用太阳能、水、空气制造面包和能源.doc

【新书萃要-会议资料】用太阳能、水、空气制作粮食和能源【17】两个诺贝尔奖得主在合成氨和甲醇经济方面的杰作毫无疑问，粮食和能源是人类生存和发展的两个天大需要。人类快速繁衍和现代社会的发展使得原有的粮食和亿万年积蓄的化石能源逐渐变得短缺了。经历多次饿殍遍地的教训，人们首先感受到食物短缺的威胁，人口众多的中国尤其如此。两个诺贝尔奖获得者哈伯的“合成氨”和奥拉的“甲醇经济”，是解决粮食问题和能源问题的两个杰出贡献。二百多年前，一些科学家期望给农作物施肥促其增产。经过150多年的探索，德国科学家哈伯终于解决了这个问题。哈伯的办法是在高温、高压和催化剂作用下，利用水解氢把空气中的游离氮固定下来，成为农作物可以吸收利用的氮肥“合成氨”。氮肥加上其它措施，可以使农作物增产10倍以上。哈伯因此获得了1918年的诺贝尔化学奖，被人们称赞为利用空气制造面包的“天使”。二百多年来，人类利用煤炭、石油、天然气等化石能源发起了工业革命，蒸汽机、内燃机、金属冶炼和煤化工、石油化工等，帮助人类创造了空前的现代文明。但是，这些亿万年积蓄的化石能源是有限的，按其资源数量和现在的耗用水平，全世界的石油只够用三十多年，天然气只够用七十多年，煤炭也只够用一百多年。新的勘探可能增加一些化石能源贮量，可燃冰也可能抵挡一阵，只是它们毕竟都是有限的。况且，由于化石能源的紧缺，已经在某种程度上引起了经济、政治和军事危机。还有一个大问题，就是随着化石能源的大规模使用，产生了危害人类生存的环境污染。因此，开发替代煤、油、气的清洁新能源成了当务之急。关于替代煤、油、气的清洁新能源，有人提出了“氢能源”、“生物质能源”、“核能源” 和“太阳能及其引发的风能、水能”等。经过三十多年的实践，证明利用单质氢燃烧的化学能作为能源的技术难度很大，安全系数很小；生物质能源虽然也很好，但是数量有限，近期难以独当大任。“核能”的开发和控制利用，是人类历史上最伟大的技术进步之一，裂变核电站提供的电能，在法国、立陶宛已占70%以上，在斯洛伐克、比利时、瑞典、乌克兰、瑞士、韩国、德国、捷克和日本等国也已占到30%以上。但是，裂变核电站的安全性是值得怀疑的，经过西方1979年的“三里岛核电站事故”和前苏联1985年的“切尔诺贝利核电站事故”，某些国家已经停止或者减缓了裂变核电站的发展。当前，最热门的是太阳能及其引发的风能、水能等的现代化利用。虽然这些能源数量巨大且对环境友好，但是也有重大缺欠，就是不能直接替代“煤化工”和“石油化工”，而“煤化工”和“石油化工”是现代社会不可缺少的。针对上述情况，1994年诺贝尔化学奖得主乔治 A.奥拉教授等人提出了“超越油气时代的甲醇经济”。他们将甲醇与氢能源、生物质能源、核能、太阳能及其引发的风能、水能等作了详细对比，结论是“在没有更好的新能源出现的情况下，甲醇是替代煤、油、气的最佳选择”。 综合起来，“甲醇经济“的优点是：1、甲醇原料无限和便于能量储备-目前，可用边远地区的天然气和高硫劣质煤大量制备甲醇；接着可用可再生的秸秆和各种碳氢化合物制备甲醇；最终可用工业废气CO2和空气中循环产生的CO2为无穷碳源，与太阳能及其衍生的水能、风能等分解水产生的氢气合成甲醇。这样，可以把各种能量储备起来。对此，我国金涌等29位院士已经提出了用这种功能储备替代石油资源储备的建议。