“科技视野”系列之十一
能源危机与新能源开发
21世纪，“能源”成为国家间竞争的焦点。人类的一切物质活动，都离不开能源的支持。如今，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题，正威胁着人类的生存与发展。探索新能源，是人类面对即将到来的能源困境，寻求可持续发展的一条生路。能源危机背景下如何生存，是人类共同面对的问题，让我们一起来找寻答案。
【正Ｅ视点】
生存只留给有准备的人，大自然永不眷顾弱者！
能源危机下的世界与生存指南
吴坚
这是一个富足的时代，灯红酒绿的城市一如晚空的星斗，闪烁宝石的光辉，照耀着人类生活的幸福！我感谢这给我幸福的光明和热力。
一亿年前，数以亿万计的微生物、植物用千万年的时间开始收集太阳的能量，并把这能量储藏在大地的深处，它们是煤、天然气和石油。正是它们，赐予人类新的力量与光明，使人们获得了从未有过的舒适与富足。在过去的100年里，世界人口从17.5亿增长到70亿，超过20亿人移居城市。城市是人类文明的象征，但也是无止境地消耗有限能源的炼炉。据资料显示，仅仅100年，世界所剩下能源储量为：石油够人类使用40年，天然气55年，煤炭152年。一个有关能源的新名词就此诞生——能源危机。
有很多乐观的人士安慰我说：“现代科技这么发达，人类一定会找到替代能源的……”但根据我的了解，人类对能量现象的探索和研究，早在上世纪50年代，就到了登峰造极的程度。可利用的能源，人类都利用了，没利用的，不是代价过高，就是无法利用。举例来说，除水力发电有明显的功效，迄今为止，作为主要的替代能源的新能源——燃料电池、氢能、甲醇、太阳能、生物能、风能、潮汐能等都没有得到有效的开发。
由此，可预见的未来是：能源危机必将到来。就连爱因斯坦也说：“我不知道第3次世界大战会用什么样的武器，但我知道，第4次世界大战，人们用的武器将是石块和木棍。”这种可怕情况，迫使我去想象和思考能源危机下的世界及人要如何生存的问题。
一、能源危机后的世界
1、能源危机可直接导致经济危机，甚至经济崩溃，国家和区域间的冲突加剧，可能爆发大规模战争。
2、作为消耗能源最多的城市，能源危机最先从城市开始降临，人们将会大量地从城市涌出，逃到农村地区以获得最基本的生存。
3、燃油的短缺使数亿计的汽车无法开动，飞机无法起飞，轮船无法航行，现代的交通运输业全面瘫痪，世界将回到牛马和人力为主要交通动力的时代。
4、能源危机使电力供应锐减，工厂停产，生活品匮乏，人们的生活物资严重匮乏，拾荒者大量涌现。
5、丧失电力的城市，暖气、热水、照明、空调和制冷设备都将停止，过去舒适的家园变得连生活的基本保障都无法实现。
6、失去了农药和化肥支持的农业，粮食将大量减产，食物短缺在全球蔓延。
7、寒冷和饥饿下的世界，为了生存的人们几近疯狂，国家机器可能会失去维护秩序的作用，暴力和抢劫等恶性事件会发生在有人的地方。
8、能源危机的终极后果是：大自然的意志降临，世界将以优胜劣汰的自然法则和不眷顾弱者的精神对待人类，平均4个人中只有一个人可能活下来，大自然会强力把人口数量拉回到地球没广泛使用能源前、可再生资源能支持的人口生存数量。面对这样世界，你想象过怎样度过生存的难关吗？
二、能源危机下的生存指南
1、选择新的生存之地
如果能源危机不可逆转地发生了，数百万人聚集在城市里，要吃要用，又缺少物资供应，怎么存活呀？最好的选择当然是到农村去。这里，建议你和在乡村生活的亲属保持密切联系，如果那样的一天到来，你将不得不依靠他们，才有一个临时避难所。
而从长远生存角度着想，已经失去家园的你，应该尽可能向靠近赤道的热带迁移，因为热带对能源的依赖性最低，绝不会发生因为没有取暖而冻死人的情况。同时，这类地区植被丰富，食物获取相对容易。这里，特别要求学好地理知识，并了解热带丛林环境的危险以及可以利用的生存资源。
2、吃是生存的第一要务
