五千年(敝帚自珍)

主题:中国经济10年后将崩溃?欢迎证伪 -- 北大28楼

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家园 美国现在炼钢还有近一半是要用新铁的
家园 讨论几个问题,谈谈增长极限

2100年那个贴里假设未来效率可以达到极大(100%),实际上当然可能达不到,也就是说未来经济产出可能比我设想的还低。当然你也可以将风电等折算成热值,比如假设火电效率最大为60%,并按此折算水电风电核电等,这样算出来的能源量当然大一些。但相应的,长期能源效率也只能假设为60%。两者相乘,效果不变。

有几个问题。(1)用氢做燃料问题很大,我和宁鸣讨论过;包括两次转换耗能和安全、基础设施问题。

(2)世界上锂的储量好像并不多。如果锂电池用在飞机轮船上,需要考虑电池本身占多少体积重量。

(3)房顶上是不能都铺满太阳能的。许多房子的角度、方向都不对,可能被高楼遮蔽。

(4)把草原都用上?草原生态系统会崩溃吧。恐怕不会向你说的那么简单可以养羊发电两不误。能量守恒啊。

(5)要用多少钢?每建设1亿千瓦太阳能电站需要1500万吨钢,也就大约需要1500万吨焦煤。建设20亿千瓦太阳能那就需要3亿吨钢,再加10亿千瓦风电,那就需要4.5亿吨,接近中国目前的年钢产量。

另外,要生产四亿多吨钢,就需要四亿多吨焦煤。考虑到焦煤与普通煤的比例关系,那就需要消费约20亿吨煤。

当然,这四亿多吨钢,20亿吨煤,不需要一年都生产出来,可以是多年累积的。

问题是,100年后,世界上还有没有那么多铁矿石让中国生产4亿吨钢;中国自己还有没有那么多煤炭。中国煤炭储量按2000亿吨算,按现在产量约可维持30年而已。而且,未来的钢产量、煤产量不可能都用来搞太阳能电站呀,90%以上还是要用于其它各种社会经济用途的。

(6)最后有一个根本的问题,那就是人类的经济活动最终是否受到资源和自然环境限制,技术是不是万能的?简单说,我认为技术不是万能的,必须受自然规律限制,这是其一。更主要的,人类的技术无非是将人类关于自然界已知的知识应用于一定的人类活动,而且往往是应用于某一个狭隘的方面;对于技术对自然界的影响,乃至各种技术之间的相互作用,我们往往所知甚少。当人类经济活动只是自然界物质循环的一小部分时,问题不大。而当人类经济活动已经对自然界的物质循环产生主导作用时,对技术的盲目迷信就将造成灾难性的后果。我们今天的几乎一切环境危机,都是大规模使用化石燃料的结果,但两百年前,煤被认为是一切进步的源泉。今天大规模使用风电、太阳电,然后在按几何级数无限增长下去,那么谁知道未来的灾难会不会胜过今日呢?所以事情不能都一厢情愿地往好里想。

当然,或许这些都不会发生,我个人认为今天的环境危机资源危机就已经够严重了,所以很可能不会让人类再试验一把将沙漠草原都铺上太阳能的后果。 

家园 到伊利沙白女王级才烧油的

之前的大部分无畏舰和超无畏舰还是烧煤。

家园 几点

太阳能直接分解水制氢理论上是一次转化,只要能做出来效率上不会太低的,氢做燃料问题大,用氢合成甲醇乙醇做燃料问题就不大了,从太阳能制氢工厂到化工厂咋传氢气,用天然气的技术就行,都很成熟。

一百年后电池不一定用锂,我说了,锂电池也就30年历史,100年以后不一定用啥呢。让我想起一个事情,几十年前有人担心生产胶卷会大量用银,银子本来就少,会不会被用光啊,可现实是今天的小朋友已经不知道胶卷为何物了。

