“诺贝尔奖获得者北京论坛”是由北京市人民政府主办的世界顶级学者共同参与的高水平国际学术交流活动，此次来京的诺贝尔奖得主们又将开辟一个全新的研讨领域：在“人类的和谐与发展”的永久性主题之下，本届论坛年度主题确定为“能源与环境”。
本场论坛嘉宾：
国务院发展研究中心副主任李剑阁
美国哥伦比亚大学教授罗伯特·蒙代尔
中国科学院电工研究所研究员王文静
澳大利亚新南威尔士大学教授马丁·格林
中国科学院工程热物理研究所副所长黄伟光
中国科学院广州分院院长陈勇
中国科学院生态环境中心研究员贺泓
美国加利福尼大学教授盖博·索马杰
中国科学院过程工程研究所研究员张锁江
前瑞士联邦理工学院苏黎世分校教授洛塔·雷
北京工业大学副校长、中国科学院院士张泽
美国麻省理工学院教授理查德·施罗克
(09:14)主持人（中国科学院电工研究所研究员王文静）：马丁·格林现任澳大利亚新南威尔士大学教授、超高效光电学研究中心执行研究主任，同时担任南玻集团经理。南玻集团专门生产并销售南威尔士大学研制的多晶硅薄膜太阳能电池。格林教授领导的小组对光电技术的实验研究和商业推广作出了重要贡献，研制出了世界上效能最高的太阳能电池和组件，并成功经营了数家生产周边产品的公司。
(09:16)主持人：格林教授发表了有关太阳能电池的论著六部，有关半导体、微电子、光电子和太阳能电池的论文多篇，曾获多项国际大奖，包括1999年澳大利亚奖、2002年“优秀民生奖”和2004年世界能源技术奖。现在欢迎马丁·格林教授给我们做讲演。
(09:17)马丁·格林：大家早上好，非常高兴今天早上能够来到北京，感谢主办方邀请我在这个论坛上发言。主办方提出希望我能够在这个论坛上谈一谈太阳能的发展情况，这是一个很大的题目，只有20分钟的时间。太阳能可以转换成各种形式的能量，实际上很多现有的能源比如说光能还有化学能源都来自于太阳能。
(09:17)马丁·格林：今天想以什么样的方式直接使用太阳能，以及我们掌握的技术。太阳能水加热是很重要的组成部分，我会谈到如果利用太阳热能进一步聚焦太阳热能，把它用于水加热到一定程度实现发电。另外我还会谈一谈光电学的问题，光电技术也就是把太阳能进一步聚焦转化成电能。可以说是一种更为直接利用太阳能的方式。
(09:19)马丁·格林：另外还有人说谈一谈市场开发的问题，太阳能市场开发正在蓬勃发展，以前市场很小，现在发展很快，主要是在光电领域。这可以说是太阳能发展的新领域，在未来五年有很大的潜力，在未来领域有更多太阳能的装置在全球得到普及。我看到几乎每年这个装置的安装数量都在成倍增长。
(09:20)马丁·格林：我们正处于一个技术日新月异的时代，太阳能电池技术的发展也取决于多晶硅技术的发展，同时在这个技术当中我们也采取更有利于市场化的技术来推展。中国在太阳能事业发展方面取得很多成就，有很多中国公司都在制造大量的太阳能电池，最大的是桑塔克太阳能电池。在这个领域上中国也会成为重要的参与方，因此我很高兴看到在这个领域有很多中国科学家和中国企业取得很大成就，我也希望在未来与他们进一步加强交流，共同为能源的发展做出我们的贡献。
(09:21)马丁·格林：这是德国研究小组的研究成果，也就是未来全球能源发展和气候变化的展望。我想他们要做的就是在过去和未来能源发展结构都会有所变化，同时他们研究了对于相对来说使用各种不同能源所释放二氧化碳的情况。这是比较典型的对未来的展望，这也是普遍最好的方式，他们研究不同的课题，其中包括环境问题、经济问题、社会影响以及对于整个不同网络的影响，各种各样的问题。同时，研究这些问题就是让我们进一步认识到如何实现一个可持续发展的未来…
(09:24)马丁·格林：比如说这是全球能源消费的状况，大部分能源消费都来自化石能源，主要是棕色这部分，主要是天然气和石油。天然气、石油是全球能源消费的主要支撑。这是他们能够想到的最好办法。如果大家可能控制所有这些相关因素，可能出现这种状况，最容易控制的是气候变化，大家希望进一步减缓气候变化带来的负面影响。我想再次强调这是能源过渡最好的想法或者设法。在未来十到二十年可能会产生这种过渡期。也就是我们从一个化石能源转向生物质能、太阳能、风能等可再生能源的过渡期。到2050年，这个咨询委员会认为这是技术上可行，未必政治上可行。到2050年我们可以通过太阳能发电来满足四分之一的能源需求。这也是今天早上我要跟大家探讨的一个领域。
(09:25)马丁·格林：从这个研究报告中我们可以看到至少这个技术可行的，也就是在2050年初级能源是由太阳能发电来满足能源消费的。这个咨询委员会认为对未来的能源供应并没有更好的选择办法。如果要想实现长期可持续发展技术，委员会提出除了太阳能发电没有更好的替代方案。同时这个委员会还提出在这一阶段实行成功和平稳过渡的其他数据。同时比如说通过碳封存、碳捕捉有多少二氧化碳等等。
(09:27)马丁·格林：这张图表显示有百分之零点零二太阳光最终到达地球表面，要是说到太阳光的可持续程度我觉得这一点完全没有问题。这张图显示目前的情况，以几瓦来计算的增长情况，特别是来自发电站的增长情况，现在一些新的技术得到应用和推广，其中也包括太阳能加热的问题，有很多能量是来自太阳能加热，这对于能源的供应来说是最大的新增长领域之一，如果使用太阳能加热可以减少建造使用15%的燃煤电站。
(09:28)马丁·格林：在未来五年现在这个形式还会继续下去。同时核能发展也在不断继续，核能发展的速度相对来说还是有限的，同时到底核能的发展对于全球气候变化会产生什么样的影响，现在大家还没有一个公论。
(09:31)马丁·格林：下个领域是光电技术，我在这个领域花费的技术最多。在去年我们在这个领域的开发取得的一定程度的突破。而且我认为这种趋势会不断地发展下去。为了实现德国气候变化，咨询委员会所提出这个目标就是2050年之前实现25%的初级能源消费都是由太阳能提供的。我们看一看这张图表，比如说每年新增的太阳能发电设备的状况，那些红线代表的我们认为如果按照这种形式增长会产生什么方式。太阳能产业必须以这种形式发展下去特别是红线所呈现的发展趋势。
(09:31)马丁·格林：风能的发展基本上按照人们的预测来发展的，我想它的发展最终会达到咨询委员会提出的目标。但是我们看到光电发展的技术要比原来人们预期好得多。因此我们认为在这一领域技术的发展会以更加快速的方式增长，而且目标的达到可能会更早一些。一开始这个产业可能比较小，比较有限，但是当这个产业进一步壮大的时候，它产生的效应就会越来越明显。
(09:33)马丁·格林：下面分别谈一谈这三种不同利用太阳能的技术。第一是有关太阳能加热，不同种太阳能加热的方式。比如说在澳大利亚还有在欧洲我们经常使用屋顶太阳能加热方式，在中国经常使用的这种技术。在右边的图上是中国比较常见的太阳能加热方式。太阳能热市场最大的份额来自中国，中国占全球份额很大一个组成部分，而且是全球上最快的市场之一。中国不仅在利用太阳能，而且自己的市场也比任何其他国家和市场增长更快。欧洲也在利用太阳热，但是我们可以看到中国相对于欧盟它的份额要远远大于欧盟的份额。中国利用太阳热能的成本远远低于在欧洲，可以看到对中国太阳能制造商来说市场潜力非常大。
