7月4日上午,来自瑞典的终身教授严晋跃博士做客空间热科学研究中心,将在中心开展为期2周的短期讲学,此次讲学,严教授将在中心开设一门专业课程,做4场专题报告,并将与中心就课题合作等问题进一步探讨。严教授的讲学以题为“Energy supply and green house gases emissions”的学术报告拉开序幕。
严教授首先介绍了瑞典这个国家:瑞典是一个地广人稀的小国,面积有三个山东省那么大,但人口只有不到九百万。虽然人口很少,但是瑞典历史上却出过很多著名的发明家,例如诺贝尔等。这与瑞典的研究机制是分不开的。瑞典政府很长时间以来,就有资助科学研究的传统,他们的教育系统也比较发达,大学承担了大多数基础研究。学校不收学费,三分之一的瑞典人都可以进入大学读书。瑞典虽是一个小国,但人均科研经费,人均专利数都在世界上名列前茅。并且拥有一大批世界顶级公司,如:ABB,爱立信,沃尔沃等等。
在报告中,严教授首先介绍了可持续发展的问题。可持续发展就是要实现经济、社会、环境三者的协调发展。人类和自然界目前是一种sources和service的关系。人类从自然界获得煤、石油、天然气等资源,得到照明、温暖、凉爽等服务。讲到这里时,严教授打了一个非常生动的比方。他用大家都非常熟悉的卡诺循环,来描述这种source——service的关系:nature既是这个循环的冷源,又是热源。人类从热源中得到sources,然后通过能源技术将它转化为service向外输出,同时又往冷源中排放waste。这就对自然界造成了一定的破坏。可持续发展就是要协调解决这个问题。
但目前,可持续发展遇到了许多挑战。这些挑战包括世界人口的不断增加,人类的粮食供应问题,水的安全问题,能源安全问题以及气候变暖问题。其中又以气候变暖问题最为突出。因为,气候变暖会影响到人类的粮食问题,水资源的安全问题等,从而对可持续发展造成更大的挑战。
气候变暖是由温室效应问题引起的。自工业革命后,CO2等温室气体(Green House Gas,GHG)被大量排入大气中,使得大气中CO2的浓度急剧上升,产生温室效应,从而导致全球气候改变。
严教授认为全球变暖有两个原因:increase emissions 和decrease carbon sink.。一方面,increase emissions 大大加剧了温室效应,而另一方面,decrease carbon sink,即森林等可以吸收CO2的绿色植物大量减少,也增加了大气中温室气体的含量。
目前要想降低大气中温室气体的含量已是不可能的了。我们所能做的只是减缓它的增加,削弱全球变暖的趋势。降低大气中GHG含量的方法有:减少温室气体的排放,提高能量的利用效率,大力开发可再生能源,储存CO2。
这表明,未来的能源技术发展将会有下面的趋势: 1. larger become more larger;2. smaller become more smaller;3. Integration of energy technology。
我们可以通过合理的设计,把各种能源技术结合起来,实现CO2的零排放甚至负排放。例如,严教授提出的“Managing Climate Risk”方法,就是把使用生物质这种零CO2能源和储存CO2技术结合起来,从而实现系统CO2的负排放。
现在已经出现了很多高效率,低排放的技术,但这些技术的成本都太高。现在的关键是降低这些技术的成本。
最后,严教授指出,防止全球变暖最有效的方式,就是节能。我们现在的生活方式浪费了太多能源。我们必须reduce our demands for service,也就是change life style。