石油啊煤啊也是这样,低价值的碳还有不少,比如油砂比如泥炭,更别提现在没开采价值的深层煤炭了,至少咱别担心中国这么大个国家炼4亿吨铁的碳都拿不出来。铁矿石您就更不用担心,铁可多去了,土啊石头啊只要是带红颜色的基本都是百分之几的铁。

Renewable energy的确会带来严重的环境生态问题,比如建一个风力发电机,就好像凭空多了一座山。不过既然是粗略估计嘛,大概算算就得了,也许咱后代在太空建了电站也不是没可能呢。总之,一百年以后的事真不是你我能精确预计的,为一百年后的事情悲观也好乐观也好都是浮云而已。

几点
家园 刚才着急去给学生上课忽略了一个问题

前面说的30亿千瓦风电太阳电需要4亿吨钢是用的我自己的假设,假设用1%的荒地;如果沙漠草原都铺满就不是这个数了,加两个数量级,就是400亿吨钢了,相当于全世界钢产量的30倍。

铁的资源量当然很大。但是世界经济可采储量大约也就是70年。当然,如果资源稀缺了,价格会涨,但是也是有经济承受度的。否则中国钢铁业就不必每年都为铁矿石价格发愁了。

100年后的事情当然是浮云。但是石油就是眼前的事情啊。你所说的各类技术就是行得通,也有一个基础设施改造的问题啊;而现在以石油为基础的能源、交通、工业基础设施仍在大规模建设,建设得越多,以后负担就越重,要改起来就越难,在从一种类型能源过渡到另一种类型能源的过程中的代价就越大。这些大概也就是今后一二十年的事情。

油砂理论上是很多,不论环境问题,也要看每年挖出来多少(油砂生产每出三桶油,自己就要消耗一桶油)。

家园 技术发展还是很有潜力的

别低估,经济可采储量不也是按现在生产力水平估计的嘛,100年后啥样咱就不知道了。就像油砂的开采,以前研究不多,这里面潜力多大还很难说,比如现在要用大量热水很耗费能量,可最近就有人说用离子液体萃取非常有效。。。说石油时代一二十年内就结束恐怕太悲观了,也许可再生能源并不能完全取代传统能源,但更可能出现的是杂交的能源,比如裂解油砂里的重油来生产汽油需要大量氢气,现在氢气是从天然气来,也许以后天然气没了可以用太阳能分解水产氢,所以炼出来的汽油一部分能量来自油砂,一部分来自太阳能。。。

家园 我可没说石油时代一二十年就要结束啊

石油峰值和石油时代结束是两回事,一个是石油产量开始下降,增量为零或负值;一个是石油产量降到零。。。

家园 世界首座可夜间发电的太阳能电站正式运转

英国每日邮报报道,西班牙塞维利亚市,世界首座拥有夜间发电能力的太阳能电站、吉马电站已正式运转。整个电站占地185公顷。2650块面板也即日光反射装置,可将95%以上太阳辐射聚焦到巨型接收器,而接收器存储的足够热量可供发电涡轮机在无日光时工作15小时

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

家园 准确的说应该是具备一定储热能力的太阳热能电站

白天储存下来的热能晚上用来发电。另外这个大概也不是首座。在此之前,美国已经有能储存热量6、7个小时的太阳热能电站,可以在日落后继续工作。如果说是第一座可以通宵发电的储热太阳热能电站可能还比较准确。

