文章來源：弗戈化工網
人類發展史上已經發生過的三次技術革命，這三次技術革命主要都是從新的生產工具誕生和應用開始的。近年來，一些專家學者提出，第四次技術革命正在來臨，而新能源技術革命將是第四次技術革命的突破口。回顧人類技術革命的發展脈絡，前瞻新的技術革命，吸取歷史經驗教訓，抓住難得機遇，中國將走出一條新型現代化之路。
大趨勢：新能源主導第四次技術革命
技術革命和產業革命不能消除周期，但危機往往又是轉機。中國科學院院長路甬祥在中國科學院2009年度工作會議上預言，人類的第四次科技革命已在國際中醞釀，而新能源革命將是這次科技革命的關鍵突破口。
在過去100年內，人類消耗了地球歷經數百萬年所集聚形成的碳氫化合物的一半，資源已過“供應頂點”。與大量消耗煤炭、石油等化石能源不同的是，呼之欲出的新能源，將以可再生能源為主重組能源消費結構和能源利用方式，從而催生以新能源為主導的又一次全球新技術和新產業革命。
新能源是指傳統能源之外的各種能源形式。聯合國開發計劃署把新能源分為以下三大類：大中型水電；新可再生能源，包括小水電、太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能；穿透生物質能。雖然各國從國情出發，開發替代能源特別是開發可再生能源各有側重，但是，其中三大能源正成為大國著力開發的重點。
太陽能有望成為首選替代能源
據新華社記者歐颯2006年11月報道，美國馬薩諸塞州普羅米修斯可持續發展學院院長布拉德福德在新出版的《太陽革命》一書中預言，太陽能將在未來20年內成為功效最佳、價格最低廉的替代能源。美國國防部國家安全太空辦公室(NSSO)主持、有170多位海內外專家參與提出的一項研究報告建議，美國應在10 年內開始實驗宇宙太陽能發電。2007年10月日本共同社報道說，根據這一研究小組的報告，如果能建成宇宙太陽能發電站，一年內采集的太陽能相當于地球上已探明儲量的常規能源總和。這項報告預測，2050年，宇宙太陽能發電站有望開始滿足地球上的能源需求。
據俄塔社2008年12月報道，世界上最大的太陽能電站已在葡萄牙投入使用，年發電量可達9300萬千萬瓦時，足以保證三萬個家庭的用電量。2009年4月美國《舊金山紀事報》介紹說，總部位于舊金山的太平洋(11.80,0.24,2.08%)和電氣公司計劃從2016年開始，向Solaren公司購買源自太空太陽能的電力，兩家公司已簽署為期15年的合同。根據計劃和合同，Solaren公司將利用發送到地球同步軌道上的衛星太陽能電池板收集太陽能，將其轉換成射頻能并傳輸回位于加州的地面接收站，然后再將射頻能轉換成電能，最終并入太平洋天然氣和電氣公司的電網用于商業化發電。日本政府將從2009年開始著手“宇宙太陽能發電”項目的研究。此舉不僅有利于擴大太空利用的范圍，而且有助于解決全球氣候變暖和能源問題。
世界太陽能大會每兩年舉行一次，參會成員已發展到34個國家和地區，開發利用太陽能，已引起越來越多國家的關注。據報道，迄今太陽能發電僅占人類能源需求的不足0.1%。但是，利用太陽能的支持者相信，在全世界為尋找石油替代能源以及阻止氣候變化而大舉投資的推動下，一個太陽能時代可能正曙光初現。
開發生物燃料前景廣闊
生物質能作為一種化學態能，不僅能夠發電、供熱，而且能夠轉變為液態燃料和生物基產品，是能夠大規模替代化石燃料的可再生能源，因此，很多國家都在開發生物燃料，顯示廣闊前景。
