科普时报记者 张英贤
能源是人类社会经济发展的重要物质基础，特别是在现代社会，如果没有能源，会给我们的生产生活带来极大的不便。近日，在中国核学会、中国核电主办，福清核电、福建省科技馆承办的第十一届“魅力之光”核科普夏令营开营式上，中国能源研究会常务副理事长周大地作了一场主题为“中国能源低碳转型的技术选择”的讲座。
能源的发展经历了漫长的过程。在工业化以前，人类的能源来源主要依靠燃烧薪柴、秸秆这些生物，以解决采暖和吃饭问题。直到改良蒸汽机的出现推动煤炭的开采和使用，人类首次将煤炭这种化石能源大规模地转换成动力，这也极大地推动了工业化的发展进程。
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随后，石油规模化开采和内燃机的应用使普遍机动化成为可能，电力技术的发展使终端用能进入电气化阶段。
“我国能源结构中，煤炭占比高达57%，是所有工业大国中最高的。”周大地介绍，煤炭存在能源转换系统效率的问题，比如说煤炭发电的能量转化率平均为40%，理想状态下可达到50%；煤制天然气能源转化效率可达50%，天然气联合循环发电效率可达到60%。“所以煤制天然气再发电系统转换率低于30%。这也意味着，以煤炭为主的整个能源效率是比较低下的。”
而且，人类燃烧化石能源排放温室气体所产生的温室效应，导致全球温度上升。冰川融化、海平面上升、极端天气气候事件发生的频率和强度随之增加，严重影响人类的生存与发展。全人类在生态方面的最大挑战是，控制和减少工业和生活气体的排放量，扭转全球气温升高的趋势。
“为了实现‘双碳’目标，中国必须寻求一条有别于发达国家曾经走过的，从煤炭变成油气为主的道路，我们要直接过渡到以低碳能源为主的阶段。”周大地表示，电力并非只能从化石能源中获取。水电、核电不需要经过燃烧，也能直接转化成电力。
目前，水力发电、风力发电等可再生能源资源和核电已成今后新能源发展的主要方向。
中国的水力资源在全球最为丰富，中国也是世界上最大的电力装机容量国家。目前，中国水电已经开发将近4亿多千瓦，待西藏的雅鲁藏布江中游以上开发后，可高达5亿千瓦。
“核裂变能产生巨大的能量。当然，核电获取方式的‘后半截’和火电是差不多的，都是使用锅炉产生蒸汽来驱动发电机得到巨大的电力供应。”周大地介绍，目前，我国核电技术水平跻身世界前列。“华龙一号”实现了由二代向自主三代核电技术的全面跨越；“国和一号”示范工程关键设备材料全部实现自主化设计和国产化制造。我国在运核电装机规模为世界第二，在建核电机组整体规模为全球第一，同时也是掌握核电先进技术最多的国家。目前，我国核电装机容量已达5500多万千瓦。中国工程院曾预测，中国的核电可以增加至4亿千瓦。
光伏技术也成为新能源发展的重要领域。我国硅片光伏电池和光伏组件产量占全球总产量80%到90%以上。“光伏的技术成本非常低，优势非常突出。乐观估计，到2050年，光伏发电装机能达到60亿千瓦以上。”周大地认为，新的光伏技术在不断出现，例如钙钛矿电池等新技术若能大规模使用，制造成本可能出现跳跃性大幅度下降，随着储电技术的不断发展，光伏技术成本依然有降低的空间。