食物短缺的世界里，没人会为你提供吃的，如果有，也会奇贵无比，非钞票可以买到。寻找水源、食物、做熟饭菜将成为人最重要的能力。有远见的你现在就应该自我训练，到农村去，在完全不依赖现代电气厨具的情况下，学会最老式的做饭方法。此外，你还要学会粮菜作物的种植与栽培，脱水食物制作，野生可食用植物的识别。因为，在饥饿的世界里，生产和寻找食物、储藏食物的能力显得比做饭本身还重要，否则，你将面临巧妇难为无米之炊的困境。
3、徒步迁移能力是你生存的希望
背负20公斤物品徒步10公里，是你必须达到的体能底线，此外，你还要具备穿越山谷与河流的经验。因为，在交通瘫痪的世界里，你不可以指望任何机动车辆载你到目的地，如果有，也人满为患，你也绝无上车机会。即便你有车，也会在半路因缺少燃油而抛锚，成为路边的新废铁。自行车虽是不错的选择，但在那种危难的世界里，安全的公路会很少，在你和你要到达目的地之间，劫道的可能比唐僧去西天取经遇到的妖怪还多。哪里难走走哪里，翻山、越岭、跨河的安全系数比走公路高得多，自行车也不是最好的选择。只有“11号自动车”是你最明智的决策。
4、为自己配备一个生存盒
它是一个体积小、重量轻、坚固、防水、便于携带的盒子，里面装上关键时刻可以发挥大作用的小用品。基本配备：A手电筒：照明用，手压充电的那种；B地图册和指南针：方向识别和查地理位置；C哨子：帮助你在短距离传递重要信息；D取火器：不是打火机，而是火石；E放大镜：用途多得难以想象，可聚光点火；F多功能刀：集合了扳子、起子、锯条、小刀等众多功能的刀；G蜡烛：照明、保留火种，发出热量，密封防水材料；H肥皂：用来清洁，肥皂水也是食物中毒后有效的催吐剂；I手表：告知我们时间；J救生毯：小巧方便折叠、保温效果好的；K净水设备：微孔陶瓷的滤水器可以处理一般自然污水；L绳索：要非常结实那种，它有你想象不到的广泛用途；M药品：止血带、抗生素、止泻药、维生素是主要必备药品；N笔和小本子：重要的基本资料，一定要备份到纸上，因为，如果时间一长，一切用电的东西都会罢工。
5、仅为生存的防卫
能源危机、经济崩溃下的世界可能没有警察和秩序，偷盗、抢劫等暴力事件将处在失控的状态。世界曾经上演的人吃人的惨烈历史警告着我们，在任何情况下，人都要学会用武力保护自己与家人的能力。因此，你要练习徒手格斗、投掷石块的技能；还要学会匕首、枪械的基本使用方法等。
6、加入生存团队
可能的话，加入一个生存团队，毕竟团队的力量大于个人，什么英雄也比不上团队的力量。这个道理你懂的！
限于篇幅，无法更多更详细地介绍生存方法和技能，这里推荐有关个人生存的资料和电影，供你学习和参考。资料有：英国皇家特种部队权威教程《生存手册》、格雷戈里·J·达文波特《野外生存完全手册》、美国陆军部《一招制敌：徒手格斗大全》、一本救命的书《怀斯曼生存手册》。电影推荐：《末日危途》讲述了人类在遭遇大灾难摧残后，一对幸存下来的父子在万户萧疏的废墟里挣扎，由于其他幸存者都在忍受饥饿的困扰，人吃人的惨象不可避免地发生了……
在这个世界里，危机的事件来临前多没有预兆，更多的人因为缺少准备而失去生存的机会。
最后，让我们再读这句话：生存只留给有准备的人，大自然永不眷顾弱者！
（作者系翔宇昆虫博物馆馆长）
【新能源词典】
“新能源”是传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如核能、太阳能、风能、生物质能、地热能和氢能等。
核能
核能（nuclear energy），是由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。核能主要来自核分裂和核融合。核能可由很少量的燃料生成庞大的能量，如1公克的铀-235完全分裂后所产生的能量，大约和燃烧2000公斤的石油，或3吨重煤炭的能量，或是看23万小时电视（100瓦特）的电能是相同的。核能是人类最具希望的未来能源，目前人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，正在积极研制之中。不论是重元素铀，还是轻元素氘、氚，在海洋中都有相当巨大的储藏量。
