以燃煤为主的能源结构亟需改变

据国际能源机构公布的数字，1995年全世界二氧化碳排放量共高达220亿吨，但这里仅统计了在陆地上煤、石油、天然气以及泥炭等可燃矿物的提供量，不包括海上轮船燃烧的消耗量。

统计资料表明：名列前茅的美国排放量高达52亿吨，占世界排放量的23．7％。目前，世界各国人均排放量在10吨以上的国家的依次排名是：美国、加拿大、澳大利亚、沙特阿拉伯、荷兰、哈萨克斯坦、德国、俄罗斯等8个国家，其中美国高达人均20吨，而中国才人均2．5吨，美国是中国的8倍！

所以，从人人均有同等的生存发展的权利这一观点来看，在排放温室气体的问题上，需要遏制的首先是那些发达国家。譬如说美国，美国所释放的二氧化碳就不仅在总量上居世界第一，而且其人均排放量也居世界第一，而且，中国的工业化才约是20年，而发达国家，如美国所贡献的积累的二氧化碳排放量，就至少是200年。

二氧化碳和温室效应的关系，是一个复杂的问题，有种种不同意见。但是，近一些年来，地球的平均温度有略为上升的现象，地球的海平面也有略微升高的迹象，这是事实，因而也就引起人们对二氧化碳排放量的关注。

我国经济正在快速发展之中，各种预测显示，到下世纪，当我国人均国内生产总值居中等发达国家的水平时，我国对能源的需求将达40～50亿吨的标准煤。如果这一能源需求都由煤或石油来供应的话，那么中国一个国家对二氧化碳的总排放量将由现在的13．6％跃居世界总排放量的50％。这就必然会成为举世瞩目的污染大国，这是我国能源政策所不能不考虑的头等重大问题。

煤是全程性污染的能源，从开采、运输直到燃烧都会对环境造成污染。所以，我国必须大力发展清洁煤的技术，脱硫、脱灰。这当然要增加火力发电的成本，而且脱硫、脱灰后新产生的废碴，亦即二次污染也仍然是有待解决的问题。但是，不论煤怎样清洁，由燃煤释放出二氧化碳总是不可避免的。

所以，我们必须面对这样一个问题，中国以燃煤为主的能源结构还要维持多久？

实际上，这里有一个既定的界限，那就是当中国的二氧化碳排放量占全球总排放量的百分比等于中国人口占世界人口的百分比，或者说当中国的人均二氧化碳排放量达到世界的人均排放量的时候，就要严肃地考虑到中国人民对全球环境污染问题所应担负的责任。1995年，中国的二氧化碳的排放量已占总排放量的13．6％，而中国的人口是世界人口的20％，1995年，中国的人均排放量是2．51吨，而全世界的平均值是每人3．67吨。以预测表明的中国人口将稳定在16亿的说法，考虑到全世界的可燃矿物燃烧量还在不断增加，用今后全世界的人均排放量是人均4吨来计算，那末中国在道义上的可允许的排放量将不超过60亿吨，亦即仅能比现在燃煤量（包括石油）高出一倍。中国的经济正在迅速发展中，大约平均每10年国内生产总值将增加一倍。考虑到中国必定要大力推广各种节能措施，以提高能源利用的效率。由此预计，中国的能源其最低需求将是20年增加一倍。如果我们坚持以燃煤为主的能源结构，其可接受的时间跨度，将不超过20年。

因此，在大力推进洁净煤技术的同时，我们应首要关注的是各种各样的节能技术，此外是用20～30年的时间争取逐步将我国的能源结构调整为火力发电、水力发电、原子能发电各自占1／3的局面。

中国的水能源极其丰富，占世界第一位。不幸的是，中国的水能源多半在崇山峻岭之中，人烟绝迹之地的西南地区。这就要求大力发展经济而又可行的适于开发西南地区水能源的技术和高压远程输电技术，另一重要途径是必须大力发展核电技术。

当前世界各国普遍采用的是所谓“压水堆”型的核电技术，我国的大亚湾和秦山核电站，都属于这一类型。这类核电的特点是，技术上已较成熟，运行上也较安全可靠，缺点是资源利用率较低，不足1％，积累的长寿命放射性污染比较严重。当前在世界范围内普遍采用的是对燃烧后铀棒的“一次抛弃”的办法，亦即将燃烧后铀储存起来，埋入地下，其放射性将随着时间的推移而逐渐减少，而在几百年或几千年后的未来，如有需要，可再进行化学处理，分离出其中有害成份，对铀棒再重新利用。由于这是在很长很长时间以后才可能得到重新利用，所以称为“一次抛弃”。世界各国之所以大力提倡“一次抛弃”，除因为燃烧后铀棒的后处理成本较高，而几百年或几千年后的技术必将远较现在更为经济节约以外，还有一个潜在的理由是，采用“一次抛弃”将能推行“核不扩散”，防止人们提取存在铀棒中的钚239，用以制造核武器。

但是，“一次抛弃”必须有大量的天然铀的供应，这一条件在许多西方国家并不具备。所以，核电仅能在资源供应能保证满足其需求的国家中得到广泛推广。

为什么在压水堆中天然铀的燃耗会不足1％，其根本原因在于当前的核电都是临界堆，其临界条件相当苛刻。一旦在铀棒中的铀235有所损耗，就成为不能继续燃烧的次临界的或不满足临界条件的核体系。所以，一个国家的独立的原子能工业体系，就必然包含有核废料后处理技术。所谓“一次抛弃”只不过将这一“后处理”推迟到遥远的将来。

然而，“一次抛弃”的办法在经济上毕竟是有吸引力的。这就相应地提出一个问题，我国能否在核能资源比较短缺的条件下，仍然能大力发展原子能，而且采取“一次抛弃”的政策？

近年来，我国一些核科学家提出一个“加速器驱动的放射性洁净核能系统”的建议（参见丁大钊等6人，中国科学院院士建议，1996年，第2期），这一建议的特点是利用强流高能质子加速器所产生的大量中子做为外源，以驱动一个处在“次临界”条件下的核电系统。由于这里不再要求满足临界条件，因而将比临界堆多出一个富余中子（通常慢中子临界堆几乎没有什么富余中子，而快中子临界堆只有约半个富余中子），这就可能利用这一多出来的中子来消灭掉长寿命的放射性核（所以它是洁净的核电），并补充产生已烧掉的铀235或钚239。这就可能大大提高铀棒的燃耗，可能比通常的压水堆大10～20倍！所以，这一加速器驱动的方案虽然增加了加速器投资，但由于燃耗的提高，将能大幅度节约资源，而且还能采用比较经济的“一次抛弃”的政策。无疑，这是既适应我国能源需要，又适应我国核能资源相对短缺的国情，而且是经济合算的一种新型原子能。