目前，美國和巴西是世界上生物燃料乙醇的生產大國，兩國乙醇產量占全球乙醇總產量的70%以上。2007年，歐洲(主要是德國)的生物柴油生產能力已達 500萬噸(約合58億升)。據國際能源機構統計，2001年全球所產石油的57%用于交通領域，其中汽車是耗能大戶。截止2007年，全球汽車保有量已超過八億輛，全球每年汽車產量仍超過7000萬輛，預計到2020年全球汽車保有量將達到12億輛以上。全球所生產石油的62%將用于交通領域。巴西 3/4的新汽車能夠使用從純乙醇到純汽油的混合燃料。美國提出，到2012年實現美國聯邦政府購買車輛中的半數將是插電式混合動力車或電動汽車。瑞典提出，到2020年不再依賴進口石油，主要利用森林廢棄物生產的乙醇燃料。生物燃料還將廣泛用于生產和居民日常需求。2004年5月，世界自然基金會和德國應用生態學研究所分別發表研究報告預測，到2020年，西方工業國家15%的電力源來自生物能發電，將有一億個家庭用生物燃料發電。
以玉米、大豆和甘蔗等糧食和油料作物等為主要原料生產乙醇燃料，不僅占用大量耕地與“與人爭糧”，而且可能會破壞森林、濕地和草原，造成新的環境和生態災難。為了解決這些矛盾，第二代生物技術研發工作已經取得了明顯進展。開發第二次生物燃料的關鍵技術是催化酶技術，酶是一種生物催化劑，可使生物化學反應在溫和的環境下進行得更加迅速、效率更高。新型酶制劑能將植物中的纖維素分解成可發酵糖，并進一步轉化為乙醇。美國能源部通過資金支持國家可再生能源實驗室與企業，對纖維素催化酶進行優化，使第二代生物技術有望于2010年投入產業化和商業化。
第二代生物燃料具有如下優勢：
首先，汽車發動機不需要改造就可以直接使用摻入生物燃料乙醇的汽油或柴油；其次，第二代生物燃料乙醇的催化酶技術未來幾年成本還將快速下降，具有大規模工業化生產的可行性；第三，秸稈等纖維素類農業廢棄物資源豐富。2007年1月美國公布的一項報告指出，2027年，生物燃料乙醇將擁有20%汽油市場，創造 1100億美元的經濟增長，節約500億美元的石油進口費用和增加240萬個就業崗位。
核聚變解決全球性的能源問題
從1954年蘇聯建成世界第一座核電站至今，全球已有核電站435個，核電年發電量已占全世界發電總量的17%，其中，法國80%的發電來自核能。專家們認為，一旦解決了可控的核聚變難題，全球性能源問題將迎刃而解。
2005 年6月，來自歐盟、美國、日本、俄羅斯、韓國和中國的代表在莫斯科達成協議，確定法國的卡達拉舍為國際熱核實驗反應堆的建造地。當今全球各地的核電站都是通過鈾、钚等重金屬元素的原子核發生裂變反應來獲得巨大能量，而核聚變反應主要是從海水中提取氫的同位素用于核聚變反應，從而產生巨大能量。不僅海水中的氫在地球上幾乎用之不竭，而且聚變過程產生放射性微乎其微，不產生核廢料，對環境的污染很小。科學家從一升海水中可提煉1/6克氚，其聚變后放出的能量相當于300升汽油燃燒釋放出的能量。浙江大學物理學教授盛正卯說，從海水中提煉氚技術已經掌握，問題是核聚變過程中不能實現可控，從理論上講至少30年后可將海水聚變成能源。
幾個大國在參與開發核聚變技術和應用的國際合作的同時，都在積極研究核聚變問題。美國科學家提出，通過模仿太陽能中心核聚變發能原理，打造出微型“人造太陽”，為將來探索新能源帶來希望。2008年12月，英國《每日電訊》報報道說，如果試驗成功，科學家將向著建立現實核聚變發電站邁出第一步。由于作為試驗用燃料的氫在宇宙中普遍存在，“人造太陽”將有助于科學家探索一種幾乎取之不竭的能源。
一些專家預測，人類有望在50年內實現可控核聚變，從而解決全世界面臨的能源問題。“到2050年，我們將可以使用一種本質上安全，可以提供可靠的、不排放碳的無限的燃料供應——這就是核聚變發電。”
中國現代化之路：不可錯失的又一次機遇