太阳热能电站与太阳能电池板不同,造价比太阳光伏电池电站略便宜,但100万千瓦也要50亿美元左右(这是美国造价,中国建筑工人便宜,可能只需要一半)。

太阳热能发电原理与火电站其实一样,都是先将水加热,产生蒸汽,然后用蒸汽推动涡轮发电机。与火电站的区别仅是,太阳热能电站是将太阳光产生的热能收集起来,而不是烧煤。

与光伏电池相比,热能电站的好处是热相对比较容易储存。你那个报道说接收器存储热能,恐怕是不对的。接收器本身并不能存储热量,需要其它的媒介,比如盐。

能存储到15小时在现在来说算比较多的。但如果太阳热能作为主力发电来源,有人估计存储时间需要增加到三天。换句话说,就是三天不见太阳,仍能持续发电。

即使几天范围的存储问题解决了,仍然会有不可克服的季节变化问题。冬天的太阳和夏天是不一样的。即使像西班牙这样的纬度,冬夏辐射量可能会差一半,而由于技术原因,发电量的差别就更大,冬天可能低到只有夏天的五分之一。

如果太阳热能发电作为主力电源(而不是少量的补充性质),这就会是个严重的问题。你不能让人们冬天只用夏天几分之一的电,即使消费者可以,如果工厂、商店冬天只能用很少的电,但是建筑物设备必须按夏天用电的规模来建设,就会造成严重的生产能力闲置和浪费。

反过来,如果太阳热能电站的发电能力要足够满足人们在冬天的正常需要,那么意味着其夏天的发电能力将会比人们所需要的大几倍,同样造成严重浪费。

至于像中国新疆这种地方,纬度更靠北,季节差就更大了,

家园 花一个。夏天的能可以用其他方式储存吗?

大自然是最聪明的。把太阳能存成各种形式。

家园 季节差异没那么大,风光互补可以解决问题

新疆太阳能资源及区划

根据去年的数据,6月的最大值是12月-2月最小值的2倍。此外,太阳能储量十分丰富:东部若干地区的日照气温>10C的天数在300-325天之间。因此季节差异不是想象那么大。考虑到新疆的风能同样丰富,

解决新疆风能资源大规模开发瓶颈的探讨

根据达坂城风电场的数据,各月发电量刚好1月、12月最多。因此可以通过风光互补解决剩余季节差,将新疆东部、南部、内蒙西部的沙漠地区建设为一个稳定的风光互补发电的地区。

内蒙古地区风能、太阳能资源互补性分析

此文里跟据过去三十年数据分析,认为内蒙的赤峰地区风力东强夏弱,可以和太阳能实现完美互补。此外,乌兰察布、巴彦淖尔、锡林郭勒也可以实现理想的互补。

不久前我国还测试成功了特高压远距离输电技术,因此输电到全国也不成问题。

此外,太阳能的利用可以采用多种灵活的方式,例如

内蒙古清水河县“集雨太阳能滴灌”正在成为干旱山区发展精准农业的首推模式

 近年来,清水河县立足当地实际,不断调整种植思路,积极探索干旱山区发展“精准”农业的新路子。

今年,该县首次引进澳大利亚太阳能自动化滴灌系统新技术,在该县对九也村实施集雨太阳能滴灌工程。县政府通过整合涉农资金,在对九也村共投资260万元,建成集雨面20000m2,建成容积为6000m3的集雨水窖150眼,配套太阳能发电设备8套,经过土地流转、整理土地354亩,种植小香米谷子、玉米、马铃薯等进行试验。通过建成的集雨面,利用水窖蓄积雨水,在农作物生长的关键缺水期由太阳能提水补灌,达到“雨养+集雨补灌”的目的。

集雨太阳能滴灌综合技术的应用,为该村新增补灌式水浇地350多亩,发展旱作节水高效农业,较过去人均年纯增收入3000多元,达到7000元,超出全县农民人均纯收入水平。示范区豆类、玉米、红升南瓜、种薯等都表现出明显的抗旱增产效果,增强了抵御季节性干旱乃至旱灾能力,推动全县特色农产品基地的快速发展,减少了地表径流量,保护了生态环境。该项综合技术受到国家农业部、自治区农牧业厅、市委、市政府和市有关部门领导和专家的肯定,认为该技术科技含量高、效果好,属全国首创。