如此利用太阳能、水和空气制备甲醇和储备能源，将彻底摆脱人类对化石能源的依赖，迎来一个“循环经济”新时代。2、甲醇的氢碳原子数比高达4:1，还有一半的内含氧-是一种比天然气更清洁方便的低碳液体燃料。通过对空气中过多CO2的循环利用，还可以化解CO2可能造成的温室效应。3、甲醇是一种可以用来合成多种碳氢化合物的基础原料-包括生产乙烯、丙烯以及各种有机化工产品和单细胞蛋白质。本人著书甲醇氨和新能源经济，完全赞同奥拉教授等人关于“甲醇经济”的观点，并且有所拓展。拓展内容主要包括四个方面：一是阐述了物质能级变换原理，提供了化学储存能量和释放能量的理论依据，以利开拓人工化学能源化工能源广泛应用的新途径。二是在人工化学能源化工能源中，与“甲醇能源”并列，加上了“氨能源”；三是“新能源经济”还包括核能和太阳能及其引发的风能、水能、生物质能等相辅相成的配合利用；四是将“甲醇经济”和“氨经济”作为“氢经济”由单质氢经济向载体氢经济的拓展。1997年诺贝尔奖得主朱棣文指出：“未来几十年，原油价格还会上涨，我们必须明智地发展清洁新能源。”1986年诺贝尔奖得主斯莫利和许多杰出科学家也加盟到了清洁新能源的研发队伍。甲醇用作能源好像比较生疏，可是，历来的创新哪一个不是生疏的呢？质能转换的相对论难道不生疏吗？爱因斯坦却因此开拓了包括核能利用在内的新领域并获得了诺贝尔奖；空中取氮合成氨用作农肥难道不生疏吗？哈伯却因此向人类提供了10倍的粮食并获得了诺贝尔奖；提倡“甲醇经济”的奥拉也获得了诺贝尔奖。世界普利策奖得主托马斯弗里德曼指出：“我们正处在人类有史以来最关键的时代，而寻找集充足、清洁、廉价和可靠等优势于一身的新型能源，将是未来全球最大的产业。最先出手能够在新能源技术革命中成为领头羊的国家，在国防、经济和能源安全中，将稳操胜券，并且获得全世界的尊重。”我们不是要建立创新型国家吗？过度依赖大量进口石油，经济上不划算，政治上有风险，安全上靠不住，环保上无补益，不是创新；花费大量投资学习巴西和美国搞乙醇燃料，与人争粮，且根本解决不了能源问题，更不是创新；。横向观察世界，只有八千多万人口的德国，有28项诺贝尔化学奖、19项诺贝尔物理奖，在能源领域有奥托汽油机、迪塞尔柴油机、巴斯夫合成甲醇等，都是创新。假如我国能够率先利用甲醇、氨等化工新能源替代了传统的化石能源，同时解决了环境问题，其意义将不亚于获得诺贝尔奖。较先觉醒的人们，首先是较好地认识了自己的事业，能够坚持能源创新的正确道路，经得起封杀和竞争的考验，坚信科学真理最终必然胜利。天降大任于今人，发展是硬道理，先觉醒和后觉醒是一种辩证关系，较先觉醒的民营企业，应该利用原有主流能源体系和企业集团还没有觉醒的时机，尽快创建一个活力充沛的“中代油”企业（联盟）集团 ！拙著甲醇氨和新能源经济已由化学工业出版社于本月出版发行。书中论述了以化工能源甲醇、氨和与之相辅相成的太阳能、风能、水能、生物质能、地热及核能的现代化利用构成的“新能源经济”。其中，关于“甲醇经济”的章节比重最大，从甲醇性质、历史沿革、国内外关注情况、甲醇燃料与汽柴油的差异及其应对办法等层面，结合中国的实际情况，尽可能进行了详实的分析，既有前瞻启发性，可以彻底解决化石能源及其引发的环境问题；又有现实可行性，可以立即取得显著的社会经济效益。本书还就“甲醇经济”的实施和发展提出了一些意见，可供能源管理部门、开发研究设计和有关企事业单位、能源化工和汽车及其燃料生产经营单位、大专院