太阳能
太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。近代已发展了许多太阳能转换能源的应用，如太阳能热水系统、太阳能暖房系统、太阳能发电、太阳能蒸馏法、太阳能炊具、太阳能冷房、太阳能冷冻系统、太阳能电池等。
风能
风能（wind energy），是地球表面大量空气流动所产生的动能。人类很早以前就懂得利用风力在日常生活上，如使用风车来取水、灌溉、磨麦、木材加工等，其他如风力推动帆船、滑翔机等。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。
生物质能
生物质能（biomass energy），是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。目前人类对生物质能的利用，直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等，间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾和藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。
地热能
地热能（geothermal energy），是来自地球深处的可再生热能，它起源于地球的熔岩浆和放射性物质的衰变。在火山和地震多发区，因火山形成作用，地下水被加热而形成温泉、喷泉、地热井等，提供了丰富的地热能。人们早已利用温泉沐浴、烹饪、暖房等，近代则利用地热发电。地热能的分布相对比较分散，开发难度较大。
氢能
氢能(hydrogen energy),是通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%。氢能具有燃烧热值高的优点，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源。目前，氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。
【未来新视窗】
未来可能出现的新能源
现如今，煤炭、石油等传统能源的大量使用，导致了化石燃料的耗竭和环境污染，于是，新能源的开发与利用成为了一种必然选择。太阳能、风能、核能、地热能、海洋能、氢能是新能源大家族中的重要成员，未来可能还有一些新型能源会出现在人们的生活中。
人体能量
如果你生活在大城市，那么在不久的将来，你的身体也会成为一种城市能源。美国的研究者认为，人类活动——如跑步、散步等都可以利用来产生能量。美国麻省理工学院建筑和规划系的学生詹姆斯·格拉汉姆（James Graham）和撒德尤思·朱思雅克（Thaddeus Jusczyk）设计出一个可将人行走时产生的能量转化为电能的“概念性城市设计”。在城市里铺设采用压电材料制作的地板，内装动作感应系统，可将行人的每一个行走动作瞬间产生的能量都转换成电能。他们的这种设计可以实现未来城市的基础设施照明，是未来城市基础能源的一种很有借鉴的新能源替代方法。
粮食能源
迅速增长的生物燃料让我们得到启示：粮食永远伴随人类的一生，那么粮食产生的能量也会永远伴随人类一生。澳大利亚的一家公司就已经从椰子上开始生产能够替代柴油的新能源“椰子油”了。椰子作为替代柴油的燃料由来已久，在第二次世界大战期间，由于柴油供应短缺，在当时的菲律宾，椰子油就成为一种受当地人喜欢的替代燃料，大约半打椰子就可以生产出一公升汽油产生的能量。目前，世界各国都在开始研究粮食能源，希望从伴随人类一生的粮食上找到未来可替代石油的能源。