中國經濟現代化曾錯失三次歷史性機遇。第一次是1793年錯失第一次工業革命擴散的機遇；第二次是1842年至1860年錯失第二次工業革命起步的機遇；第三次是從20世紀50年代中期到70年代中期錯失第三次工業革命技術轉移的機遇。正在到來的第四次技術革命，對中國既是難得機遇，又面臨嚴峻挑戰。中國不能重走歐美國家“先污染，后治理”的工業化老路，必須走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源優勢得到充分發揮的新型工業化、現代化道路。
沒有農業現代化就沒有國家現代化
2007年，中國GDP 中，第一產業增加值仍占11.8%；在就業結構中，第一產業勞動力就業比率為40.8%；農村人口為7.27億，仍占全國人口13.21億的55%。我國正處在傳統農業向現代農業、農村傳統社會向現代化社會轉變的關鍵時期。世界許多國家農業持續發展和實現農業現代化為我們提供了寶貴經驗：
1、采取切實有效措施保護耕地
中國以占全球7%的耕地養活著世界22%的人口。問題是中國人口繼續增加，而耕地卻不斷減少，從1996年到2005年，全國耕地面積減少一億多畝，人均占有耕地降至1.4畝，僅為世界平均水平的1/3。2020年，全國耕地面積能否保住18億畝，對我國中長期糧食供應和安全有重大影響。
土地既是廣大農民最基本的生活保障，又是實現糧食等主要農產品(19.34,0.55,2.93%)基本自給和糧食安全的保障，我們必須采取切實有效措施保住18億畝耕地“紅線”。
2、大力發展現代農業
現代農業的主要特征是生產規模化、經營企業化、產品標準化和效益最大化，農產品加工率超過90%。要從我國農戶規模小、經營分散的實際出發，在現有土地承包關系保持穩定并長久不變的基礎上，推進農業經營方式轉變，不斷滿足農業生產力發展的新要求，堅定不移地走中國特色的農業現代化道路。
3、要用現代化的科學技術、生產資料和管理方式來改造傳統農業，實現農業的可持續發展。
據統計，改革開放前，農業投資占到整個國有單位投資比重的5%以上，而到1995年，農業投資的比重僅為2%。從1949年到1979年的30年間，全國共建成水庫(10萬立方米以上)87085座，全國擁有有效灌溉面積7.3億畝，占世界灌溉面積的1/4。但改革開放30年來，僅建設各類水庫827座。很多發達國家都大力扶持農業基礎設施建設，推動農業機械化和信息化建設，特別是增加研發投資，大力發展生物技術，提高農業生產效率，加快農業現代化進程。這些經驗也是值得我們借鑒的。
能源是實現全面現代化的強大動力
我國正處在工業化過程中，工農業仍占很大比重，全國人民衣食住行需求迅速增加，所需能源不斷擴大。我們必須使用清潔能源，必須節能、減排，實現人與自然、人與環境和諧可持續發展，才能走出一條新型現代化道路。
1、有效開發和利用煤炭資源
據國土資源部2002年《全國礦產資源儲量通報》公布的數據，我國煤資源量和基礎儲量分別為6860.62億噸和3340.88億噸，居世界第一位；可開采儲量為2040億噸，居世界第二位。主要問題是，不僅回收率、利用率低和損失嚴重，而且在消費過程中排放大量污染物。
據統計，從 1949年到2003年，全國累計采煤350億噸，而資源消耗量卻超過1000億噸，回收率平均不到30%，大大低于發達國家煤資源回收率高達80%的水平；煤炭在我國能源消費結構中占70%左右，但利用效益低，特別是大量煤層氣白白燒掉，成為主要環境污染源之一。如果依靠先進技術，特別是采用清潔煤技術，我國煤資源不僅可以開采更長時期、減少對外能源依賴，而且能夠大大改善生態環境。
2、積極開發和利用核能