(09:35)马丁·格林：跟这个有关的几个问题，在澳大利亚有一个审美问题。比如说有一些人不愿意在某些地区的房顶上安装太阳能接收设备，我知道对于中国的城市可能也提出类似的问题，他们认为这样不够美观。另外一个问题就是即使这样的太阳能，使用初级的接收能量是没有任何成本，但是之前要付出预期的成本来安装接收的设备。还有在中国大量使用的太阳能热水器，比如说很多情况有一定的储备，但是没有后备的储备。可能会出现在使用过程中比如所需热水需求不足的情况，在这种情况下，很多人开始使用电力的加热器。如果在这种情况下使用电力的后备加热器，可能情况会更好一些。比如你还可以使用更加复杂的加热设备，其中可以包括使用热泵等。另外也可以用天然气作为后备的能源储备。也许我们应把太阳能加热跟其他不同形式的加热形式结合在一起。这是我简单谈一谈有关太阳能加热的问题，以及有关市场开发问题。
(09:37)马丁·格林：谈到聚焦式太阳能发电，这是非常有趣的一点。在1980年以后的十年，这个技术还是非常雏形的技术，现在看这个技术有了广阔的发展。主要是把太阳光聚集在一个表面上，然后使它直接产生一种能量，把它转化为电能。卢比亚教授也提到成本相对很低，也很有吸引力。也就是说有大面积的接收槽，把它聚焦在很小的面积上产生能量。因为接收器非常具有聚焦性，损失很少。
(09:38)马丁·格林：这是另外一种聚焦器，它产生的不是热的流体，而是电能。比如说搅拌式的发动机产生电能。另外还有光电接收装置，同时在终端有一个转换器，大家可以从图表中看到这一点。这都会进一步提高这些技术的效能，而且在过去几年当中这些效能在不断增加。这就是使用现有的技术的聚焦式的太阳能发电。
(09:39)马丁·格林：现在也看到储电的问题，这是目前最有效的聚焦式太阳能发电。这也是目前规模最大的一种。这是在1989年建造的，到现在有很长时间了。大家可以看到这个设置的规模有多么大。过去集热器只有10%的效率，它产生的电能大概只有三个燃煤电站，但是随着效能的不断增加，我们可以看到发电的数量也在不断增长。大家可以把太阳能储存在这些管道中进行流动的热流体中，然后我们也有把热流体储存的罐装物质。另外还可以使用把天然气和太阳能结合在一起的体系。最近因为在全球有很多这种激励措施，在这个体系发展中有很大市场，相对来说储存成本很低。而且对于相比光伏电池板来说它的技术很低。
(09:41)马丁·格林：现在看一看在这些领域存在什么问题，比如可以跟发电站等结合使用，有些地方可能不是特别适用这些技术，比如说它需要非常晴朗的天空，同时在全球这种技术的发展，比如把异国的天然气系统跟太阳能技术的发展结合在一起等。
(09:43)马丁·格林：现在谈一谈集热设备的成本。槽状的集热设备每平方米250美元，镜面每平方米40美元，镜面从成本来讲跟光伏电池板的成本相比比较有吸引力。大家在制造薄膜式光伏电池板的时候最终付出的成本跟使用这些聚焦设备差不多，而且在光伏电池板制造业成本是在迅速下降。
(09:45)马丁·格林：最后再简单谈一谈光电技术问题和它的应用。在这一领域有多样性存在，也就是有很多存在的形式，比如可以是小型的发电站，可以是传统的发电机等，可以使用这种技术来实现远距离的发电，所以这是一个经济可行性的技术。目前各国也采取了政策激励措施鼓励大家使用光电技术。
(09:46)马丁·格林：目前很多地方使用聚焦太阳能发电的技术，光伏电也可以应用到其他的应用领域。这样主要是在零售行业里相对来说成本的低廉会比大量销售的领域更明显。在这种应用当中，太阳能电池还是可以支付的，这是德国一个体系，基本上德国人都可以买得起光伏电池板，所以这是非常廉价的应用方式，而且进一步降低了电能成本。相对来说，对于欧洲大部分地区来说发电成本要高。这是利用小型的屋顶太阳能光伏电池板的成本比较。比如说在地中海地区和斯堪维亚半岛地区使用的情况是一样的。
(09:49)马丁·格林：欧盟委员会研究中心对这些成本进行了比较，在地中海地区这些国家相对来说太阳能发电成本比较低，但是到了西欧地区比如德国地区成本就增长不少。现在特别有意思的是意大利这个地方太阳能发电成本相对来说比较低。在日本和加州因为使用这些技术出现的情况差不多，在德国由于太阳光并不是那么强烈，所以这个成本相对比较高。这是在过去几年当中德国家庭普遍使用太阳能所支付的成本，同时德国还颁布可再生能源法，对使用可再生能源提供税收上的优惠措施。
(09:49)马丁·格林：从这种意义上讲，因为税收在很多情况在上涨，相比来说使用可再生能源的成本就在不断下降。我认为这对于德国能够顺利地完成自己在京都议定书所承诺的减排目标发挥了重要作用。在可再生能源法中德国政府提出进一步使用可再生能源，比如说生物质能、风能、太阳能等等，特别是在未来十年。在美国出现商业性的安排，公司预先买一些比如未来十年的能源消费，预期这种传统性质的能源进一步上涨，他们也在进一步转向使用可再生能源。现有的技术是基于多晶硅薄膜，这是相当昂贵的技术。我也提出目前我们改进这个技术的物质，在这个领域当中我们有一个很庞大的制造业。
(09:50)马丁·格林：为了进一步减少成本，我们也采取了一系列的措施，从图表当中可以看到随着制造业规模的不断增加，成本也在不断降低。目前大家在图上看到的是薄膜式光伏电池板。
(09:50)马丁·格林：最后我想说的就是太阳能水加热对某些国家来说比如希腊有自我更新式的市场，这个市场会自己发展，虽然有一些激励措施也会帮助这个市场扩大。我相信在未来特别是在欧洲太阳能水加热会是能源提供很主要的方式。
(09:51)马丁·格林：聚焦式太阳能发电目前成本还是比较高的，我们需要市场的支持，使它能够进一步在经济上可行。比如说德国提出的关税政策特别有用，而且越来越多的国家也采用这种方式。我认为我们需要进行技术的革新来推动光伏电池的发展，虽然这个技术现在已经比较成熟，但是他有很多可以改进的领域。德国提出的一个项目也就是它提出一个目标到2050年25%的初级能源消费由太阳能提供，如果按照现在的目标发展下去这也不是不可能的目标。有一些研究小组也认为，如果实现可持续发展的未来，这也是可行的方式。
(09:52)主持人：马丁·格林先生给我们做了一个精彩的报告，由于时间限制，只提一个问题。
(09:52)提问：在你看来，在未来太阳能转化方面哪种材料可能被广泛利用的，是硅还是其他化学式的材料？
(09:54)马丁·格林：这是个非常好的问题，没有任何一个人能给出确实的回答，很多材料都可能被使用，比如使用薄膜式的硅，这是用得比较多的材料，特别是在晶片当中。另外我们也使用了其他的材料，或者考虑使用其他的材料，比如有机混合式的材料等。就好象是一种塑料的太阳能电池一样。有一些材料可能带有一定的毒素，同时这些材料要是很具有很强的耐性。有的材料也达到了很高的耐用性，很有可能还将是这种硅或者跟硅相关的材料会得到更加广泛的使用。因为有一些材料由于在某个领域当中自己的一些缺陷还没有得到利用。
(09:54)主持人：再一次感谢马丁·格林教授给我们做的精彩的演讲。
(09:56)主持人（国务院发展研究中心副主任李剑阁）：非常高兴由我主持下一节的讲演，我是中国国务院发展研究中心副主任李剑阁，今天的演讲人是非常著名的罗伯特·蒙代尔教授。下面先看一段有关他的短片。今天罗伯特·蒙代尔教授演讲的题目是《能源，有限的资源及可持续增长的经济学》，现在以掌声欢迎罗伯特·蒙代尔教授上场。
