滕海鍵：人類開發(fā)利用能源的歷史進(jìn)程與啟示

　　人類歷史上第一次意義重大的能源進(jìn)步，是對火的控制和利用。大約五十萬年前，直立人就已經(jīng)學(xué)會(huì)了用火。對于史前人類而言，火的作用不可小視。火使人類走出了茹毛飲血的時(shí)代，增強(qiáng)了體質(zhì)，提高了智力，人口數(shù)量隨之增加，活動(dòng)范圍不斷擴(kuò)大。晚至距今一萬年以前，除了南極以外，地球上所有大陸都有了人類的足跡。通過用火來獲取有機(jī)物中累積的太陽能，使人類首次支配了一種自然力，這是人類文明史上的一個(gè)巨大進(jìn)步。

　　從生態(tài)環(huán)境的角度來看，人類歷史上第二次重大能源進(jìn)步是距今萬年前后農(nóng)業(yè)的發(fā)生。通過種植作物與馴養(yǎng)家畜，人類更有效地把太陽能轉(zhuǎn)化為食物、熱量和動(dòng)力。農(nóng)業(yè)文明時(shí)代的燃料是薪柴，動(dòng)力有人力、畜力、風(fēng)力和水力等。距今約六千年前，烏克蘭大草原上的人們將馬馴化為馱獸，來拉運(yùn)貨車和戰(zhàn)車，用以騎乘。公元1000年左右在波斯出現(xiàn)了風(fēng)車，此外在中國沿海及荷蘭等多風(fēng)地區(qū)，也經(jīng)常能看到風(fēng)車。1650年的荷蘭，在需要抽水的農(nóng)村，至少矗立著8000座風(fēng)車。水車源自中亞和東亞，從歐亞大陸到北非，在大河溪流之畔，經(jīng)常能看到水車。

　　化石能源的開發(fā)和利用是人類歷史上第三次影響深遠(yuǎn)的能源進(jìn)步?；茉词且环N儲存了太陽能的生物質(zhì)，經(jīng)由漫長的地質(zhì)年代形成。迄今為人類開發(fā)利用的化石能源有泥炭、煤炭、石油和天然氣等。泥炭是一種初級化石能源，這種能源在多沼澤的荷蘭儲量豐富。荷蘭是第一個(gè)采用泥炭為主要燃料和動(dòng)力的國家，由此開啟了人類利用化石能源的時(shí)代。英國本土藏有豐富的煤炭資源，且有很長的煤炭利用史。在此基礎(chǔ)上，18世紀(jì)的英國發(fā)生了近代史上最重要的能源技術(shù)革命，即高效利用煤炭的蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用。這一變革使英國突破了制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源瓶頸，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛并確立了世界頭號強(qiáng)國地位。源于英國的化石能源技術(shù)革命開啟了近代世界工業(yè)文明的歷史大幕，極大地促進(jìn)了工業(yè)化國家生產(chǎn)力的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長。

　　不過，以煤炭為燃料的蒸汽機(jī)龐大笨重，燃煤還會(huì)造成嚴(yán)重的空氣污染。由煤炭制成的煤氣儲存與運(yùn)輸成本高，并且有爆炸危險(xiǎn)。被發(fā)現(xiàn)的石油是一種比煤炭能量更高且更容易儲存和輸送的化石燃料。起初人們對石油的需求不大，直到19世紀(jì)中葉，當(dāng)人們了解到無法再依賴鯨脂照明時(shí)，才開始對石油產(chǎn)生了更大的需求。幾乎同時(shí)，從石油中蒸餾煤油的技術(shù)取得突破，由此掀起了第一輪石油開發(fā)熱。

　　19世紀(jì)末，以石油為燃料的內(nèi)燃機(jī)被發(fā)明出來。此后不久，效率更高的柴油機(jī)和渦輪機(jī)先后問世。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，隨著內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明、應(yīng)用和改進(jìn)，汽車和飛機(jī)被制造出來并應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中。一個(gè)多世紀(jì)以來，發(fā)動(dòng)了轎車、卡車與拖拉機(jī)的內(nèi)燃機(jī)，可以說是地球上最有影響力的發(fā)明之一。整個(gè)20世紀(jì)，人類嚴(yán)重依賴石油，使石油成為決定國際事務(wù)、影響世界歷史變遷的主要因素之一。

　　晚近得到開發(fā)利用的化石燃料是天然氣。天然氣是儲藏于地層中的烴類和非烴類氣體混合物。現(xiàn)代意義上的天然氣開發(fā)利用始于20世紀(jì)20年代的美國，最初主要作為照明、取暖和炊煮的燃料。在美國，二戰(zhàn)后特別是20世紀(jì)70年代以來，隨著輸送管道網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，天然氣在居民生活和工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。1965年以后，天然氣在西歐一些國家也得到較快發(fā)展。如今，天然氣在很多國家都成為一種不可或缺的能源，特別是在民用生活領(lǐng)域。