據《中國經濟時報》2009年報道，我國迄今已投產核電裝機容量約900多萬千瓦，但僅占全國電力總裝機容量的2%左右。我國調整能源結構的優先選擇是加快發展核電。
在核電發展戰略方面，堅持發展百萬千瓦級先進壓水堆核電技術路線，目前按照熱中子反應堆——快中子反應堆——受控核聚變堆“三步走”的步驟開展工作。積極跟蹤世界核電技術發展趨勢，自主研究開發高溫氣冷堆、固有安全壓水堆和快中子增殖反應堆技術，根據各項技術研發的進展情況，及時啟動試驗或示范工程建設。據新華社記者蔡敏2007年1月報道，我國新一代“人造太陽”實驗裝置——位于合肥的全超導非圓截面核聚變實驗裝置通過了國家重大科學工程中科院各專業組驗收，并在進行物理實驗過程，多次成功放電。我國有可能成為最早實現核聚變發電的國家之一。
3、大力開發生物燃料等可再生能源
我國擁有豐富的風能、水能、地熱能和海洋能等可再生能源資源，每年秸稈就達七億噸，農業廢棄物資源極為豐富，開發生物燃料潛力巨大。為應對日益加大的資源和環境壓力，實現經濟社會可持續發展，我國政府規劃，到2020年，把可再生能源占一次能源供應的比重，從目前的8%提高到15%左右。
能源是經濟社會持續發展的血液和強大動力，新能源的開發和廣泛應用，不僅將保障能源供應，而且將不斷改善環境。我國走出一條新型現代化道路，不僅將推動我國實現全面現代化，而且將對各國經濟協調發展做出巨大貢獻。
人類三次技術革命回望
一、蒸汽機“改變了世界”
工具革新在技術革命中占有主要地位，是產業革命的導火線。1733年，英國蘭開夏工人發明了飛梭，1764年，織布工人哈格里沃斯發明了珍妮紡車，效率提高八倍。1768年，阿克賴特發明了水力紡紗機，這是世界上第一臺“大機器”，世界第一個工廠誕生。
17世紀的科學革命已經提出“用火提水的發動機”原理，在專家和生產者大量研究和實驗的基礎上，1776年，瓦特制成了高效能蒸汽機，1785年，蒸汽機開始生產。瓦特完成了從動力機到工具機的生產技術體系，他的巨大成功“改變了世界”。
蒸汽機的廣泛應用，大大加快了英國產業革命的步伐，帶動了鐵路、航運和工廠大規模生產的迅猛發展，引起能源消費結構從以生物能源為主過渡到以煤炭為主。 1870年，英國的采煤量已經占世界采煤總量的51.5%。德國利用煤化學的科學成就，迅速發展了合成化學工業。1873年，德國工業的產值、質量都超過英國。合成染料工業帶動了紡織工業(合成纖維)、制藥工業(阿司匹林等)、油漆工業和合成工業。很多天然制品被化學制品所替代，人類進入“化學合成時代”、“人工制品的新世界(14.23,-0.71,-4.75%)”。
二、電力技術“開創一個新紀元”
電力技術革命起源于歐洲，完成在美國。1866年，德國維•西門子發明電機后曾給他在倫敦的弟弟寫信：“電力技術很有發展前途，它將會開創一個新紀元”。
1876 年美國慶祝獨立100周年之際，在費城舉辦了有37個國家參加的國際博展會上，美國展出了大功率發動機和電動機。繼西門子之后，貝爾于1876年發明電話，愛迪生于1879年發明電燈，這三大發明“照亮了人類實現電氣化的道路”。在電力技術革命推動下，美國、歐洲國家和日本紛紛把電力建設作為國家承建工程的重點，世界范圍內興起的電氣化熱潮。
發動機和電動機的應用，導致一系列新興產業的出現和發展。1886年，德國人戴姆勒在一輛四輪馬車上安裝了他研制的發動機，世界誕生第一輛汽車。1927年，美國福特汽車公司的汽車銷售量達到1500萬輛，美國成為“汽車王國”。1903年，美國萊特兄弟，在滑翔機上安裝了12馬力的汽油發動機，試飛成功，“標志著人類進入航空時代”。