(10:00)罗伯特·蒙代尔：我特别高兴能够到北京参加诺贝尔奖获得者论坛，我讲一下能源、有限的资源及可持续增长的经济学，我会讲关于减少的回报最初的原理。这是两个世纪之前的汤姆斯·马修斯，是18世纪出生的一个社会科学家。马修斯敲响警钟提出回报越来越少的原理。这可以说是社会学理论中一个里程碑式的理论。马修斯就讲到人口增长造成的压力，而且讲到增长对于污染的压力，对于环境恶化的压力。
(10:00)罗伯特·蒙代尔：马修斯从亚当斯的国富论中学到一些东西，他从英国剑桥大学毕业，马修斯是通过人口论而著名的。他打了一个比喻，正是这个比喻使他的理论为大家所了解，他的理论是人口增长是几何增长的，而物质条件的增长只是数学的增长。和我们生存至关重要的比如农业生产，它只是二三四倍增长，而人口增长是几何倍数增长。我们这种产出可以以粮食的形式出现，为了供给我们的生存而生产的食品是持续增长的，是一条直线增长。而人口的增长是曲线增长。当然我们在讲代数和几何增长的时候，我们并不是严格意义上，我们只是讲功能上是这样的。
(10:01)罗伯特·蒙代尔：也就是说，人口的增长是更为迅猛的。这是一种数据，也就是它的理论方面，我们在做一个模型的时候，要展示这两个因素之间如何相互作用的。这张图就是我们的模型，讲了人口增长对于生产增长的影响，这条直线是生产的增长，因为人口越多，我们生存所需要的条件就越多，包括人均的食品量，生产函数表明生产量下降。当食品或者农业生产或者其他的生存方式水平比较低，人口就会减少。如果生存的条件越丰富，人口增长越多。有人不太信服这个理论，但是这个理论即使对人类社会不适合，至少在动物讲是非常准确的。意大利的数学家就曾经演变了一个非常复杂的工程式，讲了人口和生存环境之间的平衡。
(10:02)罗伯特·蒙代尔：人口增长之所以没有爆炸式，是因为有很多条件都约束了它的增长。我们现在是采取计划生育的手法，有时候是由于爆发革命，爆发暴力冲突。马修斯的理论比较悲观，人不能较大程度改善自己的生活环境，因此他的理论被叫做“灰心的理论”。如果人们的工资上升了，人口就会增加，人口增加，工资就会降下来。
(10:04)罗伯特·蒙代尔：两个世纪之前，马修斯就讲了人口增长的7倍，但是产出远远不够7倍。马修斯没有预测出19、20世纪充满活力的增长，20世纪是最有活力的世纪，至少是在火被发现之后最有活力的世纪。在农业、工业、交通都产生巨大的变化，这在马修斯时代是不可能想象的，也许我们要对它的的理论进行修正，他讲了生产力的增长，资本的增长，会导致生活资料的增长，因为人们的需求会不断增加，会对生活条件有更高的要求，在一个农业社会中，人们可能没有汽车也完全可以生活。但是在现代一个农场中就必须要有小卡车之类的工具。
(10:05)罗伯特·蒙代尔：在北美生活水平的增长是非常快的，那些受过良好教育的人群他们自我控制或者实行计划生育，因此控制了人口的增长。这时候马修斯的理论又变成一个乐观的科学，但是到了19世纪末期，科学发展好象已经走到尽头，这种乐观的科学好象也走到了尽头。想想马修斯的理论从1880到2000年人口增长7倍。如果没两百年人口就进行这样的增长，会发生什么样的事情。到2200年会有350亿人口，到2600年就会有450亿。
(10:07)罗伯特·蒙代尔：马修斯的人口论在西欧、北美、日本、中国不受影响，因为这些地区的人口增长都受到控制，但是在拉美以及在南亚各个地方还存在人口问题，但是在中国不存在人口问题。现在中国人口达到13.2亿，会增长到15.4亿，这是在2142年，然后回到12亿，这预计在本世纪末会发生，也就是说中国的人口在经历快速增长后来到七八十年代实行计划生育政策，独生子女政策，非常成功地控制了人口的增长。当然在经济学和社会学领域，我们解决不了问题，只是把一个问题变成另外一个问题，这种人为控制的增长率也带来其他的问题，比如人口的老化。
(10:08)罗伯特·蒙代尔：今天所面临的问题，不仅仅是粮食供给，而是新的马修斯理论。他和以前有所不同，我们非常担心增长的极限，环境的污染还有就是气候变化这都是新马修斯的理论。这种理论都是基于有限的能源，有限的资源，以及洁净的空气和洁净水的有限供给。现在即使增长很快，回报却减少了。存在极大的浪费，资源在枯竭，人们的收入增加了，可是资源却枯竭了。即使人口不再增长，保持稳定，这些问题会继续下去。我们的水体被污染，大气被污染，排放了很多二氧化碳，造成全球变暖。再有就是水土流失，农业用地转为工业用地，土地受到化学污染。
(10:09)罗伯特·蒙代尔：出口石油的国家可能只计算GDP的增加，却没有计算资源的枯竭对GDP的影响。采矿业也是这样，我们希望实现可持续发展，但是采矿业不普遍是可持续的。我们希望人口能够减少，我们需要资源来保护环境，防止环境进一步恶化。我们可以拿中国来举一个例子，中国增长在今后20年可以保持7%，没有任何瓶颈制约。大量的消费者增长，比如说汽车肯定会使城市污染加重。
(10:09)罗伯特·蒙代尔：中国的增长是靠高储蓄、高内需来推动的。因为中国的制造品相对成本比较低，技术比较高，外商投资水平很高，有巨大的外汇储备，它的劳动力质量很好，有80%的中国能源来自于化石能源，只有2%来自核能，煤炭是中国主要的能源，但是也是污染很严重的。根据世界银行的统计全球60%污染最严重的城市都在中国。中国未来要取决于发展核能，重要已经有几个核电站。在俄罗斯、法国都有核电站。到2050年预测核电的产量会达到300兆瓦。全球是300极瓦。
(10:14)罗伯特·蒙代尔：这是全球变暖的手段，我们需要做出很多的努力，这种努力也是很困难的。不同的地区有自己的大气循环，可能一个地区短期的趋势和全球趋势不一样。地表的气温和高空气温变化是不一样的，大气的垂直变化在每个地区是不一样的，比如说30年代早期就出现中时期的全球变暖，这和中期的发展有关系的。当时在欧洲、爱尔兰等出现早期的文明，爱尔兰几千年前还在讲这个地区所讲的语言，那个地区出现了较高的气温，这是第一次观测到超常高的气温。在过去一千年至少有时期气温要比现在低，那就是当时的中世纪。一般性的理论应该能够解释过去全球气温的上下波动和今天全球变暖的关系。
(10:14)罗伯特·蒙代尔：我们地区的气温在20世纪可能增加了一摄氏度度。批评全球变暖的那些人也承认这个事实，全球气候变化是由于工业革命的结果。美国宇航局气象站研究结果分析过去120年，从1880年到2000年有上升也有下降的趋势。上升的时期比下降的时期要多。这个图表就是我刚才改的。总是小下降大上升的趋势。一般性的理论应该能解释这个现象。但是这种气候学的变化还是相对比较新的学科，这样的事实应该可以解释。我们不希望有一个变量是不可以解释的。
(10:15)罗伯特·蒙代尔：我来总结一下这个图表，看起来很奇怪，第一个时期，一般30年一个周期，从1880年开始大致每三十年就是一个周期。看来我们又有了一个变量是需要解释的。再有就是强度，下降和上升趋势的强度不一样，上升的趋势更强，下降的趋势相对弱。我们比较了不同的地理地区，北半球、南半球、中部地区，表明地球表面的气温不一样。