明年计划在全县推广10万亩“集雨+太阳能+滴灌”三位一体技术项目,该项目的推广应用必将推动我县种植业实现新跨越。

巴彦淖尔市首个太阳能示范工程建成

  巴彦淖尔市首个太阳能示范工程--乌拉特中旗家和小区和新龙城小区太阳能示范工程近日竣工并投入使用。

  该示范工程采用太阳能热水及采暖系统,全年为两个小区1520户居民提供热水,采暖季节提供部分采暖耗热量,而且采用了季节蓄热水池,在冬季增加了采暖替代的耗热量。同时为两个小区安装了50盏庭院灯、50盏草坪灯。该示范工程的实施,每年可以节约标准煤3826吨,可减少向大气排放二氧化碳945.1吨、二氧化硫7.7吨、粉尘3.8吨。(郭涛)

三大自治区面积辽阔,沙漠多,有着足够空间发展新能源。利用冗余电力远距离调水、搜集雨水、抽取低下水,可以改造沙漠,使塞外变江南,缓建东部紧张的生存空间。使中国人民过上清洁富足便利可以比肩现在发达国家的生活。

家园 可再生能源也不是可以无限增长的

宁鸣,这些是你从其它地方转来的吧? 根据我这些年对能源问题的了解,不得不说: 所谓

三大自治区面积辽阔,沙漠多,有着足够空间发展新能源。利用冗余电力远距离调水、搜集雨水、抽取低下水,可以改造沙漠,使塞外变江南,缓建东部紧张的生存空间。使中国人民过上清洁富足便利可以比肩现在发达国家的生活

与现实可能性相去甚远(且不论这种大规模环境改造其长远的负面生态作用如何,中国本来就水资源短缺,华北地下水都快枯竭了,由于全球变暖,喜玛拉雅山上的水也不是百年之计,从哪里调水?雨水被收集了,脆弱的沙漠生态系统怎么办?)。如果这些可再生能源真是这么美妙,就像当初石油代替煤一样,不需要动员,世界上的资本家早就趋之若鹜,像苍蝇追逐臭肉一样围上去了

你转的或你写的这个贴里所列举的理由,在关于可再生能源的文献里早就有过大量讨论,并且被批驳过。

在一定范围内,风、太阳能确实可以冬夏互补。但是风电的波动和间歇性很强,即使平均风力很强,天与天之间或各个小时之间差别都很大。到了冬天,如果太阳没了或很弱,风力忽强忽弱怎么办。

再者,新疆的太阳辐射无论如何不会比西班牙、北非、澳大利亚强吧。你引用的是月平均数据,但是月内各天的差异呢?(另外再补充一点,那就是实际发电量的季节变化会大大超过辐射量的季节变化;因为发电机不会总开着,开开停停,启动时要消耗能量,辐射量要超过一定水平发电机才能正常工作等)

更加重要的,现在的主要问题是,未来可再生电力必须充当电力来源的主力而不是辅助因素。风电受土地的限制远远大于太阳能,即使可以冬夏互补,比如太阳能需要的规模很大,风电跟不上,又怎么办?

远距离输电技术是有。但是从新疆到南方,几千公里,损耗多少?

最后,有没有那么多土地?有没有那么多钢(炼钢得用铁矿石,还得用煤)?中国现在进口铁矿石已经很困难,将来怎么办?

如我在2100年那个贴中所说的,30亿千瓦的风电太阳电对于中国未来能源需要是远远不够的(但是先说一下,30亿千瓦是个什么概念,中国从建国建设到现在,全部装机容量10亿千瓦,美国的全部装机容量10亿千瓦,全世界的全部装机容量不到50亿千瓦)。但是我在和北纬42度讨论时提到了,为了这30亿千瓦,那就需要4.5亿吨钢。

