生態學視野下的新能源開發利用與環境保護

□熊盈盈

自20世紀中葉以來，世界工業現代化進程導致了地球原始生態和人類精神生態的巨大危機。溫室效應、全球變暖、生物物種減少、土壤荒漠化、藥物過量噴灑和不可再生資源面臨挑戰。人與自然的矛盾是人與人之間的矛盾和危機，包括種族沖突、地區沖突、經濟沖突、宗教沖突和文化沖突。為了維護自然生態，人們必須實現可持續發展。在這種背景下，生態學創造的生態思想已廣泛應用于生態哲學、生態人類學、生態心理學和生態環境等學科。人們開始醒悟并反思人類文明的發展模式，并深刻認識到人類迫切需要重建生態文明。生態學是一門綜合性學科，不僅在自然地理環境中，而且在社會和人類環境中研究環境。在研究生物與環境之間的關系時，生態學主要闡明生態因素(如陽光、空氣、水、土壤、溫度、地形、地質、營養、元素、開墾、收獲、栽培等)生物學、種群、社區和生態系統的影響以及生物體對環境的適應和轉化。本文以廣闊的生態愿景和重要的科學方法為基礎，探討了新能源開發利用與環境保護的關系。

一、中國能源與環境現狀

自1978年改革開放以來，能源在清潔方面取得了巨大成功，同時實現了人們經濟和社會的持續快速發展。到2020年，非化石能源消費的比例將增加15%，而2010年的8.6%在2015年增加到12%[2]。

人與自然社會的生存與發展離不開能源，隨著能源消耗的不斷增加，全球能源消費結構也在發生變化。2016年，中國煤炭總能耗為43.6億噸，比2015年增長1.4%；煤炭消費下降4.7%，原油消費量增加5.5%，天然氣消費量增加8%，電力消耗增加5%，煤炭消耗占能源消費總量的62%，比2015年下降2%；水電，風電，核電和天然氣等清潔能源的消耗占能源消耗總量的19.7%[3]。自1990年以來，中國消耗了世界50%以上的新能源、超過70%的煤炭能源和40%的新石油。能源消耗的巨大需求導致其供應完全短缺，此種供不應求的結果使環境進一步惡化。

這主要反映在空氣的污染與溫室氣體的排放上。中國城市空氣環境中懸浮顆粒物濃度大大超標，二氧化硫污染仍然很嚴重，汽車尾氣排放增加；氮氧化物污染日益嚴重，中國許多地區形成酸雨區，中部地區酸雨區最為嚴重。中國的能源消耗溫室氣體排放強度比世界平均水平高30%以上，主要是由于單位熱量和熱量燃煤產生的溫室氣體(CO2)排放量分別比石油和天然氣高36%和61%，這遠遠高于低碳或無碳新能源和可再生能源溫室氣體排放。

二、新能源的種類及其使用特性

新能源主要包括可再生能源和核能，如太陽能、風能、生物質能、地熱能和水電[4]。同時，與傳統能源相比，新能源的污染性很低，種類和儲備量充足，有利于緩解全球重度環境污染和資源短缺，以下介紹幾種典型新能源的使用特性。

(一)太陽能。太陽能是現在一種十分時興又經濟的能源，它既清潔又環保，污染率為零，使用價值極高，能源消耗上為零。目前使用太陽能的方法主要有：通過光電轉換將太陽能轉換為電能的太陽能電池；太陽能熱水器，利用陽光加熱水，用熱水發電;太陽能路燈利用太陽的熱量為街燈充電并照亮路燈。許多公司開始使用太陽能研發產品，如太陽能烤箱、太陽能炊具反光膜。在諸如太陽能汽車流行的新能源車中，非常規車燃料被用作動力源，先進技術與汽車動力控制和驅動相結合，可生產先進技術和創新的汽車技術結構。

(二)核能。核能目前也有被利用，但是存在許多問題，比如：資源利用率低，污染環境，反應后產生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素，如危害人類健康和致癌，最終的治療技術尚未完全解決。核能投資的風險度很高，因此需要進一步考慮核能的開發和利用[5]。

(三)風能。風能由太陽輻射流形成。目前，其形式中使用最為普遍的是風力發電。風力發電目前有兩種思路：橫軸風扇發電和垂直軸風扇發電，其中水平軸風扇發電被廣泛用作風力發電的主流模型[6]。

(四)生物質能。生物質能源來自生物質，也是一種能量形式，其中太陽能作為化學能存儲在生物體中。生物質能儲存太陽能，是唯一可以轉化為傳統固體、液體或氣體燃料的可再生資源。地球每年產生1,730億噸純光合能，占世界能源消耗的10～20倍，但目前的利用率不到3%[7]。

(五)地熱能。地熱能是從地底提煉而出的原生態熱能。經科學測量而知，地球里面的溫度有7,000°C之高，但在地球里面80～100英里的地方，溫度只有650°C～1,200°C之高。熱量在地下水和熔巖流到離地面1～5公里的地方，可以傳遞到更靠近地面的位置。高溫熔巖可以加熱周圍的地下水，最終滲出地面。應用地熱能最簡單且最節省成本的方法是直接吸收這些熱源并提取能量。