(10:16)罗伯特·蒙代尔：所以关于气候变化的理论有很多种，温室气体是现在最主要的理论，还有火山爆发。还有就是太阳活动的改变，一般的模式都是寻求通过不同原因，比如自然的火山运动，人类运动这样不同的因素解释气候变化。一般来说大家接受的观点就是温室气体的排放可以导致气温上升的因素，这方面还存在很大争议，气温上升是不是会持续，是不是会影响人类的活动，这都是需要解答的问题。
(10:16)罗伯特·蒙代尔：我们对于这个模式的检测是这样的，我们观测了20世纪的气温变化，如果有一千或者两千年的数据也可以做检测，但是我们可能拿不到太可靠的数据。在1849年的时候，亚当斯曾经做过一个实验，测量降雨量的计划。当时已经有了望远镜，当时大家都热衷新的星球，用望远镜瞄准天空中一个位置。现在大家都在寻找的就是全球变暖的原因。我们应该能寻找一个新的模式预测未来天气变化的情况。谢谢。
(10:17)主持人：刚才罗伯特·蒙代尔教授做了非常精彩的讲演，由于时间关系就不再安排提问了。罗伯特·蒙代尔教授是北京市的荣誉市民，他每年都多次来到北京，我想在座各位可能有机会和他继续交流。谢谢各位。
(10:30)主持人（中国科学院工程热物理研究所副所长黄伟光）：各位来宾，女士们，先生们，上午好！我是来自中国科学院工程热物理研究所的黄伟光，非常高兴参加这次论坛，并有机会主持这场研究。首先让我们通过一个短片了解一下演讲嘉宾陈勇教授。
(10:31)主持人：我再从另外一个侧面介绍一下陈勇教授的情况，陈勇主要从事洁净煤利用技术、固体废物处理技术、生物质能利用技术、能源战略等研究。在洁净煤利用技术方面，研究了各品位煤的热解、燃烧机理及硫、氮和微量重金属的迁移行为等等。下面邀请陈勇教授。陈勇教授这次给我们做的报告的题目是《中国可再生能源技术进展与发展趋势》，下面以热烈的掌声欢迎陈教授给我们做报告。
(10:33)陈勇：女士们，先生们，同学们，大家上午好！非常荣幸能够在这个论坛与世界著名的科学家同台报告，也感谢组委会给我这个机会。这几天世界各地科学家主要是从全球的角度谈了有关能源与环境的问题，我今天主要向大家介绍一下中国在可再生能源方面发展的状况。
(10:34)陈勇：我的报告分四个方面，首先是有关发展战略问题。随着经济社会的发展，随着工业化的进程，能源与环境问题越来越凸现出来，因此发展可再生能源成为全球的共识。中国政府非常重视可再生能源的发展问题，从进入21世纪以来的一些重要的行动和举措可以看出我们在发展可再生能源方面下了很大力量，制定了有关发展可再生能源的指导方针和发展战略。
(10:36)陈勇：第二个问题，有关中国的可再生能源利用技术和发展的现状。这个图片是中国能源结构的特点，中国能源的消费量大致是世界能源消费量十分之一左右，这就意味者中国利用世界十分之一的能源满足了四分之一人口发展的需求。如果加上中国生产出口产品，应该说这个满足度更大一些。第二个特点是中国的能源经济以煤为主，60%多。这样一个能源结构必然给我们的能源利用效率和环境问题带来很多挑战。
(10:37)陈勇：再一个特点，就是在能源结构中可再生能源比例占得比较大。但是大家注意，这个可再生能源不是商品的或者流通的能源，是属于非商品，非流通能源。后面我会介绍，如果把这部分能源考虑进去，中国可再生能源利用率在世界可能是最多的，14.4%，现在可能会更多一点。从上世纪90年代开始，中国可再生能源利用率不断在翻番增加。下面从太阳能、风能、生物质能和海洋能分别介绍一下中国可再生能源发展的情况。
(10:39)陈勇：首先是生物质气化发电，我们经过20多年的努力，我们都处于比较先进的位置。生物制气化发电总装机容量也超过30兆瓦。也就是生物质沼气，全国发展户用沼气1000多万户，大中型沼气工程1000多处。再一个生物制液体燃料，到2005年国内生物质燃料已经102万吨。下面是风电技术，目前为止中国600千瓦和750千瓦的分别达到96%和64%。全国的风电厂目前有61个，总装机126.4万千瓦，在建的风厂有124个。
(10:39)陈勇：下面介绍一下太阳能热水器，目前太阳能热水器保有量达到9000万平方米，覆盖4千多万个家庭，大概有1.5亿人使用了太阳能。应该说从它的规模来讲是属于世界第一。
(10:41)陈勇：光伏发电，刚才格林教授就光伏发电已经把世界光伏发电的情况做了介绍，目前中国光伏电池的效率达到了21%，可商业化光伏组件效率14—15%，一般商业化电池效率10—13%。随着技术的进步，太阳能电池的成本也在不断下降。我国光伏产业迅速发展，2005年底国内光伏电池生产150兆瓦，生产能力200兆瓦。2006年生产光伏电池380兆瓦，生产能力1200兆瓦，在世界上大概排在第三位。按照现在这个发展趋势，我刚去青海和甘肃，预计不用几年到2016年我们就有可能成为世界第一大或者第二大生产光伏电池的国家。在太阳能热发电方面，在十五期间与以色列合作。
(10:42)陈勇：另外在节能建筑上的利用也取得很好的成效，使建筑的节能率达到80%。再就是海洋能，现在离应用还有一定的距离，但是我们在不懈地努力，与国际同步开展有关的研究，有些技术应该说在国际上取得领先地位。比如说波浪能发电技术，我们完成不稳定的波浪转变为稳定的电力输出，并且实现独立发电的技术。同时，飘浮式海流能都有突破。还有地缘热泵技术不断成熟，不断在建筑节能方面发挥很大的作用。
(10:45)陈勇：第三个方面就是中国可再生能源资源情况。左边是风能资源分布情况，右边是太阳能资源分布情况，红颜色表示资源比较丰富，粉红色次之。从这张图片可以看出，中国太阳能资源和风能资源都是比较丰富。下面是生物质能源资源分布，不同地区生物质能资源不一样，有的是玉米，有的可能是甘蔗。这是林业物质能资源分布情况。这张图是地热资源分布情况，大家知道中国地热资源相对比较丰富，而海洋资源主要是在沿海地区，主要是红颜色的部分。从量上来讲，从风能来说，十米高层的风能总储量32亿千瓦，供给可装机容量大约10亿千瓦。就太阳能来讲，中国有三分之二以上的地区太阳能覆盖量超过1400千瓦时。中国发展可再生能源有丰富的资源作为依托。
(10:46)陈勇：再从需求来看，中国强大的对可再生能源发展的重要需求是发展可再生能源的潜力。可以从六个方面看出问题。一是建设资源节约型社会的需要，大家知道我们每一年建筑增长量大概是在16亿—20亿平方米，而我们现在的节能建筑只有仅仅3%，另外我们主要的工业能耗比先进国家的水平要低40%。这虽然都是差距，但是差距就是潜力。二是调整能源结构和保障能源安全的需要。三是建设社会主义新农村的需要。
(10:48)陈勇：目前中国农村能源中传统的生物质能占了60%以上，这也就是说在我们的能源结构中，可再生能源占14.4%。四是保护生态环境和减少温室气体排放的需要。五是开拓新的经济增长领域的需要。大家知道2020年实现的目标包括可再生能源在总能中将达到15%。另外节内建筑到2020年要降低能耗65%，同时可再生能源可以拉动相当多的相关产业，初步估算就是这几项至少可以形成十万亿以上的产值。最后是建设小康社会的需要。大家知道到了2020年，我们的目标是经济翻两番，能源翻一番，否则我们将无法支撑。