　　19世紀(jì)中葉，對更為便捷靈活的動(dòng)力和交通運(yùn)輸條件以及更充足照明的需求促進(jìn)了人類歷史上新的一次重大能源進(jìn)步的發(fā)生——電力的發(fā)明和應(yīng)用。到19世紀(jì)末，西方社會(huì)迅速進(jìn)入了電氣化時(shí)代。電力被人類學(xué)家視為現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志和象征。電力引起許多國家，包括十月革命勝利后的蘇俄的高度重視。1920年，列寧在全俄國民大會(huì)上講道：“共產(chǎn)主義是蘇維埃力量加上整個(gè)國家的電氣化。”內(nèi)戰(zhàn)后蘇聯(lián)建設(shè)了許多發(fā)電廠。美國也建設(shè)了越來越多用來發(fā)電的水壩，這些水壩及其產(chǎn)生的電力在美國研發(fā)原子彈時(shí)發(fā)揮了重要作用。

　　20世紀(jì)尤其是20世紀(jì)下半葉，人類在能源開發(fā)利用的道路上又取得了重大突破，通過控制原子核的變化——核裂變和核聚變來獲取巨大的能量。20世紀(jì)三四十年代，納粹德國和美國等都進(jìn)行了核裂變實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)施曼哈頓工程，美國取得成功并于二戰(zhàn)結(jié)束前在日本廣島和長崎投下兩顆原子彈。二戰(zhàn)后人類希望和平利用核能。20世紀(jì)50年代，蘇聯(lián)、英國和美國先后建設(shè)用于發(fā)電的核反應(yīng)堆。其后，世界大部分工業(yè)化國家紛紛建造自己的核反應(yīng)堆用來發(fā)電。然而，頻發(fā)的核事故消解了人們對核電的熱情，發(fā)展核電也遭遇了越來越大的阻力。

　　相比化石能源與核裂變，受控核聚變因其能產(chǎn)生巨大能量而備受期待。核聚變產(chǎn)生的放射性物質(zhì)不多，也不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳及其他污染物。未來氫聚變是一種理想的選擇，但技術(shù)突破依然是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。

　　回顧人類對能源開發(fā)利用的歷史，可以得出以下幾點(diǎn)啟示。首先，人類開發(fā)利用的能源類型一直在拓展，能源開發(fā)利用技術(shù)也在不斷進(jìn)步。這種拓展和進(jìn)步的動(dòng)力源于既有能源結(jié)構(gòu)對人類生存和發(fā)展的制約。從根本上說，是人類對更有效率的生產(chǎn)和更便捷生活的追求提供了原動(dòng)力。其次，能源結(jié)構(gòu)的演進(jìn)有歷史的階段性。能源的轉(zhuǎn)型往往是一種緩慢的、長期的過程，一個(gè)新能源時(shí)代的到來并不意味著原有能源利用方式的消失。再次，在歷史發(fā)展的進(jìn)程中，能源的豐富與能源類型的轉(zhuǎn)換固然重要，但更重要的是能源技術(shù)的創(chuàng)新及能源新用途的發(fā)現(xiàn)。在很多情況下，并非因獲得豐富的能源，而是能源技術(shù)創(chuàng)新造就了不同國家和地區(qū)發(fā)展的差異。最后，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人口的增加，人類對能源的需求也一直在增長，不斷增長的需求與能源稀缺構(gòu)成了一對矛盾，由此也成為引發(fā)各種社會(huì)沖突的一大根源。

　　目前，在能源問題上人類依然面臨諸多挑戰(zhàn)：首先是對煤炭、石油和天然氣等化石能源的過度依賴。目前尚無其他足夠豐富廉價(jià)的能源取代化石燃料，由此也導(dǎo)致化石能源短缺與巨大的能源需求的矛盾。其次，化石燃料是導(dǎo)致空氣污染和氣候變化的二氧化碳等有害氣體的主要來源，這將使對流層溫度升高，南北極冰蓋消融和海平面上升，進(jìn)一步破壞全球生態(tài)平衡，引發(fā)一系列環(huán)境問題。

　　基于化石能源短缺及其環(huán)境影響，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和替代顯得十分緊迫。迄今，能源多樣化已經(jīng)成為一種現(xiàn)實(shí)選擇和趨勢，諸如太陽能、海浪和潮汐及地?zé)岬?，都已成為人類利用的新能源。不過，這些能源在現(xiàn)有能源利用結(jié)構(gòu)中僅占很小比重，而且還存在著不少局限。另外，挖掘現(xiàn)有能源潛力的技術(shù)創(chuàng)新也是解決能源短缺的一條重要途徑。對于個(gè)人來說，應(yīng)增強(qiáng)能源節(jié)約意識，轉(zhuǎn)換消費(fèi)觀念，倡導(dǎo)極簡生活方式，減少能源消耗和浪費(fèi)，為建設(shè)生態(tài)文明作出貢獻(xiàn)。

　　(作者：滕海鍵，系遼寧大學(xué)環(huán)境史與經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展研究院教授)