(六)水電。水已經被中國大規模使用，其主要用途是發電。水電是一種利用水電資源的新興方式，采取相關措施發展并將其轉化為電力。這種類型的發電具有無污染、可再生、低成本、穩定性、可靠性和操作安全性的優點。但是，隨著水電行業的不斷發展，水電建設的現有資源不斷減少，預先規劃項目受到諸如審批程序復雜、移民、環境和社會問題以及水電站增加電力投資的影響。進展緩慢是中國水電行業面臨的一個緊迫問題。

三、中國如何利用新能源從生態學角度保護環境

上述分析了新能源的種類以及它們各自的使用特性，面對現代社會新能源的迅猛發展，中國需要知道如何利用新能源從生態角度促進環境保護。生態學倡導人、自然和社會的協調共存。當今世界出現的能源危機問題就在于人們過度使用能源以致造成能源枯竭問題，嚴重的環境污染也是人們盡全力挖掘其潛能的杰作。按照生態學的要求，新能源的出現正解決了這些問題，能夠很好地從能源節省和能源清潔上進行環境保護。中國應該懂得如何利用新能源來保護環境，建立“資源節約型和環境友好型”的社會。中國一貫重視清潔能源的發展，將節能環保作為國家的基本國策。中國清潔能源發展未來將關注以下幾個方面。

(一)統籌做好相關規劃。長久以來，人們只考慮了自己的生存與發展，為了不斷改善自己和生活，從來沒有出現過“自然生存”的問題，而往往以犧牲自然生存為代價來實現自身生存，因此存在當前的能源危機和環保壓力。為了克服這個問題，有必要根據新能源的類型和特點來規劃新能源和可再生能源的開發和保護。清潔和有效利用化石資源，同時注意非化石資源的使用，利用智能電網研發中的技術創新來進行產業發展，注重改善新能源汽車的能源供應設施。

(二)大力發展可再生電力能源。當人們與自然界存在矛盾時，人們必須做出某些讓步，限制自己對自然的攻擊，并將其限制在維持生態潛力的極限。這需要人們大力發展可再生電力能源，及時研究解決大型風電廠并網技術和運行管理的問題。此外，有必要加快海上風電的發展，努力在風電產業中培育新的增長點。從而實現這個戰略性目標，即到2020年，風電裝機容量將超過1億千瓦，加快甘肅敦煌10MW光伏電站示范工程。這也需要采取規劃和指導及電價支持政策，促進太陽能發電產業化，盡快培育和拓展國內光伏產品市場。

(三)有序開展核電建設。核電建設作為科技發展的一方面，需將生態與科技相統一，倡導“回歸自然”和“綠色科技人生”，締造合乎生態環保法則的美妙生活。為了達到核電建設的生態目標，就必須要有序開展核電建設。新修訂的核電發展計劃將盡快出臺，以指導核電的有序建設，核電項目的初期事務和建設必須嚴格按照國家規劃進行，盡可能避免核電利用的危害和隱患。

(四)積極推進水電開發。水已經可以被中國大規模使用，其主要用途是發電。水電是一種利用水電資源的新興方式，而后采取相關措施發展并將其轉化為電力。這種類型的發電具有無污染、可再生、低成本、穩定性、可靠性和操作安全性的優點。但是，隨著水電行業的不斷發展，水電建設的現有資源不斷減少，預先規劃項目受到諸多問題的影響，為解決這些問題，需要切實轉變觀念，先移民再工程。將水電開發利用與當地居民的充實相結合，注重水電開發利用中的環保工作，充分發揮水電能源永不枯竭的特點。

(五)加強生物質能利用技術的商品化。中國的生物質能資源豐富且廉價，生物質技術發展的經濟環境和發展水平處于相對有利的階段。因此，有必要加強生物質能源利用技術的商品化，規范市場活動，營造良好的市場環境，促進生物質技術的發展。

(六)進一步提高火力的有效清潔水平。實踐證明，調整電源結構是清潔電能的有效措施。人們有必要繼續深入開展這項工作，節約能源，減少火力排放。同時，要積極發展熱電聯產，提高綜合能源利用效率，優先支持北方大中城市30萬千瓦火電機組建設。

四、結語

“資源節約型和環境友好型”的社會一直是中國乃至世界都在追尋的社會目標，這也是生態學科學的必然要求。在生態愿景中，為了實現這一重大戰略目標，社會必須引入新能源，包括太陽能、核能、風能、生物質能、地熱能和水電。這些新能源普遍具有傳統能源不具備的優勢，克服了我國在能源消耗和能源清潔上的重大問題。

本文從生態學的視野和學科來研究新能源與環境保護的關系，旨在建立一個人與自然和諧相處、物種平等和生態平衡的社會，以實現可持續發展，這說明了開發和利用新能源科學對環境保護的重要性。中國人民想要進入“資源節約型和環境友好型”的社會，就必須大力倡導新能源。