(10:48)陈勇：但是实际情况是，经过这五年，没有把06、07年的数据放进来，初步的统计，每年能源的增长速度和使用增长速度在10%左右，我们的GDP也是10%左右。所以发展必须要消耗能源，但是我们的化石能源能够提供的量有限，只能通过节约能源和发展新能源和可再生能源。不管主观意志如何，发展可再生能源是客观的需求。
(10:49)陈勇：最后介绍一下在发展可再生能源方面可做的工作。与化石能源相比，我们的技术比较落后，成本比较高，还需要大力度的研究和开发。首先是可再生能源的开发需要学科的交叉和技术的集成。可再生能源包括太阳能、风能和海洋能等，是一个复杂的系统，受资源环境的影响非常大。发展可再生能源首先一定要进行战略研究，这里包括究竟你是先发展太阳能还是发展风能，是发展海洋能，首先进行方向的定位。第二，要进行目标定位，究竟发展到什么程度。第三，发展阶段，是处在示范工程阶段，还是研发阶段。第四进行时间定位，究竟在哪个节点完成什么样的工作，最后要完成空间定位。可再生能源在各个地区的分布是不一样，受自然条件的影响非常大，所以说并不是所有地区都可以发展能源，所有地区都可以发展太阳能，所以要做好空间定位。
(10:50)陈勇：第二方面要做好生态研究，可再生能源是自然资源，首先要了解自然资源的量，对自然资源进行评价。有了这么多量是不是能利用，所以要对自然条件的影响进行研究。研究可再生能源不仅是从事技术研究的工作，也是各方面工作者的任务。最后用了以后，对生态环境会不会产生新的影响，这些问题都必须展开研究。再一个进行技术研发，包括应用基础研究，关键技术开发，技术示范，二次开发等等。
(10:51)陈勇：再一个就是政策研究也非常重要，尤其是经济性的评价，因为现在大家对发展可再生能源有很多争议，我就听到太阳能光伏电池，生产光伏电池是耗能的，所以有人说生产电池消耗的能量比产出的能量要大，这个问题怎么看？如果我们按照全生命周期去理解，生产太阳能是合算的，从十年十五这个角度计算，经济效益就明显显现出来。再一个支持政策上的研究，你究竟以什么样的政策支持可再生能源的发展也是需要研究。再一个就是相关法律体系的研究。大家知道最近中国通过物权法，当时我们在全国人大讨论的时候也提出，空间问题在物权法里没有体现出来，我们希望加进去，最后也没有加进去。将来发展可再生能源的时候可能会出现一定的法律问题。所以说发展可再生能源是综合性，要全面开展研究。
(10:52)陈勇：可再生能源的发展具有强大的需求，在这种需求的推动下也将会拉动前沿科学技术的发展。比如在发展生物质能方面，我们要发展乙醇等化工原料，这都是很强的需求，为了满足这个需求，从事化工工作的人员很了解，这里的关键技术在哪里，就在于催化技术。催化过程引领出什么样的科学问题就是催化机理问题。
(10:53)陈勇：再一个就是太阳能光热问题，到2020年建筑总节能要降到65%，节能建筑是必须要满足这样的要求。在发展节能建筑其中关键就是智能调光材料，比如说光学原理、材料研究等。海洋能问题，人类逐步进入海洋，在不断勘探海洋资源，作为需求来讲，一个是海洋生存平台，一个是海洋的资源开发还有海水淡化，其中波浪能发电可以满足这个要求。但是刚才讲稳定的波浪转变这里有很多科学技术问题，同时要建一个数学模型，我们现在很多数学手段需要进一步提升，去研究。最后比如地热能问题，地热热发电关键技术主要是包括热输送工艺，科学问题包括地质学、材料学等。
(10:54)陈勇：最后，我想归纳一下我刚才的发言，中国发展可再生能源有巨大的需求，中国发展可再生能源是能源发展的必然趋势，发展可再生能源首先要做好战略研究和政策研究，可再生能源研究将促进各学科的发展和技术进步，可再生能源将成为新的支柱产业。谢谢大家。
(10:55)主持人：谢谢陈勇教授。陈勇教授的报告系统地介绍了我们国家可再生能源的结构和比例，技术现状和产业化的现状，同时分析了中国可再生能源资源状况和发展潜力，对我国可再生能源发展趋势和经济性的情况进行展望，最后提出对技术方面新的挑战。下面大家可以提问。
(10:56)提问：现在发展生物质能源必须牵扯到与人类争土地的问题，可能当废弃物处理的秸秆等涨价，这样成本进一步增加，您怎么看？
(10:57)陈勇：可再生能源受自然环境的影响和条件影响非常大，要想发展可再生能源首先做生态环境的评估，来确定如何来发展生物质能源。你刚才讲一定会争土地、争水，另外通过我们的技术发展也可以寻求一些少利用水分的植物，现在应该说这个研究有进展，我们对可再生能源的发展充满了期待。另外你讲到秸秆的问题，废弃物的问题，现在也应该说一些技术也逐步成熟，也在不断得到应用。但是中国的农业规模是属于小农业规模，它的应用又涉及到应用半径的问题。根据我们研究表明基本上在中国15公里为半径的范围来发展农业废弃物的能源利用比较合适。
(10:57)主持人（中国科学院生态环境中心研究员贺泓）：大家上午好，我是中国科学院生态环境中心研究员贺泓，我的研究领域是环境催化，用催化问题解决环境污染问题。今天非常高兴主持盖博·索马杰教授的演讲，首先看一下有关他的短片。
(11:02)主持人：下面有请盖博·索马杰教授。盖博·索马杰教授研究方向有表面化学、多相催化和固态化学领域，编写过三本教材，先后获得20多奖项，包括1979年入选美国国家科学院，2002年获得美国国家科学奖章、2007年获得美国物理学会兰茂尔奖。盖博·索马杰教授在国际上也享有崇高的声誉，是我们国家吉林大学1992年授予的荣誉博士学位授予者。下面让我们以热烈的掌声欢迎盖博·索马杰教授给我们做报告。
(11:06)盖博·索马杰：非常高兴参加这个论坛，自从1992年以来我多次来北京，中国人应该对中国在科技、教育、文化各个领域所取得的巨大成就而感到自豪。科技的发展是用来满足人们的需求，我认为对这一领域的发展来说做出重大贡献的一位，也是我的好朋友，像教师一样的人物——谢西德教授，他曾经在中国任教，在中国为科学技术的发展做出重大的贡献，我想把今天的演讲献给他。
(11:08)盖博·索马杰：对我们来说能源的转换和环境改善表面是最主要的媒介。现在有三种表面结构的存在，大家可以从图片上看出一种是单晶的表面，像绿叶的表面就是单晶表面，还有一种是纳米粒子的表面，纳米粒子在很多物质中都存在，还有一种表面是内部表面，在很多物质当中都存在，比如说硅石当中都存在。这种表面存在的越多，利用潜力就越大。
(11:09)盖博·索马杰：比如说在人类，一个刚出生的婴儿在体内存在很多内部表面结构。今天我的演讲的重点就是为了人类文明在城市化进程中能够继续存在，我们应该做什么，首先需要做的是清洁的空气。清洁的空气因为催化能量转化技术得到加强，我也参与了这项研究，特别是研究如何使机动车的尾气通过催化转化减少污染物的排放。这种转换器是这样的，在洛杉矶得到应用，而且对提高空气质量有很大的作用。洛杉矶的空气质量在过去几年当中有了大量的提高，主要是二氧化氮以及其他污染性气体的数量有了明显下降，