但是,如果要是完全采用可再生能源,并且要支撑中国经济未来无限增长,就不是这么个情况了。

中国现在能源消费约20亿吨油当量,按热值当量,约折合9万亿千瓦时(如果按电能折算,大约就需要24万亿千瓦时,这个先不管它,就先按比较乐观的9万亿千瓦时算),大致相当于满负荷的10亿千瓦装机容量的发电量。但是风电能力利用率只有25%(中国的风电平均还达不到这个数),太阳电只有15%,平均按20%算,那就需要50亿千瓦,也就是需要7.5亿吨钢。

但是这只是现在的能源需要量。如果中国经济不断增长,能源需要量按每年增加3%算(大大低于现在的10%),每24年翻一番,到2060年那就需要30亿吨钢,到2110年那就需要120亿吨钢。

按每年更新5%算,每年光是更新就需要6亿吨钢。如果用于能源设备更新的钢消费量占整个经济钢消费量的10%(现在大约只占2%),就需要60亿吨的钢产量,大约需要60亿吨铁矿石,外加60亿吨焦煤。而这些仅仅是中国的需要量。世界上哪里有那么多铁矿石,哪里有那么多煤?

家园 链接是搜到的研究论文,其它是自己写的。
家园 既然这样那我要说你的理想是可贵的

我想中国人民普遍过上清洁便利充实(但未必“富足”)、全面自由发展的生活还是可以设想并经过努力有可能达到的。

至于“比肩发达国家”,恐怕既不可取也不可能。另外我要说,这个习惯的“发达国家”的说法也是资产阶级创造出来的意识形态之一,好像是所谓“发展中国家”只要努力,总有一天可以“发达”。(就好比在资本主义社会里,欺骗劳动人民说,只要他们努力都可以成为比尔盖茨乔布斯之类)而像拉美那样的“发展中国家”从19世纪初独立算起,“发展”了两个世纪,还在“发展”中,一般劳动人民生活在城市贫民窟中,那日子也不见得比两个世纪前的农业种植园工人好多少。今天巴西甘蔗种植园的工人,还是要手工劳动,每天天不亮就出工,深夜才回到宿舍。在收获季节,每个工人每天要用镰刀砍一吨的甘蔗。而拉美的资源环境条件比中国如何?

中国现在的“生态脚印”已经是本国生态资源潜力的两倍,光是食物生产所需要的生态脚印,就已经超过咱们自己的生态潜力,与印度类似。美国的生态脚印是全世界平均生态潜力的四五倍,但是与它自己比,也就是两倍。而拉美呢,现在是世界上唯一一块还有大量生态剩余的大陆(另外非洲有少量剩余),搞了两百年资本主义,还民主化了,也不过如此。

就算将来搞社会主义,资源可以合理应用,但是除非像美国那样,可以浪费全世界资源,否则咱们基本的生态条件摆在这里,基本的立足点恐怕还是要不患寡而患不均,在此基础上主要提高精神文化生活质量。你意如何?

家园 我讲科技,并不是要否定你公平的理想

我觉得我和你的主要不同在于——如果我没理解错的话——你的设想似乎可以概括为基于人类不能达成技术突破--》最终资源紧缺--》经济社会崩溃--》人民起来革命重建社会主义,这一基本框架的。我所设想的是人类可以达成技术突破 &&经济危机和信息社会促成无产阶级集体意识的觉醒--》迫使统治阶级作出有利于生产力发展的调整 --》逐步过渡到共产主义社会。我无法证伪你的设想,不过你其实也无法证伪我的。

在我理解内,你在上面说的新能源,其实就是成本和规模的问题。虽然太阳光和风力本身廉价,但是人类技术和资源能否支持足够大的发电体系是个问题。能还是不能,尚无最终答案。不过进步是很多的,做研究的很多。有生之年,我应该能看到答案。如果不能,人类在用尽一切手段之后,最终被迫走向你所说的合理规划全球/全国资源、根据社会主义原则平均分配的模式,可能是最后选择中最好的一个。而如果技术突破能实现,那么人类就有能力追求更好的结果。

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