藻类能源
在科学家的眼中，藻类是地球上石油和天然气的来源，而且藻类被环保者和能源生产者视为最环保的物质。有数据表明，每亩面积的藻类可以产生比传统的乙醇来源（如玉米）高产15倍的能源，这些绿色植物甚至可以像海绵一样如饥似渴地吸取二氧化碳。在过去，用藻类制造提取能源的费用非常昂贵，加上藻类的生长受众多条件限制，阻碍了其作为大规模生物燃料的生产应用。特别是藻类需要在大量的阳光下才能生长，这制约了藻类能源的发展。但美国旧金山的Solazyme公司却设计出了一个新的办法，他们在黑暗的环境中用糖喂养海藻，然后再提取加工成各种燃料。目前该公司还在尝试实验转基因藻类植物的提取和加工，一旦未来得到许可，转基因藻类将成为重要的新能源。
垃圾能源
在上世纪80年代好莱坞影片《回到未来》中，疯狂的科学家用香蕉皮、蛋壳和其他形式的垃圾转变成气体，来作为时间旅行机的燃料。现在，好莱坞科幻电影中的情节变为了现实，加拿大拟建造北美地区规模最大的汽化垃圾发电厂。科学家相信在经过初期焚烧发电的简单工艺之后，新技术的出现在未来有望引领垃圾发电进入新阶段。该新型垃圾发电厂号称北美第一的汽化垃圾发电厂。整个项目将耗资1.25亿美元，建成之后每天能吸收城市生活垃圾400吨，每天发电量可达到21兆瓦。废物转化为能源一直很有争议，批评人士认为在产生能源的同时会伴随出现温室气体。但科学家发明的一种名为等离子电弧汽化发电的技术，这种技术在经济成本和环保指标上具备很大优势。
天气能源
刮风下雨，也许也会成为未来人类使用的能源，这听起来有点不可思议，不过加拿大工程师路易斯·米彻尔德（Louis Michaud）正在实验一种新的清洁能源产生方式：人造龙卷风。他提出的大气能源转换理论非常吸引人，这个理论并不复杂，当气流上升温度升高时就会引起温度的差异，于是空气随之开始形成漩涡，漩涡带动发电机的涡轮机产生电能。此时的漩涡已经是可以抵达对流层的真正龙卷风了，其风速高达每小时200英里。用这种发电系统能够产生200兆瓦特的电能，这足以供给20万户家庭的用电需求。在日本，寒冷的天气也不会被白白浪费掉，日本北海道新千岁机场使用冬季的积雪为夏天机场的候机大楼降温，机场跑道使用顶级的隔热设备，能够最大限度地减少积雪融化。
——来源于网易探索
【历史足迹表】
人类利用能源足迹表
人类文明的每一步，都和能源的使用息息相关。回顾人类利用能源的历史，根据所使用的主要能源不同，可分为柴薪、煤炭和石油三个时期。
第一代主体能源——柴薪
柴薪是人类第一代主体能源。从火的发现到十八世纪产业革命期间，树枝、杂草一直是人类使用的主要能源。柴薪不仅能烧烤食物、驱寒取暖，还被用来烧制陶器和冶炼金属。人们用草饲养牲畜，靠人力、畜力并利用一些简单机械作动力，从事手动生产和交通运输，马车成为农业文明时代最主要的交通工具。
第二代主体能源——煤炭
十八世纪欧洲产业革命开创的工业文明，逐步扩大煤炭的利用。煤气灯的使用，照亮了人类的漫漫长夜。蒸汽机的发明，使煤炭一跃成为第二代主体能源。以煤炭作燃料的蒸汽机的使用，使纺织、冶金、采矿、机械加工等工业获得迅速发展。同时，蒸汽机车、轮船的出现，使交通运输业得以巨大进步。十九世纪以来，电磁感应现象的发现，使得由蒸汽机作动力的发电机开始出现，煤炭作为一次能源被转换成更加便于输送和利用的二次能源——电能。
第三代主体能源——石油
公元前250年，中国人首先发现石油是一种可燃的液体。1854年，美国宾州打出了世界上第一口油井，石油工业由此发端。十九世纪末，发明以汽油和柴油为燃料的奥托内燃机和狄塞尔内燃机。二十世纪初，福特研制成功了第一辆汽车，此后，汽车、飞机、柴油机轮船、内燃机车、石油发电等，将人类飞速推进到现代文明时代。到1960年代，全球石油的消费量超过煤炭，成为第三代主体能源。