公路和航空等交通運輸業以及電力的普及，引起能源消費結構從以煤炭為主逐步轉向以石油為主。據統計，到1862年，世界石油產量僅300萬桶，在19世紀最后幾十年期間，石油業成為世界上規模最大、分布最廣的商業和工業。
三、計算機——人類大腦的延伸
1944年，美國在國防部領導下開始研制計算機，1946年制成世界上第一臺電子數字計算機ENIAC，開辟了一個計算機科學技術新紀元，拉開信息技術革命序幕。
計算機是信息加工工具。如果說人類制造的其他工具是人類雙手的延伸，那么計算機作為代替人腦進行信息加工的工具，則可以說是人類大腦的延伸。1996年第一臺速度超過每秒一萬億次浮點運算的超級計算機問世以來，世界上最大的計算機制造商們一直在進行著一場競賽。2008年6月，美國國際商用機器公司 (IBM)和美國能源部宣布，美國已研制出新一代全球最快的計算機，最大運算速度每秒1000萬億次。2009年2月IBM宣布，該公司將建造一臺能夠進行每秒20千萬億次浮點運算的計算機，其運算能力相當于200多萬臺筆記本電腦。阿根廷的《21世紀趨勢周刊》網站援引美國微軟公司的一項報告稱，人與計算機之間的生理界限將在2020年消失。
三次生產工具變革，大大提高了生產力、勞動效益和經濟發展。一些經濟學家認為，現在用“生產力=(勞動者+勞動工具+勞動對象)×科技”的公式表示已經不夠，新的公式應該是“生產力=(勞動者+勞動工具+勞動對象)的高科技次方”，即科技對生產力三要素所起的作用不只是用乘法按倍數計算，而是按冪級數增長。
能源消耗背景介紹
在世界經濟加速發展和財富急劇增加過程中，大量消耗化石能源特別是煤炭和石油資源，嚴重破壞了生態環境。全球大約40%的死亡事件與污染有關。據世界衛生組織調查，全世界已有12億人因飲用被污染的水而患上多種疾病，全世界每年有2500萬兒童死于飲用被污染的水引發的疾病。2008年12月美國航天局發表的最新衛星監測數據顯示，2003年至2007年的五年間，地球上的南極、美國阿拉斯加和北極格陵蘭島的陸地冰川已融化逾兩萬億噸。全球變暖趨勢愈加明顯。水溫上升不僅導致永久冰凍土層甲烷大量釋放，而且導致海平面升高威脅很多島嶼國家和地區以及沿海大城市安全。生態環境惡化和全球變暖還引起自燃災害越來越嚴重。2008年9月美國《時代》周刊刊登的文章指出，近幾十年來，洪水和暴風雨的數量每年增加7.4%，2007年受災害影響的1.97億人中，有 1.64億人是洪水受害者。2009年4月發展援助組織國際樂施會發表一項報告預測，到2015年全球受干旱、洪水、糧食短缺影響的人數將達到3.75 億。
美國大力發展海藻生物能源技術。圖為美國肯塔基州大學應用能源研究中心海藻種子反應器。
新技術發展將帶來能源革命
作者： 文章來源：中國化工報 發布時間：2012-03-15
美國埃克森美孚公司總裁迪勒森3月9日在劍橋能源周研討會上發表演講說,稱頁巖氣,油砂和深水能源等領域新技術的發展可能給全球能源市場帶來變革.
據新華社3月11日消息，美國埃克森美孚公司總裁迪勒森3月9日在劍橋能源周研討會上發表演講說，稱頁巖氣、油砂和深水能源等領域新技術的發展可能給全球能源市場帶來變革。
迪勒森說，能源領域出現的新技術讓一度被稱為“非常規”、“不經濟”、“無法開采”的能源變成了“常規”、“經濟”、“環保”資源。他呼吁美國政府制定更清晰的能源政策，讓能源界能做出未來發展所需的長期投資。他同時呼吁能源業承擔起安全生產和技術創新的責任。
埃克森美孚的預測報告顯示，到2030年，全球能源需求將增長30%，其中天然氣需求增長60%，深水能源需求將翻番。劍橋能源周研討會是能源業最高規格的國際會議之一，今年為第31屆。