(11:10)盖博·索马杰：在2007年在洛杉矶每人开车，人们每天要行使3亿英里的距离，比1997年增长两倍，使用这个转换器使空气质量有较大的提高，所以洛杉矶的空气质量还非常好。在不久的将来北京可以使用这个技术提高北京的空气质量。在不同气体之间产生反映形成对空气质量没有较大危害的气体，第二就是清洁的水源，这对每个人来说都非常重要，比如我们可以通过沸石，含有内部表面结构的材料实现水的净化。从这张图表可以看到使用沸石的转换机制可以使我们进一步净化水源，而且同时释放出氧气，同时吸收了一定的热量，这样可以进一步加强氧气的数量。而且水体得到进一步净化，直到最后水的净化程度已经达到饮用水的标准。
(11:12)盖博·索马杰：全球的能源消费正在不断增长，发展中国家能源需求量要比发达国家的增长幅度要大，但是发达国家他们的能源需求也在不断增长，我们也在解决这个问题。能源的消费，人们的预期是在2020年将会增长两倍。这张图表很有意思，左边树项部分显示国家的GDP，也就是人均GDP的数值。在美国人均GDP大概是四万美元，对中国是在中间这部分，大家也可以看到。看一看能效问题，两种实用能源的方式，谈到能效你是希望自己能够在角落里，比如像孟加拉这个问题，他们虽然不富有，但是能很好使用能效。实际上在很大程度上因素取决于你使用什么样的化学元素。使用化学元素应该有这种选择性，也就是使用不会产生负面影响，不会产生废弃物的化学元素，所以用选择性的方式可以尽可能降低对空气的污染。
(11:15)盖博·索马杰：通过不同的化学反映过程可以产生新的化学元素的组成结构，有很多对空气来说是污染很少的。比如对于乙烷气体可以通过不同方式来产生像苯、丙烷等不同气体，通过不同方式实现气体的产生。同时比如聚丙烯也有各种存在的用途，有全硅的聚丙烯，像制造袜子这样柔软的，也可以用于制造汽车零部件。燃料和化学物质这种气体会产生不同的东西，会产生释放热量的反映。
(11:17)盖博·索马杰：对于这些合成气体，原材料在中美都是广泛存在的，比如说煤、水、甲烷，把它们进行化学反应就会产生想得到的产品。对于铂这种纳米粒子就取决于它的大小和形状。目前对选择性科学性研究不深， 这方面研究有限。对于油气的产量在2010年达到高峰，在美国实际上这种产量已经达到高峰。美国现在对于油气资源的产量远远不能满足对于能源的需求。
(11:17)盖博·索马杰：谈到太阳能这方面，现在伯克利大学正在积极推动的一个新的技术领域，主要有三种研究办法看起来非常有前景，一个是光合作用的应用，如何提高光合作用的有效率，我们应该进一步进行研究。我们应该保证如何进一步提高光合作用的过程才能够进一步保证实现生产出更多的氧气。还有就是光伏电池的使用，把太阳能转化为电能，这是一个非常典型的利用光伏电池的情况。它的能效大概20—24%，我们应该把这种能效进一步提高来使用，比如说纳米科学等其他新的科学技术的研究成果来提高这方面的效率。
(11:22)盖博·索马杰：谈到太阳能这方面，现在伯克利大学正在积极推动的一个新的技术领域，主要有三种研究办法看起来非常有前景，一个是光合作用的应用，如何提高光合作用的有效率，我们应该进一步进行研究。我们应该保证如何进一步提高光合作用的过程才能够进一步保证实现生产出更多的氧气。还有就是光伏电池的使用，把太阳能转化为电能，这是一个非常典型的利用光伏电池的情况。它的能效大概20—24%，我们应该把这种能效进一步提高来使用，比如说纳米科学等其他新的科学技术的研究成果来提高这方面的效率。
(11:23)主持人：非常感谢盖博·索马杰教授给我们做的报告。实际上他讲的表面科学是催化技术的基础，催化技术也成为我们的化学工业，实际上也可以说成为我们工业文明的基础。如果这样，今后解决我们人类所面临的能源环境可持续发展的问题，相信表面科学以及以他为基础的催化科学技术将成为关键的技术。
(11:26)提问：我注意到在您的幻灯片中谈到在洛杉矶的清洁空气中最终出现的产品是二氧化碳，之后也提到一种合适的设计方案，就是把一氧化碳转化成石油的组成元素，有没有可能有一种办法就是把尾气废气直接转化为石油呢？
(11:27)盖博·索马杰：你提出一个非常有挑战性的问题，也就是二氧化碳是热动力学以及燃烧产生的气体，我们能不能做什么事情来利用这个气体。现在存在的问题就是很分散，我们来收集。要做的就是光合作用，是一个非常没有效率的过程，特别是在产生二氧化碳方面跟内部燃烧来比较。可以说这是一个中性的技术，把碳放进去，但是不知道会产生什么，这对于科技的发展要使碳中性化是很有挑战性的一项任务。目前还没有很好的解决办法。
(11:30)提问：如果能够把空气的氧气提纯出来，加入汽车的发动机就得到纯的二氧化碳和水，没有氧化氮的产物，而二氧化碳又有经济价值，这种方案有前景吗？
(11:32)盖博·索马杰：到底能有多少的二氧化氮，取决于燃烧的过程。温度越高，燃烧的过程大概是1500摄氏度，这样产生的一氧化氮太多了。大家可以把温度降到1200摄氏度，那么产生的一氧化氮就是低于EPPM，但是我们必须一直保持这种温度的水平才能够保证产生这些数量的一氧化氮，这对于我们来说是很大的挑战。所以我想说的就是一氧化氮或者说氧化氮物的产生取决于温度。
(11:33)主持人（中国科学院过程工程研究所研究员张锁江）：女士们，先生们上午好，我是中国科学院过程工程研究所研究员张锁江，主要从事绿化化工，非常高兴主持这一个演讲，演讲嘉宾是前瑞士联邦理工学院苏黎世分校教授洛塔·雷，他演讲的题目是《提高能源核材料效率—加工产业面临的挑战》。欢迎洛塔·雷先生上台就坐。
(11:35)洛塔·雷：演讲之前简要介绍一下洛塔·雷教授，洛塔·雷教授1986—1998年任瑞士联邦理工学院苏黎世分校过程工程研究所教授，洛塔·雷教授在北京的各种研讨会上发表演讲，为我国洁净煤等技术的发展做出了重要的贡献，下面欢迎洛塔·雷教授研究。
(11:36)洛塔·雷：女士们，先生们，很荣幸在这里谈一谈提高能源和材料效率这个话题，我要感谢主办方给我这个机会。大家都知道从太空里看地球就会发现发光的地区就是大城市人们生活水平比较高的地方。而另一方面有一些亚洲地区、俄罗斯、沙特看到石油丰富的地方会有浓烟，还有南非和非洲通过燃烧森林木材也会看到浓烟。我今天想谈一谈全球能源和人类的互动，重点谈一谈利用材料的效率。我们要讨论加工业的整合来保护环境，我会给大家介绍一下我们可以采取的创新性的办法，可以做什么来改变这个局势。
(11:37)洛塔·雷：从90年代开始看到三个趋势，这个大大的问题就表明我们需要严肃地来对待这个问题。现在地球人口增长了4倍，这三条曲线非常相似，一次能源供应的增加，每一年增加11.1%，在05年达到很高的点。同时我们也看到二氧化碳的集中，人口在增长，而全世界人口都需要很多能源希望使他们生活得更好，因此人均的消费量也增加了。但是在很多贫穷的国家，人们没有办法使用这么多能源，甚至没有办法生活。所以说在不同国家使用能源的状况非常不一样。
(11:41)洛塔·雷：这是另外几张表，不同的初级能源是比较粗略的曲线，因为要实际的数字比较困难。我也希望有更详细的数字。先看一看这些曲线，大家看左上的图表，这是我们平时使用的一些一次能源煤、石油、天然气，我们也发现还有很多水泥和钢，这是从上到下的五种材料。他们和能源总的需求很类似，相互之间有很强的关联关系。我们有非常复杂的互动，就是自然和人、大气之间的互动，在左下方可以看到我们对环境所产生的影响。在这张图可以看到通过工业、住房对大气产生的影响。在右边太阳能、雨水、挥发，工业和自然的各种排放，我们要从这个复杂的人和自然的互动当中找到解决办法。
