处置核废料的可靠办法。在联合王国,为2000年大量生产核电所制订的计划设想,所有的安全标准,包括有关处置媒介物质和强放射性废料的安全标准,都能切实达到。原先的计划是想到本世纪末,在目前已经建成或正在建造的十六座核电站外,再造十座核电站。以后这个规划将进一步扩大。因此,到2000年时,英国的能源有一大部分将来自核裂变。直到2020年前后,核裂变的重要地位将继续得到加强。在那以后,燃料的短缺可能会变得严重起来。

四分之一世纪以来,在苏格兰北部的唐雷(Dounreay),英国在高速反应堆方面取得了广泛的经验。但是“采取高速行动”的决定只能在公开进行安全调查之后方能作出。

能更新的能源因为对环境基本或完全无害,所以具有强大的吸引力。它还可以使矿物燃料的储备得以保存,让我们的后代通过至今甚至还未想到过的方法来加以利用。一个独立的委员会就利用塞弗恩河(River Severn)河口,世上自然位置最佳的河口之一,潮汐能的可行性,向英国政府提交了一份报告,正当英国政府在加以考虑时,联合王国能源部的能源技术支援小组(Energy Technology Support Group)提出了一份报告。他们为了评价2025年前,各种能更新的能源可能作出的贡献,对生物燃料、地热蓄水层、太阳能加热、风力和海浪发电、潮汐电站和地热干灼岩石进行了调查和研究。它估计在2000年,所有这些技术的贡献只会占百分之三,而理论上最高可占三分之二。这两个数字之间的差别,是由经济、环境和与市场相关的各方面因素造成的。然而,2000年以后,可更新的资源的贡献将随着普通燃料的耗尽而持续增加。

苏格兰北部海岸外的奥克尼群岛上一台3兆瓦的风力发电机称得上是海岸风力发电的样板。有一份报告谈到,山区有许多水力至今仍未加利用,它在介绍它们的经济潜力时,对小型水力发电大加赞扬。假如诸如此类的小项目在英国能占上一席之地,那么到了2000年,它们就会在全世界发挥巨大的作用,因为当边远地区需要自给电力时,它们在竞争上的优势就会加大,当然,一开始耗资甚巨,这是一个不利因素。

热电综合电站(Combined Heat and Power generation简称CHP)也正在进入繁荣期。使用矿物燃料的发电站之所以效率较低,是因为热量白白地损失了。因此,千方百计地将余热利用起来,就会对能源保护计划作出贡献。一个更为彻底的改进是:在一开始就把电站设计成能同时生产电和热。这样一来,所有输入的能源都可以各尽所能了。这个方法的效率从理论讲可以达到百分之一百,它并非只是一种幻术。

输入普通电站的能源大约有百分之三十五转化成了电能,其余的都变成温度不高的热量白白损失掉。假如这些热量能在高温状态下输出,那么,从燃料输入的能源约有百分之七十五会得到充分的利用。CHP通过对整个系统内各个部分实行极其严格的要求,例如,通过连续的工厂利用技术,达到了节省的目的。

英国工业联合会(The Confederation of British Industry)对于用CHP来回答保护能源的需要表现出很大热情。在1983年10月的一次会议上,它为CHP能在英国工业领域里能得到广泛应用,造了很大的声势。

上一代人对能源都抱着乐观的态度。人们憧憬着从热核聚变中获得取之不竭的廉价能源。然而,磁瓶的难以取得,加上经济问题,还有石油短缺,使得人们的情绪起了变化。对聚变的研究虽然在继续,而且还取得了可观的进展,如在牛津附近的卡哈姆,建成了欧洲联合核聚变实验装置,可是人们所憧憬的未来却变得越来越模糊了。

第一座聚变电站大概还要25年或更长的时间才能问世,但是到2000年时,即将建成的聚变电站很可能已经会在选择能源方面影响市场。到那时,投资的方式也许会对磁瓶中神怪发出的诱惑作出强烈的反应。

另一种对等离子体的研究正在顺利进行。磁力 - 水力发电(magnets-hydrodynamic generation of electricity简称MHD)如果不能说是奔向2000年的赛跑中的领先者的话,也可以说是一个正在崛起的挑战者。在MHD中,从煤一类的矿物燃料里产生的燃烧气体经过电离后,打一强磁场里通过。等离子体穿过磁场时会产生一个电压,电流便经过电极流出来。同时,高温的气体也会使蒸汽产生出电力。

正是1973和1979年的石油危机引来了替换技术的高潮。假如像欧洲这样的地区能依靠可更新能源解决本身百分之六十的需要;假如更好地利用普通能源这一点也能列入考虑,那么未来就开始显得稍有希望了。

[Spectrum,1985年]