(11:43)洛塔·雷：这张表是全球碳的预算，大家可以看到碳的储存和自然条件的变化，有大气和水、土壤之间的关系，这种交换。这张图上我们可以看到我们使用地质储存的能量，燃烧各种化石燃料，当然这里提到水泥厂等，还有其他很多使用这些化石能量储存的工业，每年59亿吨排放到大气中。再看大气和土壤之间的交换，你可以看到这个5.9是非常庞大的数字，我们将大量的二氧化碳从土壤当中排放出去。看看这张图，我们有两个储存，是原材料的储存，在图的下方是地质储存，是自然资源的储存，包括生物质能是短期的，还有煤、铀、石油等等。
(11:44)洛塔·雷：我们运输这些能量供工业使用，产生材料，使用一次和二次能源进行发电，在左边可以看到这些箭头，这是我们的生产周期。产生各种产品包括汽车、电脑等等，这是使用者储存能量的方法，他们保有这些能量和产品，以这种形式保有了这些能源。在消费过程结束之后，这些能源又被释放出来，我们对此要有新的认识。现在我们不再谈论垃圾，而是如何来利用垃圾，在垃圾当中分开有用和没用的材料，其中有一些是能回收的。在可回收的材料中便于进一步回收可利用的材料和能源。
(11:45)洛塔·雷：当然大部分材料是没有用的，所以就进入最后的垃圾填埋场。除此之外还有太阳能系统来产生更多的能量，正如格林教授今天早上说到，这是可再生能源很重要的部分。这是非常复杂的系统，过程工程学的同事知道我们要使用工程学当中一些模式，这是要处理原子到分子到反应堆从小到大的过程，我们要考虑的是搜集能源的层面还是发电。在这张表上大家可以看到各种元素有各种各样的互动，在材料工程当中要考虑到所有这些元素，这些元素之间要协调地存在，这张图颜色之间的色块随着时间的变化会产生不同的互动，不同的人类活动时间、空间、物理学基本的原理都是互相相关的。
(11:48)洛塔·雷：我们要使用数学的原理来寻找系统工程学的解决办法。在这个工程过程中我们要使用新的技术来处理我们的空气、水、能源和原材料进入生产的过程。在这个过程中会产生一些副产品，在内部一些产生循环，每一步我们把它称之为整合的环保过程，没有一个国家是独立的。所以我们必须要考虑到他们之间的互动和互相影响。我们要让这些材料分子越小越好，在这个阶段我们需要投入更多的精力。
(11:49)洛塔·雷：这张表看一看我们的技术和环境的关系。如果我们要保护环境，比如说要有新的干净的水、干净的空气，从某一方面来说我们最理想的状态是没有垃圾和废物，这是目标，但是我们还达不到这个目标。如果我们要达到这个目标，我们要通过努力，通过建立一个可持续的环境来做到这一点。这种整合的过程怎么做呢？在德国1982年之后他们在他们的化学工业中使用了一种模式来检查所有的生产过程，优化能源的使用，他们倡议了一个过程，这就是从90年代以来，这种技术的发展。如果我们生产得更多，因为上面是生产指数的增加，通过技术上的革新，可以使得能源的消耗减少。
(11:50)洛塔·雷：在钢铁行业当中我们的循环使用已经得到大规模的应用。我们使用的炼钢炉炼钢的时候产生废渣，这些废渣可以重新熔炼。高炉炼钢不需要煤，产生的能源效率比其他方式要高得多，同时稳定地、逐渐地减少能源消耗。我们也可以把这些技术推广到其他的生产中，这里是一张复杂的图表，将铁矿石炼成钢的过程，而不用使用煤，只需要用电炉和氧气，左边是使用氧气的炼钢厂，每一年可以节约大量的能源，当然这个厂本身并没有电炉，是把铁矿石运到其他地方生产。如果它最终能够安装这种仪器，就能够完成从铁矿石炼成钢的过程，减少高炉的使用。而高炉大家都知道产生的排放很高。
(11:53)洛塔·雷：看看北京的大街，有那么多汽车，虽然每一个汽车生命周期不是永远的，有一些汽车被淘汰，有一些新车又加入这个队伍，所以我们要在这个过程中使用废旧汽车可用的零件，在粉碎过程中有效地利用能源。在粉碎过程中会有一些残留，这些残留有的是黑色金属，有的是有用金属，通过熔炼的过程分开这两种材料，有一些材料有色金属和黑色金属都可以在建筑和其他行业中得到分别应用。这是生物质能量的使用。这是芬兰的例子。右边这张图是以燃烧泥炭、树皮和木材的残渣产生电力，使用化学燃烧只占10%。左边这张是电站的照片，就是利用废料来发电的，可以减少灰尘、粉尘的产生，化学燃料的使用。生物质能电场的问题就是需要的面积非常大，资金投入比较多。而泥炭是他所需要的主要材料，运输也是一个问题。
(11:55)洛塔·雷：因此这个电站运行起来，如果要高效运作，也是比较困难的问题，从2001年开始投入运作，还也很多类似的电站正在建设当中。我很多芬兰的朋友对大型的电站并不感兴趣，他们希望这个电站是能够规模小一些。
(11:58)洛塔·雷：下面来看看中国，我和中国合作多年，很高兴给大家看这张图片，这是在开元2乘300千瓦的流化床的电站，是和法国进行合作建成的。在这个电站中我也有一点小小的贡献，人们看电站只是看到电站本身，并没有看到背后的系统如何运作，看到能效的提高这些现象。而我们要做的不是建设大型的电站，而是建设通过提供更加安全、清洁的能源，建立更加小型的电站，使得这种电站在全国范围内更加分散，我觉得这种分散有很多好处，在德国的有的小型电站能效可以达到90%。燃烧氧气的循环流化床，我们可以使用二氧化碳，这是一种便于采集的气体，而且成本比较低。在荷兰他们就使用二氧化碳，在希腊也是被用作温室气体，取决于他们生产的材料是什么样，每年17万吨的二氧化碳不是直接排放到大气中，而是使用他们进行生产。
(11:59)洛塔·雷：最后这一张图可以看到这个背景是一个城市，这张表上可以看到每一种电站还有我们使用的汽车都是有生命周期的，这也就是说水电站的生命周期很长，所以我们需要马上采取行动，如果现在不建设，40年之后也不会有效果。所以说所有的人都应该从现在开始考虑应该做什么减少二氧化碳的排放。
(12:00)洛塔·雷：我简单说一说大气中二氧化碳的集中已经增加到一些不确定的量，可能在未来会给我们带来问题。另外增加能源和材料的使用效率是必须的。因为材料是消耗能源的，所以我们要考虑的不仅仅是增加能效，而是增加使用材料的效率。我们的加工、后勤、过程、工程这些都是非常复杂的系统，我们要使这些系统成为可持续的系统，而我们需要长期的可持续创新性的体系，因为很多体系不是一时间就可以改变的。我们现在就必须要采取行动。
(12:01)主持人：刚才洛塔·雷教授给我们做了精彩的演讲，从全球能源、资源的过程出发，提出我们面临的挑战，指出系统继承和多制度方面的多样性，并通过具体的工业实例，大规模的生物发电等掌握了资源能源可持续高效利用的发展趋势，对我国构建新的能源资源利用系统提出宝贵意见。再一次掌声感谢洛塔·雷教授。
(12:02)主持人（北京工业大学副校长、中国科学院院士张泽）：大家上午好！今天非常荣幸能参加这个论坛，并且很荣幸能主持下一个报告会，下面请大家看一下短片，熟悉一下我们的讲演者。
(12:03)主持人：诺贝尔奖发了100多年，诺贝尔化学奖也发了上百年，但是2005年诺贝尔奖是绿色化学，为什么是绿色化学，请理查德·施罗克给我们详细介绍一下，大家欢迎。
(12:05)理查德·施罗克：大家早上好！我特别高兴能够到这儿来参加诺贝尔奖获得者论坛——能源与环境论坛，我是一个化学家，我的工作领域涉及到化学、环境，所以和能源环境也是密切相关的。我要感谢组织者能够邀请我，我也愿意向大家介绍一下我为什么能够获得诺贝尔奖，而且我的研究领域和能源环境有什么关系。很重要的一点，就是使化学反应过程更有效，降低能耗，使这个过程更为绿色，也就是对环境更为友好。
(12:06)理查德·施罗克：首先我是不是先讲一下第一张幻灯片，这是一个仪式，12月10日在斯德哥尔摩举行的颁奖仪式，我总是喜欢看这张照片，我想告诉大家，在这张照片后排有一个教授，他在05年获得了经济诺贝尔，他也参加这个论坛。我得奖的时候非常紧张，这是瑞典国王颁发的。后来我也得到这个奖金，还有这个证书，描述了我得奖的成就。
(12:12)理查德·施罗克：我得奖是因为有机合成复分解反应，我接下来会讲一下复分解反应是什么意思。很多人都听说过水合物，特别是双键的CT，有很多化合物都有三键，有很多化学物进行反应。以前没有任何途径可以交换，70年代又有人提出了新的反应，那个时候就有关于快速反应，那个时候出现很多科学家，他们的成就在今天也是非常伟大的。那个时候就在考虑甲烯和乙烯之间的转换，当时就考虑用甲烯的一半合成乙烯，在2005年，我和另两位科学家一起分享了诺贝尔奖，其中一位在71年的时候首先提出了有机化学中前所未见的观念，提出一种金属比如说钨找一个对象，这样可以产生不同的金属，就是采用副分解的方式产生不同的金属。
(12:13)理查德·施罗克：大家可以看到最终的结果，这就是交换反应对象，主要是通过钨和另外一种金属来做实验的。另外有一个例子，就是跳舞，最初的双键可以说是中心的舞者，穿黑衣的女士可以比作催化剂，是最先起舞，最初的舞伴就像一个双键，然后他可以邀请其他的舞伴，包括红色和其他服装的舞伴，他们形成一个圈，这个圈又分开，再和红衣或者蓝衣舞者结成新的圈，大家可以看出他们很快就打乱原先的方式，这就是交换舞伴的办法。
(12:15)理查德·施罗克：在生物学中这种双键也很普遍。有30年的时间到了70年代大家都在试图寻找他们是怎么产生作用的，如何寻找催化剂把它装在瓶子里测量它的性能，看他能产生什么样的反映，来分析这些反映过程。目的就是为了控制反映的过程，使催化剂不产生变化，这就是我刚才讲的催化剂。大家可以看到其中就有金属化合物的双键，这种化合物的属性要取决于反应之初的金属性质，他会有很多变性，通过交换舞伴产生变性。到90年代初又产生新的催化剂，反应的方式也相似，但是有一些变异。因为钨金属对催化剂非常敏感，而催化剂本身对于含氧量却不那么敏感。所以他在使用这种催化剂的时候对于空气的要求不是特别高。它进行了一系列的反应，最基础的反应我刚才已经讲了，最基础的反应又产生了新的变异反应，产生了乙烯，产生气体，可以把平衡点向右推，可以打开不同的环节，可以产生新的双键，而产生新的物质。这是通过新的化学反应而产生的。第三个反映还可以形成环，通过这种反应产生不同的物质，这样你可以控制催化剂的结构，从而控制反映的结果
(12:16)理查德·施罗克：有一些商业上的产品也是以我们的理论为基础而生产出来的，有一个是磁盘，所有这些产品的关键都是控制中的催化剂。这种生产环节步骤比较少，而且比较节省能源。所以要控制催化剂的性质，控制反应的过程。因为最终的产品如果不是控制这个过程，可能会有瑕疵，或者如果不控制这个过程，成本会提高。
(12:20)理查德·施罗克：有机化学是由两位重要的科学家在90世纪初极大推动的。当时被认为做一个在化学反应中的圈很重要，可以形成一个圈来声称新的化学物，这是非常高效的合成方法。否则，需要更多的化学制剂，要用很多溶液。所以他所发明的办法是更直接的生成化合物的办法，有很多药品，包括蛋白质的浣都是这个原理。在最终形成双键，可以把圈闭合起来。在中间有一个非常新颖的有机化学分析室，这个论文是由我的同事在95年发表，就讲了有机化学领域里有一些自然的合成物，这些都是可以制药的催化剂。
(12:21)理查德·施罗克：比如说治糖尿病的药品，碳可以形成不同的键，所以有一点很重要就是要使分子不对称，像催化剂本身就是不对称的，就如同有的人左手写字，有的人右手写字，在十年前，纯的不对称的催化剂就被使用来制造有机化合物，这被认为是一个 简化的办法。这就是他最大的吸引所在。这些化合物就像在这个幻灯片上所演示的，是相对复杂的，有四个中心，就是由这样一个非对称的醇催化剂生产出来的。99%这是纯度的测量标准，这个分子中有四个中心，如果是用传统的化合物合成办法需要更多步骤。
(12:22)理查德·施罗克：所以诺贝尔委员会就说我们这个副分解的反映是绿色的进程，我听到还有点吃惊，但是后来还是理解，因为更有效，更节能，可以在水中进行生产，这样用水这种溶剂对环境也是很友好的。这成为了绿色化学的一个范例。在我们挑选最初材料的时候，大家可能注意要选择一些可再生的材料，使过程中步骤更少，产生的负产品更少。刚才我也讲了要尽量减少负产品，有的一些产品是用石油原料，我们新型的办法替代使用燃料，也就减少污染。
(12:23)理查德·施罗克：这张幻灯片是桃树，一棵是雌性，一棵是雄性，在右边是长成的大树，如果用传统的方法给桃树灭虫，那这是非常昂贵和复杂的，而且对桃树有损害，有空气油污染，不是最佳的方法。用这种副分解的反映呢，可以使雌树在传粉的时候就解决了这个问题。左边和右边两种元素可以混合起来，就如同是交换伙伴。通过简单的化学原理就可以实现。在桃树传粉一两周时间可以把这种化学品播散开，那么它就可以使雌性害虫不会产卵，从而防止对桃树的侵害。
(12:25)理查德·施罗克：这只需要在很小的范围使用化学品就可以了，而不是大范围的使用。而化学制剂对人无害，所有这些成就都是基于基础化学，我不知道化学发展的未来在哪个方向，在74年我们刚刚开始这个实验的时候，我们就逐渐合成了一些化合物，后来很多年我们又发展了刚才我所讲的化合物。我的生活方面也是很不错，我和我的妻子生活很幸福，我有两个儿子，两个女儿，我觉得我一生过得很幸福，我的家人都参加了我获得诺贝尔奖的颁奖礼，在我的工作过程中有很多个人和机构支持我的工作，还要特别感谢诺贝尔委员会认为我所做的过程是绿色的工程。谢谢。
(12:25)主持人：刚才理查德·施罗克先生已经用了非常生动、形象的语言介绍了他非常重要的工作。下面开始讨论。
(12:25)提问：我是一个博士生，我觉得做研究很难，你在做研究的时候碰到过困难吗？
(12:26)理查德·施罗克：当然，要得诺贝尔奖当然要付出很多努力。但是我觉得任何获得诺贝尔奖的人是非常感谢的，他们从事的工作是他们喜欢的，而且做得很好。我觉得如果是为了得诺贝尔奖而做研究这个意义不大，而是认为这个工作很有意义的时候做。如果你愿意发表论文，培养学生，都是需要喜欢。我们非常高兴的是我们做的成果是能为人类造福的，所以获得诺贝尔奖，这对于我来说是没有想到的，对我有很多益处。
(12:26)主持人：再一次用热烈的掌声感谢理查德·施罗克教授。
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